如此之火的VR究竟是个什么东西？一篇文章带你读懂VR

从VR（虚拟现实）概念的提出到如今已有数十年发展历史，但由于硬件、软件和成本等等原因一直未能正式商用。自2014年Facebook以20亿美金天价收购Oculus，算是开启了VR的商业化进程。

随着硬件技术的成熟和软件内容的丰富，2016年Oculus Rift、HTC Vive和SonyPlayStation VR“三大VR头显”消费版的正式亮相，VR热潮被迅速点燃。VR也几乎成为科技界最火的一个词。

那么如此之火的VR究竟是个什么东西？本文带你深入地了解VR。

VR（Virtual Reality，即虚拟现实），利用计算机图形系统和其它外接设备，模拟出一个可交互三维虚拟环境，使用户有一种身临其境的沉浸感受。目前的VR设备主要分为三类：PC端VR、移动端VR和VR一体机，基本原理如下：



VR并不是什么突然横空出世的新技术，其实早在几十年前就已经有了VR的概念，到目前为止已大致经历了三个发展阶段：

第一个阶段（20世纪60-80年代），科学家的各种尝试，确立VR的基本技术原理；
第二个阶段（20世纪90年代），日本游戏公司世嘉和任天堂针对游戏产业推出VR商业产品试图打开普通消费市场，但由于成本和技术等原因导致商业化并未成功；
第三个阶段，2014年Facebook以20亿美元天价收购了Oculus，引爆VR产业；2016年，随着Oculus Rift、HTC Vive和SonyPS VR“三大VR头戴显示器”的消费版产品全部亮相，VR商业化进程在全球范围内得到加速。



在目前VR全球商业化进程加速的发展阶段，Oculus、HTC、Sony、Google和Samsung等企业研发的代表性VR头显起到了进一步的推进作用。这些代表性的VR设备主要有：PC端的Oculus Rift和HTCVive；游戏主机端的SonyPlayStation VR；移动端的GoogleCardboard，SamsungGear VR；目前VR一体机暂时只有爱客科技、小鸟看看和乐相科技等少数国产厂商正在众筹或量产阶段。下面对以上的几款主要VR产品做个简要介绍。



谷歌Cardboard是这几款VR产品中最早（2014年）面向消费市场的，由于设计简单，DIY材料普通，仅靠硬纸板+光学透镜再搭配橡皮筋等几个零件就能组装完成，所以现在市场上已有无数的仿制品出现，某宝上从几元到几十元不等的DIY Cardboard遍地都是。但是这种插入手机（一般刷新率60Hz）作为显示屏来体验VR的设备，延时高易眩晕，沉浸体验效果有限，画面也不够清晰。

不过谷歌Cardboard的意义在于让VR的门槛降到前所未有的低，几乎只要有一部手机，任何人都可以得到VR的体验，这对于VR前期的发展和普及有重大的推动作用。谷歌通过提供廉价虚拟现实设备解决方案来普及这一技术，其实最终是想用自己的技术标准来规范智能手机虚拟现实应用内容。

目前国内像暴风魔镜、灵镜小白等移动端VR都是类似Google Cardboard，售价便宜且只要符合一定条件的智能手机都可以使用，门槛低使得这种低价的入门级VR占市场出货量的大部分。



提到VR就不得不谈成立于2012年的Oculus这家创业公司，当年Oculus登陆美国众筹网站kickstarter，筹资近250万美元，2013年又完成A轮1600万美元的融资，2014年7月，Facebook宣布以20亿美元的天价收购Oculus，被外界视为Facebook为未来买单的举措。而这一事件也引发了近2年虚拟现实热潮的开始。资本的不断涌入，VR创业公司如雨后春笋般的层出不穷，从硬件到软件，从游戏到影视，虚拟现实出现了空前的“盛世”，VR也几乎成为科技界最火的一词。


