科普：VR到底是什么？有什么作用？什么效果！

無論是看電影還是玩游戲，我們經(jīng)常提到的一個(gè)說法是游戲、電影畫質(zhì)越來越高，分辨率越來越高，消費(fèi)者看到的畫面更加真實(shí)，有時(shí)候小編自己還會(huì)加上栩栩如生、以假亂真、鵝妹子嚶等形容詞，但是從另一個(gè)角度來看，追求顯示畫質(zhì)更好本質(zhì)上也是個(gè)“錯(cuò)誤”——因?yàn)轱@示器顯示出來的畫面無論多么清晰，它跟人眼看世界的方式都是不同的，栩栩如生的畫面應(yīng)該是讓人“身臨其境”，而不是靠顯示器畫面腦補(bǔ)。

今天我們就來談?wù)勥@種能讓人置身畫面之中的顯示方式——VR（Virtual Reality）虛擬現(xiàn)實(shí)。

在年初的CES展會(huì)上，VR設(shè)備大出風(fēng)頭，被視為下一場(chǎng)革命，國內(nèi)外都有大量公司投身到VR產(chǎn)業(yè)中去，我們熟悉的就有微軟、谷歌、三星、索尼、HTC、Valve以及關(guān)注度最高的Oculus公司，國內(nèi)也有很多公司投資或者轉(zhuǎn)型VR設(shè)備，比如暴風(fēng)魔鏡這種，新型創(chuàng)業(yè)公司要是不進(jìn)軍VR市場(chǎng)，你都不好意思跟人在咖啡店談生意。

好，廢話少說，今天我們就正式開始VR話聊，我們先從簡(jiǎn)單的開始：第一個(gè)問題：VR的定義是什么？

VR設(shè)備這兩年才火，實(shí)際上它其實(shí)很早就出現(xiàn)了，雖然具體的來源也有不少爭(zhēng)議，不過公認(rèn)最早在1965年Ivan Sutherland（伊薩·蘇澤蘭）就在“The Ultimate Display”這篇文章里提出了一種全新的圖形顯示技術(shù)——觀察者不再通過計(jì)算機(jī)窗口（屏幕之類的顯示設(shè)備）來觀察畫面，而是直接沉浸在計(jì)算機(jī)生成的3D世界中，觀察者轉(zhuǎn)動(dòng)身體或者眼球話，場(chǎng)景會(huì)實(shí)時(shí)變化，并能以自然的方式與3D世界進(jìn)行互動(dòng)，不光能看到，還能觸摸、能感覺，能聽到三維的聲音。

Ivan Sutherland因此也被稱為VR虛擬之父，他描述的這個(gè)概念不光是讓人身臨其境了，也提出互動(dòng)操作在VR體驗(yàn)中也非常重要，這就要求VR設(shè)備具備識(shí)別用戶動(dòng)作并反饋的能力，從這一點(diǎn)上來說常見的VR眼鏡/頭盔其實(shí)只是VR體驗(yàn)中的一部分，追蹤身體動(dòng)作的體感設(shè)備、追蹤眼球動(dòng)作的眼球跟蹤器、追蹤受力大小的力反饋設(shè)備以及追蹤手部動(dòng)作的數(shù)據(jù)手套都可以說是VR設(shè)備，甚至語音識(shí)別也是，所以下次再調(diào)戲Siri的時(shí)候，你其實(shí)只是完成了一次VR體驗(yàn)。

等等，還有個(gè)AR是什么鬼？

說到VR，還有個(gè)與之非常相似、容易混淆的概念——AR（Augmented Reality）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，它的起源比VR要晚一些，從字面上看就知道它跟VR不是一回事，因?yàn)閂R是把觀察者帶到虛擬世界中，你看到的畫面是計(jì)算機(jī)渲染出來的，而AR則是把計(jì)算機(jī)渲染的畫面應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)中，所以觀察者看到的不僅有虛擬物體，還有真實(shí)世界的物體，所以是真真假假都有。

