资深人士解析VR体验要素：了解VR从这开始

为在VR全景视频制作中，专业级的全景摄像机已经可以生成8K的全景视频源，而显示屏也将在2017年升级为4K。

那为什么8K全景视频需要4K显示屏呢？我们知道8K电视观看8K视频是比较理想的，但在VR全景视频中不是。8K全景视频的水平PPD约为 22（7680/360=21.33），我们以最基础的90度FoV要求来估算，则单眼水平像素数为21.33*90=1920，即屏幕分辨率需要达到单眼1920*1920，双眼3840*1920，也就是需要4K屏了。用同样的方法可以得到4K全景视频需要2K分辨率的显示屏。如果以Vive和 Rift的110度FoV计算，结果会略有偏差，但总的来说，双眼2K的头显适合看4K VR全景视频，双眼4K的头显适合看8K VR全景视频。

2.1.2眩晕感

在体验VR时，画面经常是变化的，而人通常是静止的，这时候容易感到眩晕，和晕车晕船的情况差不多。这种情况下，变化的画面通过人体的视觉系统传到大脑，大脑认为画面变化是由于身体发生了某些运动引起的，而控制着身体平衡与协调的耳前庭器官并没有向大脑反馈身体的运动信息，因此大脑感受到视觉信息和运动的不协调，就可能会导致眩晕、恶心或者呕吐等反应，俗称晕动症。晕动症也和个体的体质有关，正如有的人容易晕车而有的人天生就不晕。

天生晕VR的人通过后天的锻炼可以克服VR晕动症，同时设备商也会从设备角度帮助我们减少晕动症的影响。经过研究，引起VR眩晕的一个主要原因是 MTP（MoTIon To Photons）时延，MTP时延是指从头动到显示出相应画面的时间。MTP时延太大容易引起眩晕，目前公认的是MTP时延低于20ms就能大幅减少晕动症的发生。为降低MTP时延，一方面需要提升GPU的渲染性能，另一方面需要将显示屏的刷新率提高到75HZ以上，目前Vive和Rift都达到了 90HZ的屏幕刷新率。所以不用太担心眩晕的问题。

2.1.3流畅性

提高刷新率的另一个好处是使画面更加流畅。一讲到刷新率，大家自然会联想到帧率。刷新率和帧率是不同的概念，但它们影响了VR体验的流畅性。

普通电影一般是24FPS的帧率，看起来是足够流畅，而李安的《中场战事》有120FPS，更加流畅，据说全球只有5家电影院能播放！这是因为高帧率的视频需要高刷新率的显示器来匹配，例如用60HZ的显示器来播放120FPS的视频，那么显示器会每隔一帧显示一个画面，人看到的还是60FPS的效果，因此刷新率是画面变化速度的上限。反过来用60HZ的显示器来播放30FPS的视频，那么显示器会把每一帧画面显示两次，人在这一秒看到的是30帧画面，所以在显示器支持的情况下，帧率代表了画面实际的流畅性。

电影利用了人眼视觉暂留特性形成流畅的画面，一系列静态画面以每秒 24帧播放，就能骗过大脑产生动态的感觉。但是在一些大型游戏中，24FPS还不够，例如CS、LOL游戏可能需要60FPS或以上才感觉流畅。拍摄电影所用的胶片或者数码感光元件也像人眼一样具有视觉残留，以24FPS为例，每帧电影画面记录的是1/24秒内所有物体的运动轨迹影像，于是人眼观看起来感觉很流畅很舒服。而游戏的画面是GPU渲染出来的，每帧游戏画面对应的是一个瞬间的影像，即使是运动很快的物体也会渲染得很清晰，不符合人眼的观看习惯，于是感觉很矛盾、不流畅。

这种情况在VR中会更突出，而不流畅的画面也可能会引起眩晕，所以VR需要高刷新率的显示器，同时还要高性能的GPU来保证稳定的、比较高的帧率。

2.2交互体验要素

为什么大家都觉得廉价的VR盒子体验不好呢？很大的一个原因是因为它的交互很少，交互可以简单地理解为我们向VR系统的输入和VR系统向我们的反馈。好的交互能带来更强的沉浸感，试想在 PSVR中玩《生化危机7》的时候，用自己的手来拿武器攻击丧尸比用手柄来控制，是不是更带感？交互包括了位置追踪、输入控制和反馈等方面。

2.2.1追踪系统

如果人在VR中发生了移动、转动，而画面没有得到相应的变化，那么就会感到不自然，所以需要进行追踪。我们移动的方向有三组，前后左右上下，头部的转动方向也是有三组，左看右看，上看下看，还有左右歪着头看，所以一共是有6个自由度的运动，称为6DoF（Degree of Freedom）。普通的VR盒子只能追踪头部的转动，只有3DoF。当然更自然的、更好的是6DoF的追踪。

随着2017年1月份的CES展会，inside-out的追踪基本成为VR盒子、VR一体机的标配。对应的还有outside-in追踪，Vive/Rift/PSVR的追踪系统就属于outside-in。所谓的outside-in 是需要在头显的外部空间放置一些追踪设备，例如Vive的两个lighthouse基站。而inside-out就是在头显内部集成了追踪系统，不需要再安装其他设备