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人体解剖学和有限的技术:真正身临其境的虚拟现实所面临的障碍

虚拟现实(VR)仍处于未被主流采用的边缘,但增强现实(AR)体验已经开始进入公众视野了。虽然最初从一个细分定位开始,但终于开始了加速普及应用。

从电影制片厂、游戏开发商到全球品牌和广告代理商,开发人员们正在创造越来越复杂的身临其境的体验,吸引并激发着观众们的情绪。在最新的全球预测中,CCS Insight预测到2021年专用的VR头戴显示销量将增长到2200万部,与2017年相比将增长800%。同一报告称,届时,三星Gear VR等智能手机头戴显示的销售额也将增长5倍,达到7000万。

尽管迄今为止360度VR视频内容已经取得成功,但娱乐行业在实现这些体验的过程中依然遇到了许多问题。 VR的“光环”在于通过让观众沉浸式的进入虚拟世界,从而创造出(哪怕只是一瞬间的)真正存在感。但这说起来容易做起来难。虽然每一项技术的提升都让我们更近一步,但仍有许多障碍需要克服。

Vr-Ar-Mr 人类的大脑

一切尽在头脑之中

大多数VR体验都被设计成一种头戴式的显示,可以像护目镜一样放在眼睛周围观看。立体化的360°视频还采取了类似于立体3D电影的方式来增加了深度感。尽管体验非常吸引人,但深度仅仅还只是初步效果,只要您开始转动头部,这种幻觉就会被撕裂了:因为是虚拟世界随着您的头部在移动,而不是您的头在虚拟世界内移动。

这也就是VR会让人感到恶心、不适的常见原因之一。

隧道尽头的曙光

解决360度VR视频局限性的关键在于体积化视频和定位VR的发展。例如Lytro这样的公司以其光场Immerge摄像机,开创了沉浸式内容的新道路。Immerge摄像机能记录环境中物体的深度和距离。之后,它不再像传统的360度摄像机那样缝合拼接图像,而是更高效地在3D虚拟空间中重现场景。

在捕获了进入摄像机传感器的所有光线的信息后,您就可以在场景中移动,甚至还能看到物体下方或后方,创建出真实的存在感。而这在VR界被称为了“六度自由”(six degrees of freedom)。

 VR 中的思想工作

模仿人眼

体验效果同样还受到第一代和第二代头戴显示提供的视野角度(FOV)的影响。因为有双眼视觉,所以人类的FOV水平范围大致是200°左右,但大多数头戴显示的视角仅为110°,只是比我们现实中看到的一半略高一点点。

我们还需要很长时间的努力,才能创造出像我们用肉眼看到的那样的高分辨率体验。如今一眼就能分辨出,我们仍然是在通过屏幕观看。因此,很难说服用户来相信正在他们眼前展开的情节。

延迟,同样也会降低沉浸感。即使显示中对运动或命令作出反应只是非常微小的延迟,也会立刻消除了现实感。由此,为了达到完全的沉浸感,头戴显示需要大幅提高视野范围,分辨率并降低延迟。固定注视点渲染“Foveated rendering”则是另一个在VR中引起轰动的新兴技术。此图像渲染技术模仿人类关注和处理周围世界的方式,利用注视检测来告知VR应用程序用户正在观看的区域,并借此采用高清晰度构建视图的那个区域。

正如人眼在任何时候只会关注周围世界中的一个小窗口一样,此渲染技术将采用较低分辨率来绘制我们视野外的其余部分。这样除了能节省大量的像素数据,还能更好地模拟我们看世界的真正方式,创造出更深入,更具有沉浸感的体验。

在去往特别的道路上

在实现真正沉浸式的VR和AR内容之前,我们还有一段路要走,软件和硬件方面仍需要大力发展。向非线性、适应性的发展,确实令人兴奋,然而如果头部的轻微移动,就意味着幻觉破灭,或者如果我们的感觉戛然而止,那就没戏了。

我们所需要的硬件本身就是一个障碍。毕竟,如果您的头戴显示被绑在脸上,手中还拿着一个控制器,您会觉得有多沉浸呢?或许在某个时刻,我们会采用眼部植入物,或者将有比谷歌眼镜更好看一点,人们更愿意穿戴的设备出现。

如果我们要创造真正的沉浸感,那么硬件和软件方面的发展都需要齐头并进。而且随着相互交织的多方面产生了连锁反应,进展也将会掀起波澜,最终推动我们一起向前。我们正走在一条特殊的道路上,毫无疑问,这也是视觉效果行业的一个迷人时刻。

如果这篇文章激起了您的兴趣, 为什么不深入了解一些 VR生产的实际挑战呢?