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第一节 我亲身经历的国内VR行业的“崛起”

VR行业的春天要从2012年年底Oculus VR在众筹网站Kickstarter 上募集到240万美元开始追溯。随后在2014年3月,Facebook宣布以20亿美元收购Oculus,VR开始渐渐步入春天。同在2014年,国内VR头显厂商AntVR也在美国kickstarter众筹网站上开始众筹,最终众筹到26万余美元。

2015年年初,我机缘巧合地进入VR这个行业。第一次看到VR眼镜还是在公司体验的暴风魔镜。现在我还记得当时通过VR眼镜看的是《泰坦尼克号》这部电影中的一个片段,超级震撼,完胜3D版的泰坦尼克号。VR带给我的震撼可以说是从那一刻开始的,我也因此爱上了VR。随后4月中旬的UNITE开发者大会上,我看到国内的很多品牌的头盔,比如大朋(现在叫作乐相科技)、3Glasses、蚁视(AntVR)等。那个时候的头盔基本上都是连接电脑的头显。为了在展会展示出好效果,很多公司都是扛着显示器、键盘和鼠标,运输成本很高。市场上主要有两种VR头显,一种就是我上面提到的连接电脑的VR头盔,还有一种就是VR眼镜,类似google cardboard——把手机插到VR眼镜里,就可以体验VR内容了,而VR眼镜的价格要远低于连接电脑的VR头盔。到了2015年7月,一些厂商就开始布局移动端,生产VR一体机。我第一次见到VR一体机设备是在2015年7月末8月初的ChinaJoy 期间的活动上,有一个VR头盔生产厂商选择那个时间发布他们的一体机,并开始众筹。随后很多厂商也开始陆续推出VR一体机。到2015年年底,我见到的一体机设备就已经有十余家了。当然,行业内真正生产和布局VR一体机的生产厂商远远不止这个数字。VR一体机,顾名思义,就是指具备独立处理器的VR头显,可以理解为将手机硬件与VR眼镜进行一体化整合。

VR硬件篇之输出设备:头显

到现在为止,我一共提到三种形式的VR设备,下面我总结一下常见的三种类型的VR头显设备,见表1-1。

表1-1 不同种类的VR硬件和对应的特点

VR硬件的发展速度快得惊人。2015年年初,我还在一个初创团队做商务总监,每天的主要任务就是关注这些生产VR头显的公司,在各种活动上跟他们洽谈商务合作。而2015年4月在UNITE开发者大会上,我看到的VR头显全部加到一起的种类也不到10家;但是到了同年六七月,我听说的VR头显也有接近50家了。当时我们公司的VP(副总裁,也是一个我很佩服的极客)十分肯定地告诉我,到了2016年做VR头显的厂商至少有一半的公司会倒闭(虽然到现在我并不能确切地得到“倒闭的头显厂商”的数字,但是确实听说了很多家头显公司破产倒闭)。我半信半疑地点点头,心想,行业优胜劣汰,剩下的应该就是效果好的头盔厂商了。这对于大众来说,也是好事。那么,什么样的VR头显算是效果好?相信大部分人的回答应该是:戴上体验时不会感觉到眩晕、佩戴轻便不沉重、显示清晰无网格的头显。下面,我就从一个VR行业从业者的角度来介绍一下考察硬件头显的指标都有哪些。

考察VR硬件头显体验的指标

硬件的性能直接决定了VR体验好坏,根据国内知名IT新闻网站cnBeta.com 2016年4月发表的《VR产业三大硬件技术标准解析》最新的全球VR技术标准对VR硬件的延时和刷新率做出了明确的要求:

1.延时:<20ms

2.屏幕刷新率:≥75Hz

3.陀螺仪刷新率:≥1K

这里的延时,指戴上VR设备时头部运动与视觉感知的匹配程度。人类生物研究表明,人类头动和视野回传的延迟须低于20毫秒,否则将产生视觉拖影感,从而导致强烈眩晕。而只有当传感器(陀螺仪或空间定位仪)捕捉到头部动作信息>处理器进行运算并产生图像>投射到使用者眼前屏幕上的时间≤20毫秒时,才可以在减少晕动症上起到较好的作用。

屏幕刷新率是直接影响到VR画面质量和眩晕感强弱的另一因素,又可以称为屏幕余晖。屏幕刷新率越高,眼前的画面呈现的效果余晖就小,屏幕的闪烁感也会得到改善,能够有效减少眩晕感,让体验效果更好。当前屏幕刷新率在75Hz~90Hz的VR设备为入门级标准指标,高于90Hz的VR设备为中阶VR产品。

