Oculus Rift如何工作以及为什么需要一个

您不知道为什么人们对Oculus Rift如此大肆宣传?这是可以理解的。

多年来,来自Kinect的许多系统都声称是“沉浸式"的,但是它们都不是那么特别-上一次您尝试虚拟现实时,它使您会感到不适,而且还不是那么有趣。

那么,为什么要为Oculus Rift感到兴奋呢?Oculus Rift能够显示出各种愚蠢的头迹象?很难解释您是否还没有真正戴上它并自己尝试过,但是无论如何我都会试一试。

让我们来谈谈Rift是什么,它如何做它的工作,以及为什么会喜欢它。

虚拟现实简而言之

简单地说,虚拟现实(VR)的目的是欺骗您的大脑

请注意,我说的是“感知"而不是“相信"。 不能的技术使您忘记了自己实际上是戴着一副高耸的护目镜并站在客厅中。 所能做的就是很好地欺骗您的感觉,以至于没有任何有意识的知识可以撼动这种错觉。 VR 感觉是真实的,即使您知道它不是。

这很有趣,因为它要么全有要么全无。如果大脑被愚弄得足够好,人们就会体验到非常强大的,接近真实的场景。如果上当受骗,那就是眼疲劳和晕车。

如果VR做得不好,那根本就不值得。

这就是为什么这么多人对VR的突然兴起感到困惑。 Rift中使用的技术本质上是旧的VR街机游戏中的东西的升级版本。足够的经验来穿越大脑在“令人作呕"和“令人敬畏"之间的无形阈值。

这就是为什么人们感到兴奋的原因,而那就是为什么

虚拟现实如何工作

那么,大脑和感官如何被如此完美地欺骗呢?事实证明,这确实很困难–如此艰巨,以至于需要全面的一些巧妙技巧。

让我们从VR开发人员需要解决的最简单问题开始:将图像实际放在用户的眼前。

Rift使用两个显示面板和两个透镜,每个屏幕覆盖另一只眼睛,从而产生3D效果。请注意,这与3D电影不同,后者旨在准确了解用户的眼睛在哪里(从而知道要模拟的正确视角)。

在3D电影中,您必须显示相同的立体图像对每个人来说,无论他们坐在哪里,这都意味着它从来都不是完美的。物体看起来不像是正确的尺寸,如果他们没有坐在剧院的正中央,很多人会感到眼睛疲劳。

Rift的屏幕是OLED,与OLED所用的技术相同高端智能手机屏幕-距用户的脸几英寸。为避免眼睛疲劳,镜头将光线重新聚焦,就好像来自远方的光线一样。这些镜头还会放大屏幕以覆盖更多视线,从而使图像变形很多。

解决此问题的旧方法是使用第二组镜头消除失真,但这给耳机增加了很多重量和成本。 Oculus Rift通过使计算机上的图像反向失真以使其在通过镜头观看时看起来正常,从而解决了该问题。

Rift还需要知道用户头部何时移动以更新图像。在屏幕上正确显示-并且必须迅速准确知道此信息。当用户移动或转弯时,Rift仅需约 20毫秒即可更改屏幕上的图像,而大脑不会注意到延迟。

如果图像更新太慢,则沉浸感

二十毫秒不是很多时间。如果您以中等的30 FPS(帧)进行渲染-秒),简单的数学计算表明,每个新帧需要33毫秒的渲染时间。这已经太慢了,并且没有考虑测量运动,将数据发送到显示器以及更改像素所需的时间。

因此,VR需要快速渲染,这就是为什么它需要这样的原因强大的PC。 Rift的运行速度为90 FPS,比大多数高端PC游戏要快。

以这种速度,每帧渲染需要11毫秒,剩下9毫秒可以处理其他所有内容。 OLED屏幕可以在大约1毫秒内切换像素,剩下8毫秒来测量头部的位置并通过电缆来回获取所有数据。