Oculus Rift DK2

Oculus作为目前公认最有技术积淀的厂商之一，经历了近4年的闭门造车，首批Oculus Rift CV1消费者版（599美元）已于2016年3月28日正式出货。硬件方面相对于前期的开发者版本做了进一步提升，由之前的一块1920*1080像素的三星OLED屏升级为两块1200*1080像素的OLED屏，并且拥有一个直立式的外置摄像头，配合头盔内置的感应点以及陀螺仪组成了一套运动追踪系统，具有姿态捕捉和一定程度的Room Scale体验，这也是Oculus领先国内硬件厂商的一个主要方面。

Oculus Rift CV1采用单眼1200*1080的两块OLED屏，90Hz的刷新率，显示效果好，沉浸感强，缺点是还会感受到一点“纱门效应”，游戏画面像是由一个个小方格组成一样。优势是有自己专属的Oculus SDK和Oculus应用商店，并且内容丰富且质量较高，像接下来要介绍的Samsung Gear VR的软件内容就是由Oculus所提供。



Samsung Gear VR是三星与Oculus合作打造的一款移动端VR，最新版Gear VR售价为99美元。相较于谷歌Cardboard、LeVR COOL1和暴风魔镜等移动端VR，虽然价格略高，但是沉浸感强，用户体验相对来说最佳。同为移动端VR产品，为什么Gear VR比国内的其它移动端VR产品体验更好？

eWiseTech工程师分析认为，那是因为Gear VR拥有着VR“先驱”Oculus的血统，由Oculus提供技术支持和软件内容，从外壳的Mark上也可以印证这点。控制方案上Gear VR支持蓝牙控制器，同时在设备右侧还配备了十字触摸板和音量按键，触摸板上部是一个独立的返回按键，整体的控制方案要优于同类的移动VR产品。像目前国内暴风科技、乐相科技、维阿时代、小鸟看看等大大小小的公司都有自己的移动端VR产品，适配机型广，但控制方案和用户体验与Gear VR相比还是存在一定差距。不过Gear VR也有一个最大的缺点就是适配设备单一，只能支持特定的几款三星旗舰手机，VR内容的数量也有待提高。



HTC Vive采用单眼1200*1080像素的两块OLED屏，90Hz刷新率，整体显示效果还算不错。HTC Vive由Valve的SteamVR技术提供支持，其最大的特点就是采用一套基于激光传感器的运动追踪系统，可以让用户在两个对角装有激光发射器的房间（最大约4.5m*4.5m）内自由走动，从而带来前所未有的浸入感与临场感。当用户走到靠墙位置时眼前会出现线条构成的一道虚拟墙壁，而当你稍微退后一点它又会完全消失。

HTC Vive头盔前面还配备了一枚前置摄像头，可以即时显示用户面前的画面。但使用中为了不让现实画面影响玩家的沉浸式体验，将现实世界中的障碍物转变到虚拟现实环境当中，避免用户因为这些障碍物而绊倒受伤。HTC Vive相对于索尼PSVR和Oculus Rift的优势是沉浸感强，有专有的SteamVR平台和开发工具。但目前的售价（国行6888元）和PC硬件要求都偏高。




Sony PlayStation VR是针对自家的PlayStation 4游戏机设计的一款VR产品。售价399美元，消费者版将于2016年10月正式出货。

Sony PlayStation VR采用双眼1920*1080像素，刷新率120Hz的OLED屏，相对于Oculus Rift CV1和HTC Vive的单眼1200*1080分辨率而言，显示效果略逊一筹。PlayStation VR没有HTC Vive 那种基于激光传感器的运动追踪系统，也没有Oculus Rift CV1的那种红外传感运动追踪系统。而是采用一套LED 追踪系统再加上 PlayStation Camera 和 Move 体感控制器的配合完成运动追踪，但其追踪定位不够精准，体验上比前两者稍差。不过PlayStation VR人体工学设计较好，穿戴舒适，调整位置容易，三者中SonyPlayStation VR的售价也最低，带有3D音效，整体沉浸感较好。缺点是仅支持自家的Sony PlayStation 4游戏机。




自Facebook以20亿美元收购了虚拟现实公司Oculus后，国内VR市场也随之火热起来，一年内涌现了暴风科技、乐相科技、蚁视科技、小宅科技、维阿时代、小鸟看看等大大小小十余家国产厂商。下面eWiseTech要介绍的就是上海乐相科技旗下的PC端VR头盔——DeePoon E2。

