[摘要]隨著科技新聞逐漸占據(jù)媒體的醒目位置，以O(shè)culus為代表的頭戴式設(shè)備吸引了全世界的目光，虛擬現(xiàn)實(shí)似乎和頭戴式顯示器HMD（head瞞ounted display）畫上了等號(hào)。
本文摘自《VR來了！：重塑社交、顛覆產(chǎn)業(yè)的下一個(gè)技術(shù)平臺(tái)》，才華有限實(shí)驗(yàn)室 著，中信出版集團(tuán)，2016年11月
圖源網(wǎng)絡(luò)
幾年前，當(dāng)有人提及“虛擬現(xiàn)實(shí)”技術(shù)的時(shí)候，大部分人還是會(huì)自然而然地聯(lián)想到好萊塢的科幻電影。但隨著科技新聞逐漸占據(jù)媒體的醒目位置，以O(shè)culus為代表的頭戴式設(shè)備吸引了全世界的目光，虛擬現(xiàn)實(shí)似乎和頭戴式顯示器HMD（head瞞ounted display）畫上了等號(hào)。從傳播學(xué)的角度而言，這是很好的事情，因?yàn)閷⑹挛锉硐蠡?，更有利于傳播?/p>
廣泛意義上來說，這是對于虛擬現(xiàn)實(shí)的通俗解釋：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)包括模擬環(huán)境、感知、自然技能和傳感設(shè)備等各方面。模擬環(huán)境是由計(jì)算機(jī)生成的、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的三維立體逼真圖像。感知是指理想的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)該具有一切人所具有的感知。除計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)所生成的視覺感知外，還有聽覺、觸覺、力覺、運(yùn)動(dòng)等，甚至還包括嗅覺和味覺之類，也稱為多感知。自然技能是指由計(jì)算機(jī)來處理與參與者的動(dòng)作相適應(yīng)的數(shù)據(jù)，比如人的頭部轉(zhuǎn)動(dòng)、眼睛移動(dòng)、手勢或其他人體行為這樣的動(dòng)作。計(jì)算機(jī)對用戶的輸入做出實(shí)時(shí)響應(yīng)，并分別反饋到用戶的五官。現(xiàn)在被廣泛用來推廣和宣傳的虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔，其實(shí)是相對初步的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，因?yàn)樗鼈儍H完成了視覺上的模擬。
但其他虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)其實(shí)已經(jīng)悄然出現(xiàn)在人類生活中許多許多年了。早在20世紀(jì)，聽覺上的模擬就已經(jīng)出現(xiàn)了。如果是關(guān)注科技領(lǐng)域新聞的人，一定聽過聲音保真記錄公司（AFR，Audio Fidelity Records），這家公司曾在1957年第一次將立體化聲音引入商業(yè)領(lǐng)域。
1957年對立體聲來說意義重大，跟此前的單聲道音響不同，立體聲的做法是使用兩個(gè)或以上的音頻，導(dǎo)致聲音的方向律和音場發(fā)生變化，改變聲音記錄的方式。由于立體聲包括了多個(gè)音頻，跟單聲道優(yōu)劣明顯，一時(shí)間，它成為人們試聽和錄音的主流，直到現(xiàn)在。
如果追溯人類對視覺模擬的歷史，那真是一篇需要窮盡終生才能書寫完的巨著。因?yàn)檫@一歷史的起源，可以追溯到公元前400年左右的古希臘。當(dāng)時(shí)古希臘數(shù)學(xué)家歐幾里得（Euclid）推導(dǎo)出了幾何學(xué)，在其著名的《幾何原本》（ΣτοιχεD～α）一書中，他寫道：“人類之所以能洞察立體空間，主要是因?yàn)樽笥已鬯吹降木拔锊煌a(chǎn)生?！币簿褪钦f，人們知覺物體的距離與深度，主要依賴于兩眼提供的線索。后來這種現(xiàn)象被叫作雙眼視差（binocular parallax）。雙眼視差對知覺深度和距離有重要的意義。當(dāng)物體的視像落在兩眼網(wǎng)膜的對應(yīng)部位時(shí)，人們看到單一的物體；當(dāng)視像落在網(wǎng)膜非對應(yīng)部位而差別不大時(shí)，人們將看到深度與距離；兩眼視差進(jìn)一步加大，人們將看到雙像。雙眼深度線索隨距離的增加而變化，當(dāng)超過一定距離時(shí)，雙眼視軸平行，雙眼視差為零，對判斷距離便不起作用了。
實(shí)際上除了古希臘之外，古印度、古阿拉伯和古中國，都有對于視差的相關(guān)研究和探討，但并沒有深入地研究這個(gè)問題。直到1838年，英國著名的物理學(xué)家查爾斯·惠斯通（Charles Wheatstone）利用雙眼視差原理才發(fā)明出可以讓觀看者看出立體畫面的設(shè)備。
我們使用的3D（三維，three dimensional）立體視覺模擬技術(shù)也是利用雙眼視差原理，無論是電影院里的3D電影，還是自己家中的3D電視，甚至現(xiàn)在的虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔或者VR眼鏡，都是通過計(jì)算機(jī)和顯示成像技術(shù)對左右眼分別提供一組視角不同的畫面、一個(gè)雙眼視差的環(huán)境，從而讓人感知立體畫面。
