扣丁學(xué)堂零基礎(chǔ)VR培訓(xùn)之VR的主要核心技術(shù)
2018-09-12 09:43:21
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VR的應(yīng)用可謂是越來(lái)越廣泛，學(xué)習(xí)VR技術(shù)的同學(xué)也越來(lái)越多了，那VR的核心技術(shù)有些什么呢？今天扣丁學(xué)堂的小編就給學(xué)習(xí)VR或者參加VR培訓(xùn)的同學(xué)來(lái)好好講一下吧！
實(shí)時(shí)三維計(jì)算機(jī)圖形
相比較而言，利用計(jì)算機(jī)模型產(chǎn)生圖形圖像并不是太難的事情。如果有足夠準(zhǔn)確的模型，又有足夠的時(shí)間，我們就可以生成不同光照條件下各種物體的精確圖像，但是這里的關(guān)鍵是實(shí)時(shí)。例如在飛行模擬系統(tǒng)中，圖像的刷新相當(dāng)重要，同時(shí)對(duì)圖像質(zhì)量的要求也很高，再加上非常復(fù)雜的虛擬環(huán)境，問(wèn)題就變得相當(dāng)困難。
虛擬場(chǎng)景顯示技術(shù)
人看周圍的世界時(shí)，由于兩只眼睛的位置不同，得到的圖像略有不同，這些圖像在腦子里融合起來(lái)，就形成了一個(gè)關(guān)于周圍世界的整體景象，這個(gè)景象中包括了距離遠(yuǎn)近的信息。當(dāng)然，距離信息也可以通過(guò)其他方法獲得，例如眼睛焦距的遠(yuǎn)近、物體大小的比較等。
在VR系統(tǒng)中，雙目立體視覺(jué)起了很大作用。用戶的兩只眼睛看到的不同圖像是分別產(chǎn)生的，顯示在不同的顯示器上。有的系統(tǒng)采用單個(gè)顯示器，但用戶帶上特殊的眼鏡后，一只眼睛只能看到奇數(shù)幀圖像，另一只眼睛只能看到偶數(shù)幀圖像，奇、偶幀之間的不同也就是視差就產(chǎn)生了立體感。
用戶(頭、眼)的跟蹤：在人造環(huán)境中，每個(gè)物體相對(duì)于系統(tǒng)的坐標(biāo)系都有一個(gè)位置與姿態(tài)，而用戶也是如此。用戶看到的景象是由用戶的位置和頭(眼)的方向來(lái)確定的。
頭部追蹤技術(shù)
在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)中，視場(chǎng)的改變是通過(guò)鼠標(biāo)或鍵盤來(lái)實(shí)現(xiàn)的，用戶的視覺(jué)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)感知系統(tǒng)是分離的，而利用頭部跟蹤來(lái)改變圖像的視角，用戶的視覺(jué)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)感知系統(tǒng)之間就可以聯(lián)系起來(lái)，感覺(jué)更逼真。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，用戶不僅可以通過(guò)雙目立體視覺(jué)去認(rèn)識(shí)環(huán)境，而且可以通過(guò)頭部的運(yùn)動(dòng)去觀察環(huán)境，這樣當(dāng)我們?cè)诂F(xiàn)實(shí)世界中移動(dòng)，虛擬現(xiàn)實(shí)世界中的我們也就能同樣地移動(dòng)。
當(dāng)我們向左看，頭部追蹤技術(shù)能夠識(shí)別這一動(dòng)作，這時(shí)硬件就會(huì)即時(shí)渲染出左邊的場(chǎng)景，這樣，我們往左看就能看到左邊的場(chǎng)景，往右看則能看到右邊的場(chǎng)景，而不會(huì)發(fā)生場(chǎng)景跟著我們移動(dòng)的意外。
眼球追蹤技術(shù)
其實(shí)，即使是手機(jī)VR盒子，都具備上述的幾個(gè)關(guān)鍵硬件技術(shù)（手機(jī)通過(guò)陀螺儀模擬頭部追蹤），但眼球追蹤，在VR領(lǐng)域中還算是比較稀有的玩意。
眼球跟蹤技術(shù)是通過(guò)追蹤我們的瞳孔實(shí)現(xiàn)的，算法能夠根據(jù)我們注視的景物來(lái)變換景深，從而帶來(lái)更出色的沉浸體驗(yàn)。
