FacebookVR拉開第二章發展序幕,六大技術助攻新款VR頭顯

9月27日,Facebook CEO馬克-扎克伯格在Oculus Connect 5大會上宣佈推出Oculus Quest VR無線一體機,這款一體機的最大亮點就是無需配合手機和使用數據線,通過空間傳導技術傳遞聲音。Quest 利用 inside-out 技術來追蹤使用者的移動,讓它不需要有外置的定位裝置就可以使用。Quest內置可選64GB儲存空間,讓玩家可以安裝不同的 VR 內容到裡面,首發更將會有《The Climb》、《Moss》等50多款內容,其單眼分辨率1600x1440,售價為399美元。

這不是Facebook發佈的第一款VR頭顯,Quest之前還發布了Go、Rift和Rift S。近日,Facebook的VR/AR設計負責人Jon Lax在Twitter上表示,Oculus Quest是“VR第一章的結尾,接下來是真正有趣的地方”。Jon Lax的這條Twitter得到了另外兩位Facebook高管的點贊,Andrew Bosworth(AR/VR副總裁)和Maria Fernandez Guajardo(AR/VR主管)。這條推特證明了Quest包括之前的VR頭顯都屬於第一代VR頭顯,也許Facebook將會推出真正的第二代VR頭顯,提供突破性的虛擬現實用戶體驗。

IDC(國際數據中心)最新報告顯示,2019年第一季度AR/VR頭顯全球出貨量達到130萬臺,同比增長27.2%,這是AR(augmented reality)/VR((augmented reality))頭顯銷量經歷了上一年度下滑之後的出現的首次增長。擁有新技術的Face book VR頭顯將在利好的大環境下擁有絕對的競爭力,即便如此,還是得依靠實力說話。

本文通過查找Facebook的相關研究與專利,對下一代VR頭顯的具體功能與技術做了基本性推測。

自動變焦

目前市場上的所有VR頭顯都是固定焦點。每隻眼睛都有一個單獨的圖像,但圖像聚焦在距鏡頭固定的距離上。這意味著你在觀看虛擬對象時,將焦點聚焦到了顯示器的固定焦距上。這被稱為視覺輻輳調節衝突(vergence-accommodation conflict)。它使VR感覺不太真實,並導致眼睛疲勞和頭痛。它還可以使近處物體看起來模糊。

在Facebook 2018年5月的F8大會上,該公司展示了一款名為“Half Dome”的原型頭顯。Half Dome是一個變焦頭戴式頭顯,它可以機械地移動顯示面板,以改變焦距,使之與您所看到的虛擬物體的距離相同。這就解決了這個問題。2018年9月,在Oculus Connect 5大會上,Facebook首席科學家Michael Abrash展示了一款針對Half Dome頭顯推出的新技術——DeepFocus。DeepFocus是一種深度神經網絡,它能使VR中的焦點模糊,就像在現實生活中,當你近距離觀察一個物體時,你的視野會變得模糊一樣。

事實證明,帶有逼真模糊效果的變焦頭戴式頭顯可以讓用戶進行長時間的VR體驗,而不會造成眼睛疲勞或視覺不適,並使VR更加真實。

眼球追蹤

今天幾乎所有的消費者VR頭顯都具有大約100度水平的視野,每隻眼睛的分辨率大約為1500×1500,這就導致加寬視野會降低有效角分辨率,因為將像素擴展到更寬的區域意味著在該區域的給定部分中存在的像素更少。這就意味著對於支持寬視野所需的分辨率類型,需要進行中心凹渲染(foveated rendering)。

FacebookVR拉開第二章發展序幕,六大技術助攻新款VR頭顯

人眼只有在非常中心的地方才有高分辨率,你可以通過環視房間來發現。VR頭顯可以利用這一點,只對直接注視區域進行高分辨率渲染。其他的一切都可以以更低的分辨率呈現。這被稱為中心凹渲染。基於眼球追蹤技術,新型VR頭顯將根據用戶眼睛相對於鏡頭的準確位置動態校正鏡頭。這可以讓光學工程師設計出易於發生變化(但可預測)的鏡片,從而使視野更寬。這項技術可以讓頭顯具有更高的分辨率和更廣泛的沉浸式視野。

手指追蹤

今天的VR使用控制器來完成所有任務。這些設備部分上就像一個遊戲機控制器,但有一個握把觸發器和更精確的觸覺感應。Facebook和VR領域的其他主要公司正在研究在空間自由使用雙手進行VR控制的能力。雖然無法擁有精準的按鍵控制體驗,但是採用手指追蹤無疑無疑讓用戶甩掉了一個大麻煩,雖然可能精確度欠佳,但是為了純粹的社交或被動的VR體驗而安裝的控制器再也無法成為限制用戶體驗的桎梏。

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面部和身體追蹤

通過今天的消費者社交VR,用戶可以對自己或非人類生物進行原始的卡通形象展現。Facebook目前正在進行一項研究,能夠通過VR頭顯中的紅外攝像機採集數據,從而通過深度學習技術模擬真實世界的人類圖像,另外,Facebook也在研究如何通過單一的外部傳感器以及肌肉模擬模型實現全身跟蹤。也許等待這樣的技術研發成功後,你能與朋友在VR世界中進行溝通交流。

空間感應與結合

今天的VR頭顯允許你手動定義一個沒有障礙物的遊戲空間,這一定程度上防止了VR用戶深陷於容易撞到物體的感受,然而有限的空間下,想要用戶能夠實現隨時隨地的使用VR頭顯,就必須突破這一難點。Facebook正在研發一種技術,能夠將幾何空間引入VR中,突破虛擬與現實世界之間的界限, 打造沉浸式的用戶體驗,加強VR頭顯產品的吸引力。

PC VR無線化

Oculus Quest已經是無線的,但它的PC VR對應的Rift S使用了一根電線。眾所周知,Facebook正在研究無線技術。2016年Oculus Connect 2大會首席科學家Michael Abrash預測,到2021年,PC VR將實現無線技術。

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其他公司如HTC,已經開始銷售無線PC VR適配器,但價格是300美元。Facebook的研究似乎旨在降低成本。2018年10月,Facebook申請了一項專利,描述了一種使用位置跟蹤以窄波束而非單向天線發送無線數據的系統,這可以顯著降低無線VR的用電需求和成本。

在VR發展第一章,Facebook先後發佈了Quest、Go、Rift和Rift S等VR設備,但Facebook認為這些設備都只是其VR發展的第一階段,而Oculus Quest是其VR第一章的結尾。可以預見的是,在其VR發展的第二章,Facebook仍然會加大賭注,其對於VR的研究已經在一定程度上掀開了其VR第二章的序幕。

扎克伯格曾表示,虛擬現實將是繼智能手機之後的下一個主要計算平臺。自2014年斥資20億美元收購OculusVR以來,他在這一技術中投入大量資源。扎克伯格說,虛擬現實給人的感覺越真實,人們越可能把它用於正常的人際交往。Facebook頻頻推出VR設備,在給予用戶沉浸式交互體驗的同時,也將VR頭顯的價格降至了一個可觀的程度。隨著新技術與新專利的運用,Facebook的頭顯將更具吸引力。產品之後面臨的更大挑戰是VR頭顯的普及化,相信隨著5G的到來以及技術的成熟,VR頭顯將會在市場上更受青睞。


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