动态

寻天游V3D Glass 彻底解决VR行业的四大挑战

2021-09-04 16:24:32 寻天游 8633

相信很多读者都看过《头号玩家》这部电影,里面描绘的未来虚拟现实世界让人惊叹不已。而当下的VR技术与电影里描绘的场景还有一定距离。本篇文章正是要分析一下,当前的VR行业离行业成熟,还有哪些挑战?

需要说明的是,因为篇幅有限,本文主要讨论VR眼镜相关的挑战。其他输入输出设备,比如 力反馈手套、体感服 等,不在本文讨论范围内。

根据我们的用户反馈,VR体验首当其冲的就是 : 清晰度。 那么我们就从 清晰度说起:

  1. 清晰度

说到 清晰度,大家都会想到 视网膜屏(裸眼分辨不出像素颗粒),毕竟 这是清晰度的终极目标。对于手机来说,乔布斯把 视网膜屏定义为:300 PPI(Pixel Per Inch)。也就是 每 inch 300个像素。而这个分辨率的屏幕,在VR眼镜里,却远远不够用。因为VR眼镜,相当于用一个放大镜看屏幕,原来肉眼看不到的像素点,当然就现了原形。

那么问题来了,VR眼镜如果要达到 视网膜屏,需要多高的单位分辨率?

这里先引入一个更加跨平台通用的概念:PPD( Pixel Per Degree ),即,每视场角像素数。目前,业内比较流行的说法是 60 PPD 是视网膜屏。也就是说,当你视野里,每度里面有60个像素以上时,你就分辨不出像素颗粒了。

300 PPI 的视网膜屏手机,放在面前 40厘米处时,大约每一度视场角对应的就是 60个像素。

寻天游&寻天科技

如果按照 60 PPD 的标准,一个 视场角(FOV)100度的VR眼镜,单眼就需要 100 x 60 = 6000 个像素。也就是单目 6k,双目 12k(现在VR眼镜一般标称都是 双目 的分辨率)。

那么我们现在主流的VR眼镜,分辨率是多少呢?如下图(双目分辨率):

寻天游&寻天科技

在最早期,三大VR眼镜普遍使用 2k 的分辨率,这个分辨率下,就会有比较明显的纱窗效应。而目前,双目3k屏(2880x1600)是市场上已有的主流顶级分辨率,这个分辨率下,纱窗效应已经并不明显。而更高的 4k屏,爱奇艺刚刚发布一款一体机,但是因为还没拿到手,所以实际效果还不明确。小派号称用了 8k屏的,其实是用了两块4k屏横向拼接,在像素密度上并没有变化。(当然,一些国际厂商也有研发出更高分辨率的屏幕,但是还都是试验阶段)

由此可见,目前能成熟应用的屏幕分辨率远远达不到 12k 的要求。那是不是清晰度这件事儿就遥遥无期了呢?

其实并不是。这里面的问题在于最开始提到的 60 PPD 这个业界流行标准。这个标准在我看来有点过于夸大。如前面所说,60 PPD 相当于把手机放到 40 厘米处的情况。但是,实际实验中我们发现,即便是把手机放到20厘米处时,肉眼仍然很难看到像素颗粒,尤其是在看图片时(相对于看 锐利的文字边缘)。而 20厘米处观察手机屏幕,相当于只有 30度左右的PPD,按照这个新的标准,100度视场角的VR眼镜,单目只需要3000多个像素 就可以达到 有实用价值的 视网膜屏,也就是 双目 6k。这个数值,跟目前市场上已经存在的 4k比,其实差别就没那么大了。

寻天游 V3D Glass 采用双目视觉技术,可完整利用一整块6寸屏幕(普通手机)PPI只要达到300左右就可实现高清显示,减少对硬件的性能要求。


2. 计算性能

屏幕问题解决了,随之而来的便是为能充分利用视网膜屏,而需要的计算能力。

先说一下视频解码能力。我们用现在常说的 4k 视频为例。

寻天游&寻天科技

我们知道,VR视频是可以 360度观看的(也有180度视频),对于一个 4k 360度2D全景视频来说,它的长是4k,高是2k,这个 4k 的边长,需要最终被环绕到一个 360度的圆上。

当我们使用一个 100度视场角的 VR眼镜来观看时,人眼在一个方向上能看到的像素数就是 1111 。

但对于一个双目4k屏来说,单目的像素数却是 2000。所以说,在一个4k屏VR眼镜上,播放4k视频,是远远不够的。4k屏应该播放 8k视频。以此类推,在未来的 视网膜屏 6kVR眼镜上,需要播放12k 的视频。

寻天游&寻天科技

但是问题是,8k 视频,或者 12k 视频,解码难度是相当高的。拿现在的一体机处理芯片来说,顶级的 骁龙835芯片,只能流畅的解码 4k 视频。离 8k、12k 还很远很远。