比如，伸出一只手指舉在眼前，當(dāng)我們注視著它時(shí)，手指前方的景物便會(huì)變得模糊，而當(dāng)我們注視背景，手指又會(huì)變得模糊，這正是景深不同帶來(lái)的變化。眼球追蹤技術(shù)能夠知道我們?cè)诳茨睦铮瑥亩M景深的變化，讓體驗(yàn)更加出色。
提起VR領(lǐng)域最重要的技術(shù)，眼球追蹤技術(shù)絕對(duì)值得被從業(yè)者們密切關(guān)注。Oculus創(chuàng)始人帕爾默?拉奇就曾稱其為“VR的心臟”，因?yàn)樗鼘?duì)于人眼位置的檢測(cè)，能夠?yàn)楫?dāng)前所處視角提供最佳的3D效果，使VR頭顯呈現(xiàn)出的圖像更自然，延遲更小，這都能大大增加可玩性。
同時(shí)，由于眼球追蹤技術(shù)可以獲知人眼的真實(shí)注視點(diǎn)，從而得到虛擬物體上視點(diǎn)位置的景深。所以，眼球追蹤技術(shù)被大部分VR從業(yè)者認(rèn)為將成為解決虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔眩暈病問(wèn)題的一個(gè)重要技術(shù)突破。
聲音技術(shù)
人能夠很好地判定聲源的方向。在水平方向上，我們靠聲音的相位差及強(qiáng)度的差別來(lái)確定聲音的方向，因?yàn)槁曇舻竭_(dá)兩只耳朵的時(shí)間或距離有所不同。
常見的立體聲效果就是靠左右耳聽到在不同位置錄制的不同聲音來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以會(huì)有一種方向感。現(xiàn)實(shí)生活里，當(dāng)頭部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，聽到的聲音的方向就會(huì)改變。但目前在VR系統(tǒng)中，聲音的方向與用戶頭部的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)。
感覺(jué)反饋技術(shù)
在一個(gè)VR系統(tǒng)中，用戶可以看到一個(gè)虛擬的杯子。你可以設(shè)法去抓住它，但是你的手沒(méi)有真正接觸杯子的感覺(jué)，并有可能穿過(guò)虛擬杯子的“表面”，而這在現(xiàn)實(shí)生活中是不可能的。解決這一問(wèn)題的常用裝置是在手套內(nèi)層安裝一些可以振動(dòng)的觸點(diǎn)來(lái)模擬觸覺(jué)。
語(yǔ)音技術(shù)
在VR系統(tǒng)中，語(yǔ)音的輸入輸出也很重要。這就要求虛擬環(huán)境能聽懂人的語(yǔ)言，并能與人實(shí)時(shí)交互。而讓計(jì)算機(jī)識(shí)別人的語(yǔ)音是相當(dāng)困難的，因?yàn)檎Z(yǔ)音信號(hào)和自然語(yǔ)言信號(hào)有其“多邊性”和復(fù)雜性。
手勢(shì)跟蹤技術(shù)
使用手勢(shì)跟蹤作為交互可以分為兩種方式：第一種是使用光學(xué)跟蹤，第二種是將傳感器戴在手上的數(shù)據(jù)手套。
以上就是扣丁學(xué)堂VR培訓(xùn)小編給大家分享的文章，希望對(duì)小伙伴們有所幫助，光學(xué)跟蹤的優(yōu)勢(shì)在于使用門檻低，場(chǎng)景靈活，用戶不需要在手上穿脫設(shè)備，未來(lái)在一體化移動(dòng)VR頭顯上直接集成光學(xué)手部跟蹤用作移動(dòng)場(chǎng)景的交互方式是一件很可行的事情。但是其缺點(diǎn)在于視場(chǎng)受局限，以及使用手勢(shì)跟蹤會(huì)比較累而且不直觀，沒(méi)有反饋。這需要良好的交互設(shè)計(jì)才能彌補(bǔ)。想要了解更多關(guān)于VR方面內(nèi)容的小伙伴可以登錄扣丁學(xué)堂官網(wǎng)咨詢。扣丁學(xué)堂不僅有專業(yè)的VR培訓(xùn)班供大家學(xué)習(xí)，還有與時(shí)俱進(jìn)的課程體系和大量的VR在線視頻教程讓學(xué)員免費(fèi)觀看學(xué)習(xí)，快來(lái)一起看看吧。
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