FacebookVR拉开第二章发展序幕,六大技术助攻新款VR头显

9月27日,Facebook CEO马克-扎克伯格在Oculus Connect 5大会上宣布推出Oculus Quest VR无线一体机,这款一体机的最大亮点就是无需配合手机和使用数据线,通过空间传导技术传递声音。Quest 利用 inside-out 技术来追踪使用者的移动,让它不需要有外置的定位装置就可以使用。Quest内置可选64GB储存空间,让玩家可以安装不同的 VR 内容到里面,首发更将会有《The Climb》、《Moss》等50多款内容,其单眼分辨率1600x1440,售价为399美元。

这不是Facebook发布的第一款VR头显,Quest之前还发布了Go、Rift和Rift S。近日,Facebook的VR/AR设计负责人Jon Lax在Twitter上表示,Oculus Quest是“VR第一章的结尾,接下来是真正有趣的地方”。Jon Lax的这条Twitter得到了另外两位Facebook高管的点赞,Andrew Bosworth(AR/VR副总裁)和Maria Fernandez Guajardo(AR/VR主管)。这条推特证明了Quest包括之前的VR头显都属于第一代VR头显,也许Facebook将会推出真正的第二代VR头显,提供突破性的虚拟现实用户体验。

IDC(国际数据中心)最新报告显示,2019年第一季度AR/VR头显全球出货量达到130万台,同比增长27.2%,这是AR(augmented reality)/VR((augmented reality))头显销量经历了上一年度下滑之后的出现的首次增长。拥有新技术的Face book VR头显将在利好的大环境下拥有绝对的竞争力,即便如此,还是得依靠实力说话。

本文通过查找Facebook的相关研究与专利,对下一代VR头显的具体功能与技术做了基本性推测。

自动变焦

目前市场上的所有VR头显都是固定焦点。每只眼睛都有一个单独的图像,但图像聚焦在距镜头固定的距离上。这意味着你在观看虚拟对象时,将焦点聚焦到了显示器的固定焦距上。这被称为视觉辐辏调节冲突(vergence-accommodation conflict)。它使VR感觉不太真实,并导致眼睛疲劳和头痛。它还可以使近处物体看起来模糊。

在Facebook 2018年5月的F8大会上,该公司展示了一款名为“Half Dome”的原型头显。Half Dome是一个变焦头戴式头显,它可以机械地移动显示面板,以改变焦距,使之与您所看到的虚拟物体的距离相同。这就解决了这个问题。2018年9月,在Oculus Connect 5大会上,Facebook首席科学家Michael Abrash展示了一款针对Half Dome头显推出的新技术——DeepFocus。DeepFocus是一种深度神经网络,它能使VR中的焦点模糊,就像在现实生活中,当你近距离观察一个物体时,你的视野会变得模糊一样。

事实证明,带有逼真模糊效果的变焦头戴式头显可以让用户进行长时间的VR体验,而不会造成眼睛疲劳或视觉不适,并使VR更加真实。

眼球追踪

今天几乎所有的消费者VR头显都具有大约100度水平的视野,每只眼睛的分辨率大约为1500×1500,这就导致加宽视野会降低有效角分辨率,因为将像素扩展到更宽的区域意味着在该区域的给定部分中存在的像素更少。这就意味着对于支持宽视野所需的分辨率类型,需要进行中心凹渲染(foveated rendering)。

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人眼只有在非常中心的地方才有高分辨率,你可以通过环视房间来发现。VR头显可以利用这一点,只对直接注视区域进行高分辨率渲染。其他的一切都可以以更低的分辨率呈现。这被称为中心凹渲染。基于眼球追踪技术,新型VR头显将根据用户眼睛相对于镜头的准确位置动态校正镜头。这可以让光学工程师设计出易于发生变化(但可预测)的镜片,从而使视野更宽。这项技术可以让头显具有更高的分辨率和更广泛的沉浸式视野。

手指追踪

今天的VR使用控制器来完成所有任务。这些设备部分上就像一个游戏机控制器,但有一个握把触发器和更精确的触觉感应。Facebook和VR领域的其他主要公司正在研究在空间自由使用双手进行VR控制的能力。虽然无法拥有精准的按键控制体验,但是采用手指追踪无疑无疑让用户甩掉了一个大麻烦,虽然可能精确度欠佳,但是为了纯粹的社交或被动的VR体验而安装的控制器再也无法成为限制用户体验的桎梏。

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面部和身体追踪

通过今天的消费者社交VR,用户可以对自己或非人类生物进行原始的卡通形象展现。Facebook目前正在进行一项研究,能够通过VR头显中的红外摄像机采集数据,从而通过深度学习技术模拟真实世界的人类图像,另外,Facebook也在研究如何通过单一的外部传感器以及肌肉模拟模型实现全身跟踪。也许等待这样的技术研发成功后,你能与朋友在VR世界中进行沟通交流。

空间感应与结合

今天的VR头显允许你手动定义一个没有障碍物的游戏空间,这一定程度上防止了VR用户深陷于容易撞到物体的感受,然而有限的空间下,想要用户能够实现随时随地的使用VR头显,就必须突破这一难点。Facebook正在研发一种技术,能够将几何空间引入VR中,突破虚拟与现实世界之间的界限, 打造沉浸式的用户体验,加强VR头显产品的吸引力。

PC VR无线化

Oculus Quest已经是无线的,但它的PC VR对应的Rift S使用了一根电线。众所周知,Facebook正在研究无线技术。2016年Oculus Connect 2大会首席科学家Michael Abrash预测,到2021年,PC VR将实现无线技术。

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其他公司如HTC,已经开始销售无线PC VR适配器,但价格是300美元。Facebook的研究似乎旨在降低成本。2018年10月,Facebook申请了一项专利,描述了一种使用位置跟踪以窄波束而非单向天线发送无线数据的系统,这可以显著降低无线VR的用电需求和成本。

在VR发展第一章,Facebook先后发布了Quest、Go、Rift和Rift S等VR设备,但Facebook认为这些设备都只是其VR发展的第一阶段,而Oculus Quest是其VR第一章的结尾。可以预见的是,在其VR发展的第二章,Facebook仍然会加大赌注,其对于VR的研究已经在一定程度上掀开了其VR第二章的序幕。

扎克伯格曾表示,虚拟现实将是继智能手机之后的下一个主要计算平台。自2014年斥资20亿美元收购OculusVR以来,他在这一技术中投入大量资源。扎克伯格说,虚拟现实给人的感觉越真实,人们越可能把它用于正常的人际交往。Facebook频频推出VR设备,在给予用户沉浸式交互体验的同时,也将VR头显的价格降至了一个可观的程度。随着新技术与新专利的运用,Facebook的头显将更具吸引力。产品之后面临的更大挑战是VR头显的普及化,相信随着5G的到来以及技术的成熟,VR头显将会在市场上更受青睐。


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