穿戴小子 的blog

浅谈虚拟现实

我最近对VR很感兴趣所以我看了很多这方面的资料,虽然我不是这方面的专家,只是一个爱好者,但我谈谈虚拟现实。

首先,什么是VR?

虚拟现实(Virtual Reality,简称VR),是由美国VPL公司创建人拉尼尔(Jaron Lanier)在20世纪80年代初提出的。其具体内涵是:总合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备,在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术。其中,计算机生成的、可交互的三维环境成为虚拟环境(即Virtual Environment,简称VE)。

发展VR的必然性

随着社会经济的发展,计算机已经成为社会生活中不可缺少的重要组成部分,友好的人机接口技术很早已成为人们关心的一个重要课题,因为一个比较差的人机交互接口很可能将使一个功能很强的产品变得不可接受。计算机刚出现时的巨无霸机器到现在的书本一样的大小,从计算机的外设到计算机的触屏这些无一不说明了人们对人机交互的注重。而VR的人机交互性远超现在的产品的人机交互性。随着人们的生活水平的提高,人们将不断追求物质的极致享受,而VR是的出现和发展是必然的和必须的。

想开发VR游戏?你需要注意这些东西

开发VR游戏很难吗?有些人会说是,但在HTC虚拟现实新科技部门副总经理鲍永哲看来,VR游戏的门槛并不比一般的游戏高。“据我所了解,做PC游戏的团队做VR,从技术来讲,难度不高,难的是创意”,他说。

先不说是不是真的如此,VR作为一个新的平台,它有新的硬件,新的体验,对于想进入或是已经开始VR游戏开发的团队来说,有些与传统游戏开发不同的地方或许可以提前了解一下如何应对。

如何让玩家不晕?

在现实世界中,如果你突然转头,但周围的画面过了1秒钟才显示出来,这时你的大脑是不会将画面和头部运动联系起来的,如果你不停地转,很快就会晕到吐。在虚拟现实中,我们要尽量避免这种情况出现。针对这点VR开发者可以参考以下几条建议。

无论如何,尽力将帧数维持到90 FPS。

帧率对VR的体非常重要,太低容易造成眩晕。目前HTC VIVE、Oculus Rift和PSVR对游戏的建议都是90 FPS,PSVR还可达到120 FPS,而Gear VR为60 FPS。

不要设计加速

我们都知道,眩晕是由于VR画面运动跟我们身体的运动不一致导致的,平缓的画面眩晕感不会太强,而一旦加速,很多人就会受不了,就像过山车一样。

VR开发入门:3D图像的处理过程

在进行第一个VR应用开发之前,我们来看看几个重要的概念:

搭建场景:创建一个可视化、可交互、脚本驱动的虚拟现实环境。

立体渲染:用两个相机渲染场景分别表示用户的左右眼,然后通过Oculus Rift头显的透镜,这两幅图片被重合在一起,从而形成清晰且具有深度视觉的场景。

头动追踪:通过捕获Oculus Rift头显的位置和转向来改变虚拟世界中相机的位置和转向。

我们需要编写大量3D操作的代码来表现我们的想法,可以直接通过OpenGL和DirectX来渲染3D视图,但是这样做太浪费时间了,而且也超出了本书的范畴。我们unity3D游戏引擎来做这件事,Unity用于快速构建VR内容非常合适,最主要的是它非常容易掌握。

在深入研究Unity之前,我们来简单了解一下基本的3D图形技术。如果你对3D图形编程已经非常熟悉了,这部分内容可以直接跳过。

3D图形学基础定义

从计算机视觉角度深入解读了AR

增强现实(Augmented Reality,简称AR)和虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)概念的出现已经有几十年的历史了,然而VR/AR大量出现在科技媒体上吸引各方眼球也就是最近的事情。在本文中我们简单介绍一下这两个概念以及它们的历史,同时澄清一下它们的区别。

虚拟现实vr技术靠哪些设备进行空间定位?

VR是虚拟现实的简称,官方对虚拟现实的解释是:利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身历其境一般。虚拟现实现在已经在各个领域产生了巨大的影响,如:教育、房地产、购物、电商、娱乐等,也越来越多人想要学习虚拟现实VR技术,之前看到有人问vr靠哪些设备进行空间定位,特整理出来VR空间定位7大技术。

1. GPS卫星定位技术

GPS应该是大家最熟悉的定位技术,它是利用24颗工作卫星发射信号,通过时间差测出距离,进而确定待测点的位置。因为同时利用了24颗卫星,它能够排除一些误差较大的数据,使得定位更精确。

去年,国外一个戴上VR头盔开赛车的宣传视频火爆网络,它就是采用了GPS定位。

GPS定位系统覆盖全球,而且是免费的,是非常理想的室外定位系统。但是其缺点也相当明显:信号受建筑物影响较大,衰弱很大,定位精度相对较低。而且,而定位不准会直接导致眩晕,所以在VR 领域很少采纳。

2. 影像识别(Opti Track)

译 | 如何理解VR的预测追踪?