微軟的黑科技HoloLens眼鏡屬于AR范疇微軟的HoloLens眼鏡屬于AR范疇，相比VR頭盔，它們給人的感覺更像是黑科技，而且逼格滿滿，所以說某種程度上AR體驗(yàn)比VR更夢(mèng)幻一些，是不是有好萊塢科幻大片的感覺。不過在現(xiàn)實(shí)中小編認(rèn)為VR和AR設(shè)備并不會(huì)有嚴(yán)格的區(qū)分，盡管二者的原理不同，但VR及AR都要經(jīng)過計(jì)算機(jī)渲染并讓用戶體驗(yàn)到完全虛擬或者部分虛擬的畫面，消費(fèi)者關(guān)注的還是最終的體驗(yàn)，我們不需要介意這是VR還是AR。

VR能帶給普通人什么好處：VR游戲，還有VR電影

VR技術(shù)發(fā)展這么多年，早已在各行各業(yè)有了深度應(yīng)用，軍事上有虛擬戰(zhàn)場(chǎng)、虛擬駕駛，工業(yè)上有各種虛擬建筑、醫(yī)學(xué)上有虛擬手術(shù)、教育上有虛擬課堂、商業(yè)上有虛擬商店以及虛擬旅游等，去年12月份故宮還開放了端門數(shù)字展覽館，觀眾還可以在數(shù)字屏風(fēng)里試穿各種華服，這都是VR技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例。行業(yè)級(jí)的VR設(shè)備種類多樣，型號(hào)復(fù)雜，成本也高得多，普通人能承受的通常是VR眼鏡、VR頭盔這種消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品，用途最廣、接受度最高的VR體驗(yàn)不外乎VR游戲、VR電影，這跟目前的PC娛樂差不多，但VR體驗(yàn)跟顯示器畫面的體驗(yàn)是完全不同的。先說VR電影，如果說從2D到3D讓觀影者有了立體感，那么VR電影帶來的感受理論上可以說是顛覆性的，它不僅可以讓你擺脫顯示器或者影院屏幕的束縛，還可以增加互動(dòng)效果，用戶看到的不再是預(yù)設(shè)好的畫面，你的一舉一動(dòng)都會(huì)有交互效果。

谷歌Glass眼鏡都用來拍過小H片此外，每次提到VR電影，我們經(jīng)?？梢钥吹降某扇水a(chǎn)業(yè)對(duì)VR電影的熱情，很多老司機(jī)在提到VR電影、交互這幾個(gè)詞時(shí)就已經(jīng)想到最正確的應(yīng)用方式是啥了——你也別嘲笑這種想法，因?yàn)檫^往的歷史中成人產(chǎn)業(yè)確實(shí)推動(dòng)了很多高技術(shù)的發(fā)展。有分析認(rèn)為到了2025年，成人電影就會(huì)成為VR市場(chǎng)第三大市場(chǎng)——雖然小編覺得小H片應(yīng)該成為僅次于游戲的第二大市場(chǎng)才對(duì)。

別問我這是什么電影，我也不知道不過有個(gè)問題得說清楚——前面之所以說理論上VR電影的感受是顛覆性的，那是因?yàn)槟壳安]有真正的VR電影大片可看，包括Oculus推出的電影《LOST》以及網(wǎng)上很熱的《Henry》在內(nèi)，目前的VR電影多是演示片段，時(shí)間多是幾分鐘而已，根本談不上大片，這不光是因?yàn)閂R電影制作成本高，真正的尷尬之處是大家都還在摸索VR電影如何拍，從理論到拍攝方式都遠(yuǎn)未成熟。至于VR游戲，這才是目前VR設(shè)備最熱門的領(lǐng)域，也是超能網(wǎng)關(guān)注的重點(diǎn)。對(duì)游戲玩家來說，VR設(shè)備可以讓你脫離鍵盤、鼠標(biāo)的限制，“親身”參與到游戲中來，特別是FPS射擊游戲。大家可以把它想象成真人CS那樣，只不過它能擺脫現(xiàn)實(shí)的束縛（真人CS中你總不能真的打死敵人），讓你玩得更痛快。