经过eWiseTech工程师前期的体验，头盔不算太重再加上周围有一圈海棉垫，整体佩戴的舒适性还不错。使用时需先安装大朋助手，内容上兼容Oculus DK1和DK2游戏，DeePoon E2采用了一块5.7英寸的1920*1080像素的三星OLED屏，刷新率为75Hz，显示画面有颗粒感。通过透镜看到电影底部字幕也会出现一定的畸变和模糊。而且由于没有加入类似Oculus Rift、HTC Vive和SonyPS VR的运动追踪系统，所以在转头速度过快时，画面会出现延迟，影响沉浸体验。显然DeePoon E2作为乐相科技的初代PC端VR头盔，还有很多需要提高的地方，不过作为VR入门产品，eWiseTech工程师认为还是可以体验一下。



综合上面的介绍，可以看出目前沉浸体验最好的是Oculus、HTC、Sony三家厂商所生产的基于PC端的VR产品，但这几款VR头显对PC配置要求高、售价昂贵，使其市场份额远低于售价便宜，门槛更低的移动端VR。据Strategy Analytics的最新调查显示，全球VR头戴设备市场规模将在2016年达到8.95亿美元，其中77%的收益将来自于Oculus, HTC和Sony三家最新发布的高端设备。2016年VR头戴设备出货量将达到1280万台（ IDC预计超900万台），基于智能手机的低端设备将占主导，而三大品牌仅占13%出货量份额。



从上面的市场调研数据预计2016年VR头戴设备出货量将达到1280万台，可以说明这两年随着硬件产业链的不断完善和VR技术的日渐成熟，用户对VR沉浸体验的逐步认可。不过就目前的VR体验来说还是有很大的提升空间，VR沉浸感的进一步提高还是存在较大的瓶颈，eWiseTech工程师根据市面出现的主要VR，整理出瓶颈主要体现在以下几个方面：

● 屏幕材质:理论上VR必须使用OLED屏：自发光，低余晖，更轻薄，刷新率高，响应快。研发刷新率更高，响应更快的OLED屏来减小延时。
● 分辨率:目前Display厂商生产的OLED屏分辨率基本是1080P/2K，显示效果有一定的颗粒感，理论上需要研发并量产出4K分辨率的OLED屏才能较好地消除颗粒感。
● 刷新率和延迟：根据“全球VR技术标准”，明确VR产品三大关键技术标准：低于20ms延时、75Hz以上画面刷新率及1K以上陀螺仪刷新率。），只有硬件规格高于这个标准，才能基本消除VR带来的眩晕感。
● 运动追踪方案：目前只有Oculus、HTC、Sony等少数厂商拥有较成熟的运动追踪方案，能及时捕捉动作，降低延时，减小头部转动和画面显示的不同步。
● 透镜可视角：人眼最佳视角是120度，可视角过低，容易看到显示屏之外的边缘影响沉浸感。
● 舒适性：目前VR设备普遍过重，长时间的佩戴会产生压迫感。线缆过多，影响活动空间。

(2)内容方面

● 专门针对VR开发的内容过少，暂未出现标杆级的VR应用作品。
● “统一”标准的缺失，各家企业都有自己的标准，适配困难。

可以明显看到以上提到的几个影响VR沉浸体验的因素基本都与目前的硬件技术有关，所以硬件产业链的进一步完善是VR获得更好沉浸体验的必要条件。以下是目前主要的一些VR硬件供应链厂商。

eWiseTech整理出的目前VR设备的一些主要器件的主要供应商列表。



总结：

VR（Virtual Reality，虚拟现实）作为目前科技界的热点之一，它能使信息系统尽可能地满足人的需求，人机的交互变得更加人性化，未来有着良好的发展前景，但这一切都需要硬件产业链的进一步完善，整机生产商技术进一步提高和软件开发商提供更多的优质内容。只要在三者的同步推动下，提升好用户体验，VR的发展值得期待。