在AR/VR系统里,预测追踪指的是预测物体未来(很短的一个时间,比如几毫秒)的姿态方向或身体的位置。例如,人们可能想要预测头部的方向或手的位置。

为什么预测追踪是有用的?

预测追踪的使用通常是为了减少”运动到图像”之间的延迟。由于运动和显示更新之间有一些延迟,使用估计物体未来的方向和位置来更新显示,可以缩短这个延迟感。

虽然在虚拟现实应用中的预测追踪已被人们所关注,在增强现实中也是非常重要的。例如,如果你正在显示一个图像出现在一个物体的顶部,一种非常糟的情况就是当你已经旋转了你的头部时(AR眼镜戴在头上),这个物体仍然停留在那里。这个物体可能会被摄像头识别,但是它需要时间来扑捉到这个图像,处理器需要判断出物体在图像中的位置,图形芯片来渲染新的图像。通过使用预测追踪,你可以让图像和物体之间的对应关系处理的更好。

它是如何工作的?

如果你看到一辆汽车以恒定的速度行驶,你想预测这辆车下一秒钟的位置,你的预测会相当的准确。你知道车的当前的位置和当前的速度,因此你可以推断出将来的位置(s=vt)。

VR中的“寻路(wayfinding)”

虚拟现实(VR)中很重要的一个问题就是Locomotion(用户在VR中的移动)。这个Locomotion分为两种,一种是点对点的,如传送门的方式,一种是包含了可以操控的中间过程的,这种被称为“导航(navigation)”。导航这个行为不止存在于VR中,现实生活中我们随时都有进行“导航”:从卧室走到客厅、从家去上班等等。学者们将这个导航的行为分成两个部分,一个是认知的部分,即我们在脑子里进行的活动,这个被成为“寻路(wayfinding)”;另一个部分就是真正地进行运动(motion/traveling),在现实生活中,就是如提脚走路,或者开车,控制速度和转向等等具体行为,放在VR里则可能是用手柄进行操作来进行虚拟环境(VE)中的移动等等。开发者在创作VR应用的时候,其实可以完全控制的只有第二个部分:如何设计接口(interface)让用户来进行运动的控制,关于这些locomotion的VR技术我在另一篇文章中有详细介绍。但是无可否认我们也很有必要了解寻路的部分,因为它可以帮助我们认识到用户是如何感知环境,并且进行分析和判断的,让我们更好的进行VE和交互的设计。

什么是VR中的Locomotion?

Locomotion,本文中我称之为移位,是VR研究中最重要的话题之一。因为它属于VR中三大元老级操作(Selection选择,Manipulation操纵物体,Locomotion移位),其中,前两个操作是关于物体的,而Locomotion是关于玩家自己的 - 几乎所有的VR应用都避不开这三个操作,而这三个操纵几乎涵盖了所有的VR操作。今天就来解释一下,VR中的Locomotion指的是什么,它有哪些分类和技术。

Locomotion是什么?

Locomotion,用最简单的话解释就是“从一个位置移动到另一个位置”,在VR中,它的指的就是玩家在虚拟环境中从一个位置移动到另一个位置,其本质是玩家视角(viewpoint)的改变:从一个视角变换到另一个视角。Locomotion在中文里尚无一致的翻译,所以这里我暂把它译作“移位”。

虚拟现实中的Motion Sickness晕动症问题 - VIMS

虚拟现实(VR)中的晕动症 - VIMS

在玩VR的时候,很多玩家都遇到过发晕恶心等症状,这就是晕动症(Motion Sickness,以下简称MS)。MS并不是VR特有的问题。我们在坐船、坐车、坐过山车等等都可能发生晕动症。晕动症的表现一般有发热、冷汗、眩晕、轻微胃反应、头疼、脸色发白等,严重时可能会有恶心、唾液增加、干呕或呕吐等,之后可能会渴睡。症状发生后,可能要数小时才能消退。理论上讲,所有正常人(前庭系统完整的人),都可能经历晕动症。

AR属不属于人工智能?看完本文你就懂了

AR/VR常作为孪生兄弟被相提并论,被普遍认为为应用层新技术或者说是“智能可穿戴设备”,相比人工智能相对的“算法”标签,显得不够有深度有内涵高大上,那AR和人工智能之间到底是什么关系?AR属不属于当下我们认知中的人工智能?

AR属不属于人工智能?看完本文你就懂了

2018年3月,上海市经济和信息化委员会公示了2018年第一批本市人工智能创新发展专项拟支持项目。“一共有19家创新企业入围,亮风台作为AR公司也入围此次支持项目”亮风台工作人员告诉青亭网,这不是AR企业第一次被划归到人工智能,但这种归类方式也并不常见。据了解此专项由经信委与市财政局联合开展,拟支持金额超过1亿。

简单梳理下AR的核心技术

AR(Augmented Reality),是在现实世界中叠加虚拟信息,也即给现实做“增强”,这种增强可以是来自视觉、听觉乃至触觉,主要的目的均是在感官上让现实的世界和虚拟的世界融合在一起。

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