Esther｜ 撰文
2016年市面上出现了大量的VR头显，如今大家基本对初代VR头显有了深度的了解。虽然现在VR头显技术并不算完美，但依然有很多开发团队为其开发应用软件和游戏等，而且我们根据近年来所见到技术和原型设备，也对未来的VR/AR设备更加充满期待。因此，笔者决定在此为大家列举一些我认为可能会在接下来两年中影响VR与AR行业的新技术。
1， Oculus “Half Dome”原型机
Oculus公司有过在推出产品之前就展示原型机与开发工具的历史，具体例子可以参见他们的第一款消费级头显Oculus Rift。2012年时，Oculus在Kickstarter上开始众筹，随后VR狂热者与开发者便开始关注整个开发的过程；而在2016年Rift正式上市之前，Oculus还推出过Rift DK1、DKHD、DK2、Crystal Cove和Crescent Bay这5款原型机。当Rift上市后，Oculus则开始了神秘的下一代PC VR头显的开发与研究，期间并未有太多消息露出，甚至连HTC推出Vive Pro后，Oculus依然无动于衷。直到不到两个月前的Facebook F8大会上，Oculus才公开了一款名为“Half Dome”的原型头显。
“Half Dome”的视场角为140°（Rift视场角约100°），视觉体验上比Rift更加优秀，而且“Half Dome”原型机还加入了变焦显示系统与眼球追踪技术。另外，更大的视场角能给用户带来更加包围式、沉浸式的VR体验。而变焦显示系统可通过物理移动屏幕从而让VR中的显示效果更清晰和逼真，原理就是不断改变焦点来模拟来自不同距离的光源，同时近距离的物体也更容易聚焦。用一句话说，“Half Dome”头显中发出的光线与现实生活中的光线更相似，这样眼睛看到的东西就会更真实。
左：“Half Dome”原型的视场角；右：Rift视场角
不过，Oculus在5月的苹果F8大会上曾表示，“Half Dome”上并不是所有功能都会出现在二代Rift或者未来兼容PC VR头显，但是这台原型机让我们清楚了解到Oculus对兼容PC的头显的未来开发计划。
2，Valve公司的Knuckles VR手柄
过去我们认为，VR手套加＋手势水总技术是最理想的VR输入方式，但是过去几年中，我们看到了越来越多VR控制手柄的优点。优点之一就是，按钮与手柄比手势输入（“抓取”或者菜单导航）更可靠，而且大家渐渐发现握住虚拟物件时，手中也有实物感觉要比模拟的手势（抓空气）更真实。
当然，VR手套和手势追踪技术在AR增强现实中体验更为出色，而且其可实现手柄不能实现的更为更细致、更为具体的体感互动（如捏手指、挥手等不同的操控）。
Valve公司还在开发中的这款Knuckles手柄，最终会把VR手柄与VR手套的优势结合起来，成为一款能够感受到物质的精准控制器。上个月，Valve更新了最新版Knuckles原型EV2的开发进度，这款EV2的手柄中搭载了一种力量传感器，能够探测到用户的握力。这款控制器还有一大特点，就是连接了一个能够固定在手上的带子，用户即使松手，控制器也不会掉落。
有了手势追踪、力量感应与固定带，Knuckles则可以实现更多操作，如捏碎东西或是更自然地抛物品。
另外，Valve依然没有明确给出具体发售时间，但其最新开发版本看上去比初代技术更成熟，而且第三方开发者已经逐渐收到了EV2版本的原型机，估计量产也是近在眼前了。
3，Leap Motion北极星AR头显开源平台
没错，整个AR行业都在翘首以盼一款划时代的头显。虽然HoloLens在很多方面都有着十足的亮点，但是它昂贵的价格而且视场角大小有限等因素也限制发展速度。笔者预计，可能要过几年市面上才会出现输出、输入都具有沉浸感的廉价AR一体机。不过在那之前，开发者们不得不重新塑造整个AR体验的基础功能设计、界面设计与互动设计，VR之前也是经历了好几年才有今天的样子。