早在20世紀(jì)40年代，美國、英國和蘇聯(lián)的科學(xué)家都對銀幕上的立體電影進(jìn)行過系統(tǒng)的研究。但因?yàn)楫?dāng)時(shí)的世界政治背景，這些研究多用于軍事和飛行員的訓(xùn)練，而無法普及。現(xiàn)在的技術(shù)原型是由20世紀(jì)50年代好萊塢制作的一系列立體電影所奠定的。
現(xiàn)在全世界范圍內(nèi)應(yīng)用得較為廣泛的3D立體顯示技術(shù)，主要依靠投影技術(shù)和顯示器技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，而投影系統(tǒng)和顯示器又分為主動(dòng)立體和被動(dòng)立體兩種立體模式。如何理解主動(dòng)立體和被動(dòng)立體，主要看顯示設(shè)備是主動(dòng)分成兩組畫面還是被動(dòng)分成兩組畫面。所謂的主動(dòng)立體是由顯示設(shè)備切分成兩組畫面，
因此造成的立體感效果優(yōu)異，觀看者的頭部前后左右移動(dòng)可以看到相對應(yīng)的圖像，沉浸感體驗(yàn)極佳。然而，缺點(diǎn)是由于生成畫面到達(dá)觀看者視網(wǎng)膜有視差的時(shí)間，會(huì)給人眩暈感。至于被動(dòng)立體，常見于3D電視或電影，原理是顯示器通過偏振光片①將畫面拆分，用戶再通過佩戴偏振光片眼鏡達(dá)到立體的效果。
被動(dòng)立體投影系統(tǒng)一般需要兩臺(tái)投影機(jī)上下疊加，并且在每臺(tái)投影機(jī)前加一個(gè)偏振光片。兩個(gè)線偏振光片以90°的角度差分別放置在兩臺(tái)投影機(jī)前，3D眼鏡也以90°的角度差分別安裝，這樣就能保證兩只眼睛可以分別看到兩組不同的畫面了。
概念和定義是幫助人們對某項(xiàng)事物進(jìn)行認(rèn)知和學(xué)習(xí)的，對于發(fā)展和創(chuàng)新則不能拘泥于此。當(dāng)下如火如荼的虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔或者VR眼鏡就不能簡單地劃分成主動(dòng)立體和被動(dòng)立體了。對于這一類設(shè)備，我們有一個(gè)較為專業(yè)的統(tǒng)稱———頭戴式顯示器。
圖源網(wǎng)絡(luò)
現(xiàn)在VR主要的定義，可體現(xiàn)在以下三點(diǎn)：
1．全視角的虛擬畫面。就像你拍攝的360°全景照片一樣，只不過VR是“制造”一個(gè)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的360°可見的世界，作為進(jìn)入虛擬世界的基礎(chǔ)。
2．虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界的同步。首先了解使用者頭部或者眼部的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，甚至偵測行走距離，然后快速、準(zhǔn)確地反映到虛擬世界中去。比如抬頭或低頭所引起的視角變化，虛擬世界中畫面也會(huì)轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度，這個(gè)是最重要的。人們常說戴上VR頭盔、眼鏡的時(shí)候有眩暈感，這個(gè)眩暈感就來自于不同步（后文中我們將花更長的篇幅討論引發(fā)這一情況的原因）。
3．控制系統(tǒng)。根據(jù)人體工學(xué)，培養(yǎng)全新的使用者習(xí)慣，讓使用者通過控制器完成對虛擬畫面的控制。不過因?yàn)楝F(xiàn)在各VR制造商的產(chǎn)品規(guī)格和技術(shù)不統(tǒng)一，所以控制系統(tǒng)暫時(shí)還沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。不過目前的廠商都是通過一個(gè)外界的操作設(shè)備來完成的。
作品簡介
《VR來了?。褐厮苌缃?、顛覆產(chǎn)業(yè)的下一個(gè)技術(shù)平臺(tái)》，才華有限實(shí)驗(yàn)室 著，中信出版集團(tuán)，2016.11
這是一本關(guān)于VR（虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)）的零基礎(chǔ)入門書，讀者不需要任何相關(guān)的科技知識(shí)背景，就能夠了解虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的過去、現(xiàn)在和未來。
全書從虛擬現(xiàn)實(shí)的概念解釋，虛擬現(xiàn)實(shí)的商業(yè)化和現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用等角度進(jìn)行闡釋，同時(shí)介紹了VR和AR的整個(gè)產(chǎn)業(yè)歷史和現(xiàn)狀，分析市場上主流設(shè)備的特點(diǎn)與得失，用簡單易懂的語言描繪了虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)的方方面面，以及它給世界帶來的變化。
聯(lián)系客服