VR游戲的第一個(gè)關(guān)鍵：硬件性能

既然VR電影暫時(shí)指望不上，那么推動(dòng)消費(fèi)級(jí)VR設(shè)備發(fā)展的重任就得交給VR游戲了，但是VR游戲要想過關(guān)，面臨的難題一點(diǎn)不比VR電影少，實(shí)際上只會(huì)更多，因?yàn)橛螒蛑械膱?chǎng)景、交互遠(yuǎn)比電影更多更復(fù)雜，它的要求也更高，最重要的2個(gè)地方是性能及延遲。首先說性能，VR獨(dú)特的體驗(yàn)源于它跟人眼看物體原理差不多，左眼、右眼是各自獨(dú)立處理畫面的，這就要求VR設(shè)備也要把畫面分為兩部分來處理，所以對(duì)電腦硬件的要求提高了，我們常說VR對(duì)硬件的要求提高了一倍，但具體要求其實(shí)不止2倍。

VR游戲?qū)π阅艿囊笫瞧胀≒C游戲的7倍，遠(yuǎn)不止2倍舉個(gè)例子，PC上1920x1080 30fps運(yùn)行游戲需要渲染的工作量是60MP/s，而VR的分辨率可以達(dá)到1512x1680（雙眼是3024x1680），而且?guī)室残枰M(jìn)一步提高，需要渲染的工作量是450MP/s，對(duì)性能的要求是普通PC游戲的7倍。以上是NVIDIA公布的一些測(cè)試數(shù)據(jù)，實(shí)際上為了更好的VR體驗(yàn)，3024x1680、90fps的VR要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到完美，AMD RTG集團(tuán)老大Raj Koduri日前在采訪中說真正的沉浸式體驗(yàn)需要16K分辨率、240Hz刷新率，可想而知VR對(duì)硬件的要求有多高，AMD延期推出雙芯Fiji X2顯卡據(jù)說就是為了提供更好的VR體驗(yàn)。當(dāng)然，考慮到現(xiàn)實(shí)性，Oculus推出的RIFT頭盔對(duì)硬件的要求并不算苛刻，Core i5-4590處理器、8GB內(nèi)存對(duì)游戲玩家來說沒難度，推薦顯卡也不過是AMD R9 290或者NVIDIA GTX 970顯卡級(jí)別，有一定門檻，但并不夸張。除了GPU性能，VR對(duì)硬件性能的要求還有很多，由于VR鏡片是曲面的，所以VR的渲染方式與正常游戲不同，NVIDIA推出了Gamework VR套件，其中支持多分辨率著色技術(shù)，就是為解決這個(gè)問題而來的。AMD也推出了Luquid VR套件，也有類似的解決方法。

VR游戲的第二個(gè)關(guān)鍵：延遲

硬件性能要求隨著GPU架構(gòu)的升級(jí)會(huì)逐漸解決，不過影響VR游戲體驗(yàn)的另一個(gè)問題要比性能更嚴(yán)重，那就是延遲。VR的延遲并不是聽上去反應(yīng)慢了這么簡(jiǎn)單，它可比這個(gè)重要多了，因?yàn)殛P(guān)系到用戶能不能愉快使用VR設(shè)備的問題，延遲解決不好的設(shè)備會(huì)讓用戶眩暈甚至惡心嘔吐，這輩子都不想再玩了。

VR導(dǎo)致眩暈、嘔吐問題的根源是用戶從VR設(shè)備中看到的畫面與接受到真實(shí)信息不同步，這種情況下人的大腦就會(huì)產(chǎn)生混亂信息，讓你暈了。

