您明白FIVR与FOVAS吗?那么Foveated渲染和体积化捕获呢?


来自Foundry趋势的VR术语解读

如果无法分辨,您也不用担心,Foundry 趋势将在此详细讲述虚拟、增强和混合现实世界中会遇到的10个最令人困惑的单词、短语和首字母缩写。

Adaptively sampled distance fields (ADF)

让我们首先从一个复杂术语开始吧。“Adaptively sampled distance fields”(ADF)即自适应采样距离场,这是一种2D或3D形状的描述方式。这其中最重要的是显著改善并加快了对形状的操纵能力。

得益于ADF在计算执行上的更高效率,艺术家们可以缩放到此前无法作到的数据或比例级别。在实际操作中,艺术家们将利用构建在ADF之上的代数体algebra来进行雕刻,而不会直接去推动数百万个多边形。

由此,ADF不仅实现了极其灵敏地CGI模型绘制,而且保持了较小的文件。

Degrees of freedom (DOF) 

虚拟现实中的位置追踪(Positional tracking)是指在虚拟现实系统中,模拟再现真实头戴显示运动的能力 – 此能力通常受到所用技术的“Degrees of freedom (DOF),即自由度的限制。

据称人体能感受到六个方面的自由度:即三种旋转(从颈部带来的俯仰、偏转和滚动)及三种平移(来自全身运动的前/后,上/下和左/右)。

市面上的各种头戴显示,包括谷歌的 Cardboard和Samsung 的GearVR都能提供前三种自由度。不过能让人们在体验中具有真正带入感的完整自由度 – 仍然只存在于更先进领域的设备中。

Field of view (FOV)

简而言之,Field of view (FOV)视场,是您在同一时间能看到的场景范围大小。健康的人类水平视场平均是在200°到220°之间 – 当然这其中也包括了模糊的周边视觉。

U遗憾的是,目前市场上的大多数头戴显示只能提供大约一半的视场。因此,这也就很容易理解为什么这也成为了一个限制因素了。这一方面,我们此前也探讨过了。不过,目前Starbreeze已经在努力解决这个问题了。Starbreeze所推出的Star VR头戴显示(虽然还没有开始商用)已经具有了令人惊叹的210°超大视场。

3D 粒子
戴着 VR 眼镜的人

Field of view adaptive streaming (FOVAS)

VR中最大的挑战之一是在提高图像质量的同时,减少传输到头戴显示所需的带宽。

为此,视频创作和交付软件公司Pixvana提出了一个解决方案。通过引入称为“视口viewports” 的区域概念 – 即将VR视野球体中的小片区域,特别以高清晰度来渲染(其它的保持较低)。- 由此,Pixvana只用传输观众所观看区域的较少数据流即可,从而节省内容创作者的费用。

当观众直视前方时视频最为锐利,而当他们转动时,视频就会变得柔和。随着注视点的变化,相应区域会被立即提升到最高质量 – 由此使得体验更加身临其境,也更加符合现实。他们称之为视场自适应流技术“field of view adaptive streaming”简称“FOVAS”。

Focal Surface Displays

人眼能毫不费力地适应透视的变化 – 当聚焦在前景中的物体上之后,背景自然模糊,反之亦然。但这种“焦点模糊”却很难在VR中再现。

而Focal surface displays即焦面显示将试图做到这一点,该技术借助在通用式头戴显示中的目镜和围绕3D物体周围的弯曲显示之间添加“空间化可编程spatially programmable”元件,以更好地模仿我们看待现实世界的方式。

这意味着将带来更清晰的图像和更自然的观看体验。此视频便是来自Oculus Research,该公司作为焦面显示的先锋,在此展现了此技术的运作方式。

Foveated rendering

此术语出自于视网膜上的中央凹—中央凹(fovea)是视网膜的中央凹部分,正是在这里呈现出了最锐利,且呈中心化(或“中央凹形式”)的视觉。

虽然这只是整个视场中的一小部分,但却是最为重要的。如果没有它,您将无法阅读这篇文章,因为我们的周边视觉只能记录色彩和运动,而且保真度非常之低。比如您可以尝试着将焦点转移到本段文章左侧的空白区域,再看您是否还能理解这里的各个词语了。

Foveated rendering(中央凹型渲染)是各方面的捷径。它可以很好的模仿人类关注和处理周围世界的方式,而通过运用凝视检测,即可将用户的观察点告知VR应用程序,从而以更高清晰度来着重构建相应的视图区域。

如同人眼在任何时候都只能关注周围世界中的一个小窗口区域,Foveated渲染也可以将视场中的其它区域采用较低的分辨率去渲染。这样除了能节省大量像素数据外,还能更好地复制我们观看世界的真正方式,从而创造出更深入,也更身临其境的体验。

3D 图板

Full immersion virtual reality (FIVR)

在未来的某个时刻,我们或许会创建出真实到与现实生活难以区分的虚拟世界。那这个概念即被称为“完全沉浸式的虚拟现实(Full immersion virtual reality)”,简称为“FIVR”。

Foundry 趋势之前曾一同探讨了要实现真正沉浸式虚拟现实,所面临的障碍,以及该如何实现更好的“存在感”。不过,FIVR要成为现实,仍然还有一些障碍需要克服。

Haptics

大多数体验中都包含了视觉和声音,不过一些公司已经开始将第三感 – 触觉“Haptics”,带入这个方程式了。

虽然“触觉”这个词只简单涉及了触摸相关的互动。不过就技术方面来说,从游戏机的按钮到智能手机上的触摸屏都主要是通过振动来提供反馈。

目前,VR中的触觉则是涉及了多种外部设备 - 例如,手套,背心和操纵杆等,以便提供符合体验的反馈。背心可以产生震动,并模拟出被子弹击中的感觉,而操纵杆可以模拟出枪支的后座力。

迪士尼则在试图利用空气冲击法,来摆脱可穿戴设备的依赖。而布里斯托大学(University of Bristol)则发明了一种可利用超声波来创建能查看和感受3D形状的方法。

社交型VR

向VR中添加社交元素,能将其从私密的体验转为分享式的体验类型。在这方面,Facebook Spaces便是个有名的案例 – 这是个可供多个朋友一起探索的虚拟环境。

Foundry Trends also spoke to Ben Grossmann, coFoundry 趋势 还与Magnopus的联合创始人兼首席执行官Ben Grossmann一起谈论《Coco in VR》—这套基于迪士尼皮克斯电影的体验作品。他说: “我们发现,当您把人们放入一个没有中心的故事中后,他们便会感到孤独。”

“但通过向Coco中添加了社交元素之后,并允许邀请朋友们一起来探索,人们就会开始自己创造故事了。您添加的人越多,体验也就越有乐趣。为此,我们正在给所有的体验作品都增加这项功能。”

体积化捕获

在大部分的体验中,观众都是倾向于从一个固定的预定视点来随着场景移动。但为了在VR中能提供更多自由和代入感,体积化捕获也将变得至关重要。

正是由于体积化捕捉技术,才能让观众在场景内自由移动,甚至能够从物体下方或背面进行观察、直接走向角色,创造出了真正的存在感。

虽然实时渲染会使得全CGI中实现这种体验变得相对简单。但如果涉及到了实拍,则只能借助于多摄像机阵列,从各个能想到的角度来捕获整个场景或主体,才让更多的自由和带入感其变为可能了。

喜爱和虚拟有关的一切吗?那就来看看我们对曾荣获奥斯卡奖的视觉效果总监和虚拟现实(VR)导演Ben Grossmann的采访吧。