好在,我们有比较巧妙的解决方案避开这个问题,那就是:分片解码。

寻天游&寻天科技

分片解码的概念其实很简单直观,那就是:看哪儿解哪儿。

同时只能看到100度?那就只解100度好了。这样,8k视频,只需要解码 2k左右,当前的移动处理芯片完全没问题。

可以说,分片解码 是未来VR视频播放必须要落实的技术,否则,视网膜清晰度的视频,对于计算能力和网络传输来说都是灾难。

好在现在各家VR厂商,都开始尝试 分片解码技术,相信 2018年,这项技术应该会普及开来。


视频说完了,我们再说一下VR游戏和应用需要用到的3D渲染。

随着分辨率的提升,渲染一个完整的场景,需要的计算力也是越来越大,尤其是场景还有非常复杂的材质、模型、光影特效时。那么这个时候就需要另一个技术,来降低处理难度,即:注视点渲染 技术。

注视点渲染 技术,利用到了人眼的一个特性:虽然人眼的整体FOV很大,但是,同一时间内,人只能分辨清很小视场角内的景物。

根据我们的实验,当把视野中央直径40度以外的图像压缩到 1/4 的分辨率时,人眼根本不会感知到这个分辨率的下降。也就是说,对于一个100度视场角的 VR眼镜,我们可以只对 40度范围内的景物进行高清渲染,对于 40度以外的部分,只需要用 1/4 分辨率 来渲染,这样就可以大大降低渲染的计算力需求。


寻天游&寻天科技

当然,人的眼睛并不会只盯着正前方看,所以,注视点渲染 技术,还需要结合 眼球追踪 技术来使用。眼球追踪 技术目前已经有比较成熟的方案(比如 七鑫易维 的眼球追踪),但是 特定区域渲染 这个技术目前还没有推广开,需要各大厂商共同推进。

寻天游 V3D Glass 直接利用手机适配,只要是手机能玩的游戏及视频都可以轻松玩转,现在智能手机已经大幅普及,大大降低玩转VR所需要的硬件成本。


3. 软件内容

一个新的计算平台的普及,需要丰富的内容生态。当前,移动VR平台软件游戏量是1000多款,PCVR 软件游戏量是 2000多款,PSVR 软件游戏 量是 200多款。

这几个数字,跟PC 和 手机 上的软件和游戏量 还远远不能比。

目前比较影响软件内容增长的,主要有两个因素,首先是 设备保有量低,导致对开发者吸引力低。当然,这个是行业发展阶段决定的。只能说希望大的游戏厂商能砸钱来推动下市场。

另一个因素,则是 VR 行业的软件标准不统一问题。尤其是 移动VR平台,完全的碎片化,虽然都是安卓平台,但是每家的SDK标准都不同。如下图左侧所示:


寻天游&寻天科技

软件开发商需要针对不同的眼镜平台,分别对接不同的SDK,分别调试,这对开发者来说都是工作量。

好在现在有了OpenXR 标准组织,力图把各个平台的 接口标准统一,这样开发者只要开发一次应用,就能在不同平台上分布运行。这对VR软件行业是一大利好。

寻天游 V3D Glass 采用符合大脑逻辑运算的技术,自动适配大脑形成3D景深效果,只要是经过3D渲染的游戏都可通用适配,降低新VR游戏的软件开发成本,还在怀念极品飞车吗?使用寻天游V3D Glass, 立即可适配十几年前的游戏,让老游戏从新焕发新体验。这是比其他品牌产品更大的优势。

寻天游&寻天科技

4. 眩晕问题

对于 VR 的眩晕问题,很多人有个误区,那就是 提及眩晕,必谈“晕动症”。其实,晕动症 只是 VR 眩晕中的一个诱因之一。而且,目前很多 VR 应用和游戏,都会想办法避开非同步运动这个问题点。也就是说,目前很多游戏内容从 操作方式上 都不会面临这个问题。

其实除了晕动症,还会有很多其他问题会造成用户眩晕,包括但不限于:屏幕刷新率、光学畸变、显示延迟、定位准确度 等。当前市场中,用户遇到的眩晕问题,更多是由这类因素造成的。好在,这些都是“可解”的。也就是说,只要 VR眼镜厂商 悉心去 调节这块,就可以将眩晕问题搞定。

再说回到“晕动症”,它也不是人类的一个固有的生理反应,不是说 只要 虚拟运动与实际运动不符就一定会晕,而是与人的意识认知紧密相关。这里有几个实验可以说明一些问题:

a 当人在 虚拟向前运动时,快速摆动胳膊,眩晕感会降低。

b 当人在 虚拟拐弯 时,如果身体同时向一侧倾斜,眩晕感会降低。

最有趣的一个现象,当属运动游戏《Sprint vector》,在里面,玩家要通过向后“拖拽”整个场景的方式,来向前移动。神奇的是,即便是人在现实中的原地不动,而游戏内的场景高速向后移动 时,也感受不到眩晕感(笔者亲自体验)。

虽然“拖拽”的方式,在游戏中适应性并不广,但是,它至少提供了一个方向,即:人类对虚拟世界运动的认知,会极大的影响眩晕感的强弱。很有可能,未来的“晕动症”,会在 脑科学 和 心理学 的夹击下,被彻底消除,届时,人类就可以真正的在 虚拟世界 中随心所欲的穿行。

寻天游V3D Glass 采用入眼式3D技术,符合大脑视觉系统,欺骗大脑将平面识别为3D,不会出现恶心眩晕的生理反应。可配合旋转座椅,轻松玩转各种场景应用。


新品
首页
直购