《VR入门系列教程》之2---VR头显

什么是虚拟现实？

    虚拟现实的目标：让人们相信真实地处于一个虚拟世界中。要达到这个目标就得让人们的大脑（负责视觉和运动感知部分）欺骗他们。不同技术合在一起才可以创造这种幻觉，包括：

    全立体显示：也称为3D显示或者头显（HMD）。这种显示方式结合的使用了多图像处理、反畸变技术和凸透镜片来让人眼看到深度信息，如此就形成了立体的图形。

    移动追踪硬件：陀螺仪、加速度计以及其它一些组件被用在虚拟现实技术中，这些可以感应我们的身体移动和头部转动，有了这些以后应用程序就可以实时更新需要绘制的图形。

    输入设备：虚拟现实的输入设备不同于传统的方式，它不能简单的用鼠标键盘来输入，而需要创新，比如：手柄、运动传感识别和手势识别等。

    部署终端：包括：计算机硬件、操作系统、支持虚拟现实软件运行的驱动和引擎以及构建这些的工具。

虚拟现实离开了以上四个任何一个条件都达不到完全沉浸的体验。本书后面章节都会围着这四个方面深入探讨，接下来会简单介绍一下这几个方面。

全立体显示

    让人眼感受到具有深度信息的持续的3D渲染是虚拟现实最重要的部分。为了达到这个效果，虚拟现实设备都需要借助一个立体显示设备（也称为3D显示或者头显）。

    过去，消费者虚拟现实设备一直没法推广，其原因是没有价格低廉并且长时间佩带舒适的头显设备。这个局面被OculusVR团队戏剧性的改变了，他们在2012年推出的Oculus Rift这款产品在具有立体显示功能并且内置头动追踪设备，这款产品不仅轻巧而且售价只有几百美元。尽管Oculus Rift第一版（DK1）的分辨率还很低，但这也足以引起一场产业风暴。新版本的Oculus Rift（如图1-2所示的DK2），分辨率、移动追踪性能和显示效果都有所提升。

 

图1-2

    那么，Oculus Rift具体都做了哪些呢？第一，为了产生深度信息，它给每个眼睛生成一张图片，这两张图片在视觉上有一点点偏移量，这样就可以模拟人眼的视差，所谓视差就是人脑处理在不同位置看到的物体而产生的深度信息。第二，产生更好的视觉效果，它将图片扭曲从而模拟人眼的球形表面，通过桶形畸变技术可以达到这个效果。

    有了以上这些技术，Tuscany VR Demo场景在虚拟现实设备中就会看起来如图1-3这样，图1-3是Oculus Rift链接电脑以后通过电脑屏幕看到头显中的真实图像。

 

图1-3

    从软件的角度出发，Oculus Rift的任务就是将例如图1-3的图片每分钟绘制60次（最好可以达到120次），这样就可以避免明显的延迟。如果画面出现延迟，VR的体验就会大打折扣，甚至会引起呕吐反应。具体如何做到没有延迟会在接下来的章节中介绍。

    除了Oculus Rift还有其它的头显设备，我们会在下章介绍。这些头显设备有的运行在PC上，有的运行在移动设备上，有的只能在游戏主机上运行。它们价格不等，品质良莠不齐，不过作为消费者VR设备，我认为Oculus Rift应该是最好的。