除此之外,下面几项内容也是非常重要的考察指标(建议学校或用户在采购设备时多关注一下)。

4.FOV(field of view)视场角

按照工效学的定义,人眼的视场角(视野)是指当人的头部和眼球不动时,它能觉察到的空间范围,通常以角度表示。在水平面内,最大固定双眼视野为180°,扩大的视野为190°。其中,标准视线左右各10°~20°的范围内可以辨别字,左右各5°~30°范围内可以辨别字母,左右各30°~60°范围是颜色视野,并且人眼最敏感的视力是在标准水平视线两侧各1°~15°的区域里。

根据《虚拟环境中最佳观察视场角的实验研究》结果显示,测试者对虚拟环境中目标判断准确性最大的视场角参数为60°,而在30°视场角时被试者对目标判断的准确性为倒数第二位。这说明,无论在实际还是虚拟的环境中,操作者进行作业时,除要注视操作对象外,还要看到周围的情况,如果视野很小或缺损,将会对工作效率产生影响,甚至造成失误。所以,在进行虚拟现实应用时,模拟真实世界中的最佳视场角并不是最好的虚拟参数,因为用此值来显示的图像内容过窄而不利于人的判断。

目前大多数VR头显公司的视场角已经达到了110°,这使VR设备对于使用者在虚拟环境下进行判断提供了更好的视野,虽然与人眼视场角180°还有很大的差别,却在VR的虚拟环境中已经可以达到较高的沉浸感体验度。

5.屏幕分辨率

在体验VR时,我们总在关注屏幕分辨率,但决定清晰度与效果的却是PPI(pixels per inch)。PPI是图像分辨率的单位,表示的是每英寸所拥有的像素(pixel)数目。因此,PPI数值越高,即代表显示屏能够以越高的密度显示图像。当然,显示的密度越高,拟真度就越高。图像PPI值越高,画面的细节就会越丰富,因为单位面积的像素数量更多。

所以在分辨率相同的情况下(2K),屏幕越小,画面效果越清晰,VR体验效果越佳。表1-2列举的是市面上的一些VR设备及移动端设备的PPI数据(仅供参考)。

表1-2 主流硬件设备屏幕的PPI数据

6.重量(见本节“其他影响VR体验的因素”部分中的“设计”)

在重量方面,肯定是越轻便越好。这跟佩戴眼镜是相似的,越轻的眼镜对鼻梁的压迫越小,佩戴也越舒适。VR眼镜虽然不像眼镜一样需要整天佩戴,但其重量对佩戴舒适感有极大的影响,所以重量也是非常重要的参考因素。

7.是否考虑近视、视距

小学生的视力普遍存在很多的问题,比如很多小学生从三年级开始就佩戴近视眼镜,而每个人的视距也各不相同。选取VR头显的时候,要么选择直接允许佩戴眼镜的设备,要么就要选取可以调节近视和视距的VR头显。

8.镜片是否过滤蓝光

我们经常看到蓝光对人眼造成损伤、××眼镜有效过滤蓝光等“广告语”。事实上,强烈的蓝色光波在长时间观看后会使人眼产生疲劳感,但是并没有实验报告或者专家明确证实蓝光是否真的会对视力造成永久性影响及伤害。

蓝光其实只是可被我们人类肉眼分辨的众多波长中的一种,而实验证明不管何种光波在强烈照射的情况下都会使得人眼产生疲劳感,并在长时间直射后产生视力下降等问题。比如,我们在夏日中午的室外进行作业时,周围异常强烈的阳光会使得我们的眼睛在长时间观察周围景物后产生明显的疲惫感。再如,当我们夜间使用手机的时候,当周围光线过暗而手机屏幕过亮也会使人眼感到明显的疲劳感。

而近来传出的有关蓝光致盲的信息是2010年8月我国广东的一家做电脑防护镜(膜)的企业首先开始宣传的。文中所述是“计算机辐射”对人眼的危害,并配有像模像样的理论分析和研究。继续往下看就会发现,这些新闻都是为了推销所谓的计算机辐射防护眼镜。而到了2012年,该页面将“计算机辐射”四个字全部替换为“蓝光辐射”,其他内容一字不变地出现在了各大网络平台上。