虽然AR技术的方向未定，但是Leap Motion不打算坐以待毙，他们设计了一款自己的AR头显原型机，并且公开了源代码，为开发者提供了一个代表了AR头显未来发展方向的开发平台，以应对将来普及且规模宏大的AR头显市场。
这款名为北极星计划的头显开源平台，虽然外形设计夸张，但主要目的是利用100°视场角、低延时、高分辨率以及Leap Motion最出名的手势追踪设备来提升AR的体验。相关阅读：《公布AR头显开源平台，Leap Motion疯狂的背后》
4，Oculus Santa Cruz原型机
Oculus在今年年初推出了一款定位入门级别的Oculus Go VR一体机，199美元让其有着超高的性价比，而且拥有经过专门定制的透镜，显示实效果虽然不能和PC VR相比，但也还算优秀。
同时，Oculus并没有就此止步，前年就曾透露其还在开发一款定位高端的VR一体机Santa Cruz。这款头显相当于高级版的“Oculus Go”，不仅功能更强大，还支持6DoF定位追踪（Oculus Go为3DoF）。不仅如此，Santa Cruz同样将配备6DoF追踪控制手柄，浸式体验和PC VR十分接近。
据悉，Oculus已经开发Santa Cruz有段时间了，Oculus的第一款头显第一次亮相还是在2016年底。此外，虽然Oculus还未公布这款头显的发售日期，笔者预期9月底的Oculus开发者大会上应该能透露出关于Santa Cruz的重大进度更新。来源：《我们所知道的关于Oculus Santa Cruz的一切》
5，超高分辨率显示屏
现在市面上的VR头显可能标榜有着高分辨率，但实际上画面因为视场角的关系被拉伸了，因此，现在的VR头显分辨率和正常的电脑屏幕相比还是差很多，差到人眼都看不清楚。在大多数一代头显中，画面很容易就失真，还会出现“纱窗效应”（因为像素之间不亮的空间，造成一种网格现象）。所以说，只有当分辨率足够高时，VR头显才能进一步解决这两个问题。
左：LG与谷歌合作的1443 ppi显示屏实拍，右：常规538 ppi显示屏实拍
现在，显示器公司正在争先恐后地面向消费级VR头显开发廉价的超密集显示屏。在过去几个月里，三星就已经宣布在开发一款2840x2160分辨率的VR显示器（1200ppi），还有谷歌与LG公司也在开发一款4800x3840分辨率、1442ppi的显示屏。当然，还有台湾显示器公司INT竟承诺会推出一款有2228 ppi的显示屏。
6，Varjo公司的人眼分辨率头显
虽然高分辨率屏幕还未上市，但是Varjo头显厂商针对这一问题找到了一个捷径，让我们看到了在未来VR头显中实现人眼级分辨率显示的希望。它也就是名为 “Bionic”的原型机（AWE 2018时展示了最新原型机），其特色是用户每只眼睛都配有两块显示器：一个1440×1600分辨率的“背景”显示器和一个更小的1920×1080分辨率微显示器。
第一块“背景“显示屏的分辨率与现在传统的头显屏幕分辨率差不多，但是第二块微显示器是一款密集像素的小屏幕，ppd（每度的像素数量）达到60。而第二块屏幕的图像直接投射在第一块屏幕的中心，刚好是人眼能看到最多细节的地方。
其通过中心的微显示屏提供高清的画面，通过背景显示屏显示周围带有虚化效果且对清晰度要求没那么高的画面，同时还保留较大的视场角。
两块屏幕结合，则可为VR头显带来了更沉浸式显示效果，在屏幕中心还能达到更高的显示分辨率，用户看不出像素也不会出现纱窗效应。当然，中心外的周边屏幕还是标准分辨率，因此如果用户转动眼睛，就不会有高清的屏幕效果，不过冲着现在就能在VR头显中实现人眼分辨率这一点，做出小小牺牲也没什么大不了。目前，Varjo公司也在研发利用眼球追踪输入带动高清显示区域的方法，来弥补眼球移动画面不够高清的缺陷。
Varjo公司的Bionic显示器头显面向的只有企业，若未来成本进一步降低，相信也会在受到消费级市场的青睐。
7，DigiLens的150度超大视场角光波导显示模组