事实证明,目前不存在电流传感器对于VR来说足够快和足够准确。快速的速度太不准确,而精确的速度太慢。 因此,Rift实际上使用了两种传感器:一种是快速传感器,另一种是精确传感器。

快速传感器是一种类似于智能手机中的传感器的加速度计,它可以检测到物体的运动和旋转。极高的刷新率,但是非常不准确。慢速相机是一台追踪耳机上闪烁的红外光的相机,可以客观地确定位置,但依赖于慢速图像处理。他们分歧太大时就禁食。它们共同提供了高精度,低延迟的跟踪功能。

Rift将随Xbox One控制器一起提供,因为其大多数发布游戏都是为游戏手柄设计的。但是,游戏手柄远不是VR输入的全部和全部。

理想情况下,您需要一个运动控制器-而不是像Wiimote这样的不准确的波浪状摇杆。您想要的东西实际上会让您感觉像在虚拟现实中。

输入Oculus Touch ,Rift的可选附件。

这些设备是包裹在您手上的小型控制器,也可以使用外部摄像机进行跟踪。这允许相同的高精度,低延迟跟踪。 Touch具有多个按钮,一个操纵杆和一个触发器,可以跟踪您的拇指,食指和中指,使您可以在VR中手势和拾取对象。

到目前为止,一个不错的开始……但是

大多数人忽视的一个问题是所谓的“持久性模糊"。当您在Rift的屏幕上绘制框架时,仅在前一毫秒内正确。之后,它已经过时了,需要进行更新-但仍会被您的头拖着走。对于用户来说,这看起来像运动模糊。

解决方案?

渲染帧时,将其绘制到头戴式耳机中,并在一秒钟或两秒钟内保持可见状态。然后,显示屏完全关闭,直到下一帧准备就绪为止。由于这种情况是以90 FPS的速度发生的,因此我们看不到闪烁。实际上,即使大多数情况下屏幕实际上是黑色的,也看起来很正常。

这被称为“低余辉模式"。

在设计屏幕时还存在一些微妙的挑战长时间舒适的VR耳机。它必须适合所有技术,而又不能太重(理想情况下,不到一磅)。

出于这个原因,Rift的消费版部分采用耐用的织物制成,以减轻重量。我还没有亲自使用消费版,但是最近可用的原型已经非常惊人。

从玩具到必需品

八年前,当iPhone首次发布时,它被嘲笑为书呆子的昂贵玩具,没有任何实际价值。如今,如果没有智能手机,任何15至85岁的人都不会被杀死。这就是技术的运作方式。

Oculus Rift绝对会彻底改变游戏,但这并不是全部。

将Rift视为游戏设备就像将iPhone视为 Angry Birds 设备一样。您不是错误,但是您是错过了重点。真正的改变游戏规则的是Rift对日常通信的最终影响。

现在,Skype正在逐渐淘汰电话,将其作为实时远程通信的首选媒介。 VR可以提供让他们俩尘埃落定的体验。消费者Oculus Rift可以捕获您的声音和头,手和手指的运动。

这已经足以促进强大的体验,如Oculus Toybox演示,该演示允许两个用户可以共享空间并一起玩玩具。

从长远来看,头戴式耳机最终可能能够跟踪面部表情和肢体语言,从而带来与虚拟现实几乎无法区分的下一代VR社交体验。现实。这种根本性的功能将改变世界各地的生活。

目前,Rift的边缘不仅仅只是粗糙而已。它体积庞大,已布线,并且您需要一台功能强大的PC来驱动它。它也是昂贵的,新的,有关它的一切仍处于形成阶段。从许多方面来说,这是未来的第一个公开测试版。

所以也许您还没有被出售,但是如果您有机会尝试一下,请不要犹豫。 。我保证您会感到惊讶。

您为VR的未来感到兴奋吗?还是您确信这是一时的流行?让我们在评论中知道。我们很想听听您的想法!

标签: Oculus Rift 虚拟现实