AMD官網(wǎng)上也描述過延遲問題，有如下解釋：“在使用虛擬現(xiàn)實(shí)功能時(shí)，如果您在遇到場(chǎng)景更新時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)轉(zhuǎn)頭，可能會(huì)感到惡心或眩暈。導(dǎo)致這種身體不適的常見原因被稱為“運(yùn)動(dòng)到圖像顯示的延遲”。盡量減少這種情況是獲取臨場(chǎng)感的關(guān)鍵第一步，而 AMD 致力于確保您在使用我們的硬件時(shí)不會(huì)遇到這種情況?！边@個(gè)問題跟很多人首次體驗(yàn)3D電影差不多，有些人也會(huì)感覺眩暈，適應(yīng)之后有些人會(huì)感覺好點(diǎn)，但改善延遲還得靠VR設(shè)備自身，這也是VR產(chǎn)品的核心競(jìng)爭(zhēng)力。理論上VR設(shè)備的延遲越低越好，無延遲更佳，但實(shí)際上廠商只能通過技術(shù)手段盡量降低延遲，產(chǎn)生延遲的主要是GPU渲染場(chǎng)景時(shí)間以畫面輸出到VR顯示器上的時(shí)間，目前AMD、NVIDIA在各自的SDK中都有降低VR延遲的技術(shù)，VR設(shè)備廠商也會(huì)為此做優(yōu)化。

NVIDIA在介紹Gameworks VR時(shí)就提到過改善延遲的問題，通常從游戲到輸出的延遲在50毫秒左右，通過減少預(yù)渲染幀數(shù)、異步扭曲等技術(shù)，延遲可以降低到25毫秒左右。目前Oculus的VR頭盔就能達(dá)到這個(gè)水平，他們的目標(biāo)是將延遲減少到20毫秒以內(nèi)。說到這點(diǎn)上從id software離開、加盟Oculus的技術(shù)大神卡馬克絕對(duì)是NB人物，他的“時(shí)間扭曲”算法就幫著降低了VR延遲，大神終究是大神，不服不行?？偟膩碚f，性能及延遲是影響VR設(shè)備的兩個(gè)關(guān)鍵問題，前者需要整個(gè)業(yè)界的努力，特別是GPU顯卡，這點(diǎn)上AMD、NVIDIA都意識(shí)到了，新一代GPU都會(huì)優(yōu)化VR體驗(yàn)。延遲問題不光依賴AMD、NVIDIA的底層支持，VR設(shè)備廠商的努力也非常重要，這也是他們的絕活。不過話說回來，不是解決了性能和延遲問題，VR設(shè)備就一定好了，因?yàn)閮?yōu)秀的VR體驗(yàn)還得看整體，VR頭盔的佩戴舒適度、運(yùn)動(dòng)追蹤系統(tǒng)、游戲控制器及相關(guān)的傳感器也很重要。從這一點(diǎn)上來說，小編并不看好大部分VR行業(yè)初創(chuàng)公司，特別是國內(nèi)的一些公司，因?yàn)閂R這東西說的俗套點(diǎn)，除了技術(shù)實(shí)力，玩的也是生態(tài)鏈，索尼、微軟、谷歌、三星有錢有實(shí)力，也可以拉動(dòng)內(nèi)容端配合，在VR領(lǐng)域耕耘較早，玩玩VR還可以。

即便如此，上述大公司搞出來的VR設(shè)備也談不上成熟，而且價(jià)值不菲，動(dòng)不動(dòng)都是三四千人民幣甚至美元。國內(nèi)公司流行搞一些99元或者幾百元的VR設(shè)備，雖然我沒體驗(yàn)過，但我也敢說他們的體驗(yàn)肯定很垃圾——我不是專門針對(duì)暴風(fēng)魔鏡這種產(chǎn)品，我是說在座的各位全都是垃圾！