现在AR头显的体积已经可以达到相对小型了，但匹配的视场角通常都比较小。尽管“半反半透显示方式”（与Meta或者北极星计划中使用的相似）能提供更大的视场角，却缺点是整机体积变得更大。因此，想要造出未来形态的AR设备（实现沉浸式的视场角的可日常佩戴正常眼镜大小的装置），可能还需要另辟蹊径。
光波导显示科技的开发商DigiLens表示，该公司现在正在研发一款可以给正常眼镜大小的头显提供150度超大视场角光波导显示模组的屏幕。DigiLens公司希望通过将光控结构（布拉格光栅）印制在薄且透明的材料上，让光线可以沿着光学器件传递并垂直投射出，最终反射至用户眼中。精确操纵光线后，光学器件起到了镜头与屏幕的效果，这样的装置与现在大多数AR头显中的相比，更加一体化。
另外，DigiLens还表示这项技术可以搭配光栅，甚至还可以加上一层液晶遮光层（变得不透光），在一台一体头显上同时实现沉浸式AR与VR。
DigiLens已经开发出一种AR参考头显（具备50度视场角），而通过使用多层光学器件实现宽广的视场角后，DigiLens预计将在2019年开发出有150度视场角的头显。
8，眼球追踪
在VR中，眼球追踪经常被用来和注视点渲染技术结合在一起，一来可以通过提升注视点的清晰度，降低周围的清晰度提升景深和沉浸效果；二来可以通过此技术节省运算能力，降低对硬件的需求。
除了注视点渲染外，配备眼球追踪的VR头显还可以检测出不同的用户，并根据用户的喜好进行个性化设定，例如瞳距等。
此外，眼球追踪也是变焦显示系统中重要的一环，其可以通过检测眼球注视方向，来动态调整屏幕，以消除或降低眼球调节中的冲突，以此来准确的模拟动态景深效果。
目前，有很多公司在做相关事情，Tobii软硬件兼顾的眼球追踪服务商，高通也在其VR参考设计中采用了Tobii的技术；七鑫易维也是一家专注于眼球追粽的公司，其已推出适用于Vive的眼球追踪配件；FOVE在售的VR头显原型机张也内置眼球最总技术，精度小于1度，帧率为120fps；Oculus在今年5月份展示了具有眼球追踪功能和变焦现实技术的VR原型机；Magic Leap One的SDK开发工具中也透露出，此款硬件设备将支持眼球追踪功能。甚至，苹果公司也加入了此行列，其收购的眼球追踪公司SMI，曾是业界的知名眼球追踪公司。相关阅读：《眼球追踪即将改变VR游戏的八大原因》。
9，小派8K头显
虽然目前消费级的VR头显的视场角基本在90-110°之间，但是这并不能阻挡我们想象拥有更大视场角的VR头显。例如，小派就通过众筹的形式推出了小派8K VR头显，其特色是具备200度超大视场角，而且分辨率高达7680×2160。
据了解，小派8K还直接兼容Steam VR基站，而且内容也能够直接运行在Steam VR中。目前，小派已经通过众筹获得420万美元的资金，之后又再次获得1500万美元的风险投资。
我们认为小派这种以高清显示和超大视场角的VR设备，提供了更好的沉浸感体验，在未来将会取得更大进展。虽然其在量产上收到了一定的阻力，以至于不能按时发货。不过，最近其表示已经进入批量生产阶段。相关阅读：《专访|小派8K VR头显完成424万美金众筹，超越Oculus成KS VR众筹第一名》。
10，Massless高精度VR手写笔
虽然现在应有有一些不错的VR绘画和设计应用，但其往往受限于输入设备（基本都是以Oculus和Vive手柄为主）并不能进行高精度输入，因此无法满足以虚拟交易、VR签名、CAD等为首的对精准度要求极高的应用。
为此，Massless设计了一只专门的VR手写笔，其可进行更高精度的书写操作，可以满足大家完成对精度要求更高的VR输入需求。
据青亭网之前的报道，这款Massless手写笔通过外部摄像头来追踪笔尖的位置，感兴趣的朋友可以查看《专用于VR的触控笔诞生了，Massless Pen试玩体验》。
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