VR硬體裝置的構成,你真的瞭解嗎?

我們一般把完整的VR系統分為四部分:頭戴式顯示裝置-主機系統-追蹤系統-控制器。

【頭顯裝置(HMD)】

這是大家最熟悉的,俗稱虛擬現實眼鏡,它是一種硬體裝置,將人的對外界的視覺、聽覺封閉,引導使用者產生一種身在虛擬環境中的感覺。其顯示原理是左右眼螢幕分別顯示左右眼的影象,人眼獲取這種帶有差異的資訊後在腦海中產生立體感。

【主機系統】

主機系統是指為HMD提供各種功能保證的裝置,比如智慧手機、PC等。主機系統決定了HMD裝置的智慧化和自動化程度。目前的VR、AR廠商也非常樂於與主機系統廠商合作,比如Oculus與PC品牌廠商合作推出的“Ready PC Program”專案、華碩和Alienware的幾款高階PC產品已經獲得了Oculus的認證,可全面支援Oculus Rift。

【追蹤系統】

追蹤系統一般作為HMD的外設,當然也可以被整合到裝置中去。一般包括內建感測器、陀螺儀和磁力計。追蹤系統是透過捕捉使用者運動來創造一種沉浸式的體驗,比如你帶著HMD裝置抬頭,那螢幕畫面就可以透過接受追蹤系統傳送的訊號把畫面轉化為天空。

【控制器】

一般作為手持裝置出現,透過它可以讓使用者追蹤自己的動作和手勢。比如HTC Vive的手柄、Oculus Touch、三星的Gear VR Rink。

VR硬體裝置的構成,你真的瞭解嗎?

VR硬體裝置的構成,你真的瞭解嗎?

頭顯裝置由以下組成部分:顯示屏、鏡片、攝像機、處理器、感測器、無線連線、儲存、電池。

【顯示屏】

大多數 VR裝置都擁有一塊或兩塊螢幕。其主要使用 4K UHD 或更高解析度螢幕,對於分離式VR裝置,其螢幕多采用 OLED 技術,而一體式則多采用微投影技術。

解析度:雖然肉眼很難分辨 2K QHD 以上解析度螢幕之間的差別,但4K UHD 或更高解析度的螢幕能進一步強化 VR的視覺體驗。

OLED:OLED 與 LCD 相比擁有諸多優勢,如更快的重新整理率和更低的延遲, 從而不會讓使用者“暈屏”。PlayStationVR 使用的是 5。7 英寸 OLED 螢幕,解析度為 1920*1080。而 Facebook Oculus 也使用 OLED 螢幕,解析度為1080*1200。

【鏡片】

當前,滑配式和分離式VR裝置廣泛採用非球面鏡片,因為它們擁有較短的焦距,意味著與其他鏡片相比擁有更高的放大率和更廣的視野。 分離式 VR裝置今年上半年已經上市,包括 Oculus Rift、HTC Vive 和PlayStation VR,它們都將採用非球面鏡片。

【攝像機】

一些VR裝置透過攝像頭進行拍照、位置追蹤和環境對映。

【微投影系統】

對於一體式 AR 裝置,微投影技術是使用最廣泛的技術。當前,谷歌眼鏡已使用該技術,相信微軟HoloLens 也將採用該技術。

【處理器】

一體式VR裝置透過包含一個或多個處理單元。隨著技術不斷髮展,VR裝置將配備更高階的 CPU 和 GPU。此外,為了支援更高的解析度,相信 GPU 的效能會進一步提升。滑配式和 分離式裝置並不需要自己的處理器,因為其可以利用主機系統的計算能力。

【感測器】

感測器可以內建到 VR裝置中,也可以作為外設。眼部和頭部追蹤對於提供更好的VR體驗至關重要,因為它能降低影象重新整理延遲,來精確匹配使用者的運動。延遲越低,,使用者提供 VR 感覺越真實,使用者“暈屏” 的可能性就越小。用於追蹤動作的感測器包括:FOV深度感測器、攝像頭、陀螺儀、加速計、磁力計和近距離感測器等。當前,每家 VR 硬體廠商都在使用自己的技術。索尼使用 PlayStation 攝像頭作為定位追蹤器,而 Vive 和Oculus 也在使用自己的技術。

【無線連線】

VR和控制器之間未來的發展趨勢是採用無線連線。但當前PC/遊戲機之間的無線連線還有諸多技術故障需要克服,尤其是在高解析度和高重新整理率情況下。

【儲存/電池】

目前,關於VR裝置的記憶體和電池相關資訊十分有限,但記憶體對於 VR裝置來說至關重要,而電池對於一體式裝置也十分關鍵。首先,記憶體主要用於儲存/快取VR影象和影片。鑑於VR使用較高解析度的內容,裝置對記憶體的要求也較高。至於電池,對於一體式裝置尤為重要,因為後者並不依賴於主機功能。從長期角度講,更多的分離式裝置將採用無線連線,電續續航同樣至關重要。