所以真正有效防止视力下降及损伤的就是保证用眼卫生,用合理安排作息时间、避免长时间光源直射、经常远近转换目光等方式来保护我们的眼睛。

VR硬件篇之输入设备

不难想象,带上VR头盔,大家都希望可以跟虚拟世界产生交互,因为虚拟世界就在你的面前呈现,那么真实,似乎触手可及。比如你看到一只小猫,你一定希望摸摸它,听它的叫声,让它也给你反馈,跟它产生更进一步的交互。那么,我们就需要VR输入设备了。常见的VR输入设备有以下几种:

1.手柄类

根据手柄采用的传感不同,手柄类VR输入设备又可分为以下三个类型。

①不采用任何传感器的手柄

②采用6轴传感器的手柄

③采用9轴传感器的手柄

手柄类输入设备的典型代表有Xbox One手柄、Oculus Touch、HTC Vive手柄、PS Move、Gear VR Rink,见图1-5。

图1-5 全球市场上的主流手柄

2.穿戴型

穿戴型VR输入设备,顾名思义,即可将数据采集器穿戴在用户身上的VR输入设备。此类设备根据数据传输方式的不同,又可分有线穿戴型VR输入设备和无线穿戴型VR输入设备。比较典型的代表有:

Manus无线VR手套、Power Claw有线VR手套。

3.基于动作捕捉的VR输入设备

此类设备一般都是由一套硬件相互配合组成的系统,即我们常说的追踪系统。目前应用比较广泛的追踪系统大致可分为五种,它们之间有个共同点,是在运动物体的关键部位佩戴跟踪器,由motion capture(动作捕捉)系统捕捉跟踪器位置,再经过计算机处理后得到三维空间坐标的数据。

追踪系统主要有以下几种。

机械追踪系统:该系统使用的是物理连接来传输数据,最典型的例子是数据手套。

电磁追踪系统:该系统通过测量穿戴在使用者身上的设备所产生的磁场来追踪用户的动作。电磁追踪系统反应迅速,延时短,但缺点是任何能产生磁场的其他设备都可能造成干扰。

声波追踪系统:此系统通过接收用户穿戴的超声波发射器信号来判定和追踪用户的位置与相关动作。声波系统的一大缺点是声波的传播速度较慢,且会受到环境的相关因素影响(比如温度),从而造成延时相对较长。

光学追踪系统:此系统利用光线来追踪用户的位置和动作。系统中的信号发射器由一套红外LED灯组成,而感应器则是一组接收红外光线的摄像头。

惯性导航式追踪系统:此系统通过在运动物体的关键部位设置如集成加速度计、陀螺仪和磁力计等惯性传感器设备来追踪用户的动作。

其他影响VR体验的因素

软件

与硬件相对应的软件也是影响VR体验的一大因素,主要可分为:

(1)用户界面。用户界面是最直观的一个层面,是直接与眼睛打交道的部分,就像使用手机一样,一个好看的手机主题能直观地提升用户在使用过程中的舒适度。而对于一个360°的VR操作界面更是如此。想象一下,如果你进入一个房间,那里空荡荡的,只有一些基础的家具,体验感一下就被拉低了。所以,一个好的用户界面也是VR体验比较重要的一部分。

(2)易用性。操作系统的易用性会间接地影响VR用户的体验。如果用户拿到VR设备之后还需要对系统的操作方法花额外的时间去学习,或者系统的操作过程比我们平时使用计算机和手机等数字产品还烦琐,必将让用户对VR设备产生不好的印象。

设计

本章已经介绍过,目前消费版VR设备一般可分为三类:移动版、PC版和一体机。无论是哪一类,由于要直接与人体接触,头显佩戴的设计直接影响用户的体验,所以头显的设计是用户体验最重要的因素之一。从用户体验方面出发,头显的设计主要需要考虑如下几个方面。

(1)佩戴舒适度。目前市面上大多VR头显在设计时都采用了人体工学设计,很大程度上避免了给用户带来不适感。但由于一体机需要将更多的部件集成到头显里,所以会比其他两类VR头显多出一个固定装置,从而提高了设计难度。

(2)密封性。为了让用户有更好的沉浸感,VR头显在设计之初便要考虑到漏光问题,因为佩戴时过多的光线渗入头盔,或者用户甚至能通过缝隙看到真实的环境,那么沉浸感将大打折扣。Oculus Rift因为是根据欧洲人的脸型设计的(欧洲人鼻子比亚洲人大),曾被索尼PS VR的高管吐槽过其漏光。

(3)重量。无论是手机还是笔记本电脑,消费者对于数码产品的轻重量追求一直未停止过。而对于需要一直戴在头上的头显更是如此。移动版和PC版的头显一般都不用过多地考虑重量问题,但一体机由于集成了更多的部件,重量在设计之初便是一个需要着重考虑的问题。有时仅仅是重了那么二三十克,便会严重影响长时间佩戴的舒适感。

(4)适用人群。据2013年世界卫生组织调查表明,全世界近视人口达到14亿,而中国近视人口比例达到惊人的47%。所以对于近视人群脸型的适配将影响非常大一部分用户的体验。目前的Oculus Rift CV1就完全未考虑到近视用户的需求,所以近视用户在使用Oculus Rift的时候是非常痛苦的一件事。

VR广泛的行业应用

2016年VR已经随处可见了,但在2015年年初,VR对很多人来说还是极其陌生的字眼。介绍VR,要解释好半天,还要对方开脑洞才能理解。而到了2016年,很多大城市的学生都见过或者是体验过VR设备。VR对他们来说已经不那么陌生。

起初,大家认为VR主要应用在影视和游戏这两个娱乐方面,但是其实VR的应用不止于此。在很多具体行业,VR能够在经济、体验方面解决非常大的痛点。

VR购物

在2016年“双11”,淘宝隆重推出buy+,开启了VR购物时代。通过使用VR设备,大家可以体验在海外购物的真实场景,突破时间和空间的限制。而在同年“双11”之前的愚人节视频,“VR购物者”这一概念已经吸引了很多人的眼球了。

VR旅游

随着人们生活水平的提高,旅游的人和在旅游方面的投入都越来越多。在去实际的旅游地点之前,通过VR的方式来体验各地景点,不仅有身临其境的感觉,还可以帮助消费者激发灵感,完成决策。虚拟现实技术能帮助行业降低获客成本、提升客转率,VR全面融合旅游产业是消费需求升级推动的必然结果,未来3~5年或将成为行业标配。

VR房产

房地产相对民用行业来说,是应用VR技术比较早的行业之一。而房地产商之所以这么早地将高成本的VR技术进行实际应用,是因为VR技术能解决房地产面临的许多痛点问题。一套VR设备或一套VR设备加上一个办公室大小的空间(空间定位型),用户便可以足不出户地浏览虚拟样板间,省去亲自看房的麻烦,甚至能异地看房。

VR房产的优势。

1.真实的体验感

VR技术能将用户的存在感模拟到虚拟的样板房中去,用户能像在真实环境中一样去360°查看房子。

2.直观的看房体验

对于传统的效果图,一方面,用户无法直观地看出房间结构在实际中的效果;另一方面,也容易被人为地进行修饰。通过虚拟现实设备,无论是在预售期还是在装修期的房子,都能看到最终完成后的效果。

3.便捷的看房体验

想象一下,用户不用出门,便可在家里通过虚拟现实设备看房,或者在房产销售中心便可查看所有房源。于用户而言,省时方便;于销售商而言,能最大限度地挖掘潜在用户。VR在房产业的应用比较早,但受限于VR行业处于发展初期,并未大面积铺开。

2015年12月,乌鲁木齐绿地城将VR看房加入营销活动中,不仅避免了以往从拿地到蓄客的长空窗期,且解决了西北冻土期、暴风雨雪等恶劣天气原因造成的施工延误对营销的影响。VR设备完美还原了绿地城所有的配套设施,项目得以提前销售。

同年12月,位于北京西红门附近的华远西红世项目打造了北京首个VR2.0样板间,引入真实光照、精装定制等功能,实现了开盘当天销售率(主要指某一特定时期内某产品的销售量占总量的百分比)80%的优秀业绩。

2016年4月,房地产VR平台无忧我房赴硅谷参加GTC全球技术大会,推出VR样板间3.0。

同年,三盛宏业旗下的舟山三盛箐华里项目推出了VR虚拟样板房,客户可以通过VR头盔,实现在不同风格的样板间自由切换,让购房者体验各个房间的空间布局,以及装修的每个细节。

VR教育

早在2016年2月,权威机构高盛集团发布了《VR/AR:下一个通用计算平台》的详细报告,在其列举的最有可能率先实现VR/AR应用的九大领域中,便包含了教育,反映了VR/AR在教育领域的巨大潜力。

首先入局的是谷歌。2015年9月,谷歌便开启了Expeditions Pioneer项目,利用其廉价的“纸板盒”将VR带进学校课堂,方便老师和学生用尽可能低的成本进行VR教学。2016年6月底,谷歌宣布其Expeditions教育应用将会免费开放。

2016年4月,日本一所高中与三星合作,使用Gear VR举办了一场虚拟现实开学典礼,73名新生通过佩戴Gear VR眼镜来观看校长讲话的实时场景。

2016年10月初的Oculus开发者大会上,Facebook CEO马克·扎克伯格承诺Oculus Store将专门开辟教育专区,并投入1 000万美元的基金发展VR教育内容。

部分国外高校也开始使用VR技术,比如美国佐治亚州的Savannah艺术设计院校成为第一个大规模使用VR技术的高校,录制好校园介绍并寄给已被录取但尚未入学的学生;美国加州圣何塞的科格斯韦尔大学(The Cogswell College)已经正式开办VR和AR专业,该学校也成为全球首家创办VR和AR行业人才认证的高校。

VR教育&培训在国内的应用

2015年12月,乐视教育宣布切入VR领域,与新东方合作开发教育内容。

2016年3月,百度教育宣布将于2017年试水虚拟现实,并将在贫困山区构建虚拟现实教室。

据媒体综合报道,清华大学、北京航空航天大学、上海交通大学等高等学府已在校内建立了虚拟现实技术实验室,主要从事VR的科学研究和技术开发。

Oculus的主要竞争对手HTC也对教育市场有着明确的布局。HTC董事长王雪红等人共同创办的威爱教育(Vivedu),是中国唯一一家HTC官方认证的VR/AR培训机构。

总的来说,国内大公司在VR教育这方面都只是有相关的布局。而在学校方面,也仅限于高校的研究性和探索性教学,而对于普通大、中、小学的普及还处于初级阶段。

VR在培训行业的应用前景被非常看好

VR培训能够让培训者将大量(或复杂)的信息以一种引人入胜的可视化方式呈现给学员,这样能让学员更好地记住培训知识。再者,VR培训能同时让不同地方的大量学员远程接受培训,既省时又节约成本。总的来说,VR培训的优势可以概括如下:

1.在可控环境中模拟危险场景,最大化降低风险;

2.能够精确地模拟真实场景;

3.用高度可视化的学习方法来辅助记忆;

4.可将复杂的数据进行可分析的解构;

5.将复杂概念和理论可视化;

6.从虚拟场景中学到的经验同样可用于实际场景;

7.具有互动性;

8.培训过程能加入适当的乐趣,使得培训不再枯燥;

9.能同时培训不同地域的大量学员;

10.节约成本。

VR培训:在实际行业中的应用

VR培训甚至比直接应用在基础教育上更加被人看好。大家都认为VR可以在行业培训方面解决非常大的“痛点”。

建筑业:由于建筑业的危险性,建筑工人,尤其是器械操作者,为了确保施工安全,需要进行大量的培训。美国一家在线VR培训网站就利用VR技术,为叉式升降装卸车工人提供模拟培训服务,大大降低了安全风险。

采矿业:这同样是一个危险的行业,每年事故频发。英国一家叫作QinetiQ Group plc的公司开发了一套VR培训解决方案,既能降低培训成本,又能提升培训效率。

体育行业:美国国家橄榄球联盟(NFL)引进VR技术,对球员进行技术训练。与以往球员接受的口头或书面训练不同,VR培训将球员置于360°模拟赛场,球员能对自己在一些细节上的技术进行加强训练,也能在自己没有训练设备时继续训练。

军事业:2015年,英国政府宣布将采用Oculus Rift来训练战场医疗培训。

政府:美国亚利桑那州的比马县利用VR训练警察应对各种场景,包括面对持枪、持刀嫌犯等,警察的不同应对方式会导致不同的结果,VR培训能让警察充分了解到不同场景的最佳应对方式。

航空业:美国国家航空航天局(NASA)已经使用VR培训多年。最近的一项用法便是采用VR来培训宇航员在长期任务中保持心理健康和改善生活质量。

银行:澳大利亚联邦银行利用虚拟现实作为招聘工具。在银行的虚拟创新实验室,参与者见到了他们的“同事”,这些同事向他们解释银行渴望创建一个应用程序处理发票。这个虚拟世界的目标是通过把他们置于银行员工的真实工作环境中,从而将有潜力的员工引进到银行的文化之中。

除此之外,VR还可以结合其他的细分领域,我就不一一列举了。可以想象,VR在很多方面真的可以给我们的生活带来极大的便利,节约巨大的成本,甚至是带来颠覆性的改变。 mC9v8ssj1aq20AbEgDvYHSJupP5PE0K7KaDz3wHOrTlzg5aCjgov5mxCjKwAPwH4

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