VR

VR 技術呈現以渲染能力提升和技術發展為基礎， 屏顯技術完善為展現依托， 豐富的智能定位技術為互動保證，虛化了虛擬世界和真實世界的界限， 使之達到某種程度上的融合。 4.1?VR 渲染技術 當前主要的技術研究方向，都集中在降低 GPU 消耗的基礎上， 確保更多的計算平臺具有支持 VR 的能力。 Nvidia 推出了 MRS （multi-resolutionshading）， 即多重分辨率著色渲染技術， 采用分區域差別分辨率的方法， 降低消耗； 為了提升精確度， 國內外廠商分別提出相似的解決方案， 其中典型代表為國內某公司研發的焦點渲染（Foveated rendering） 技術。 （1） 多重分辨率著色渲染技術： 采用將將整體渲染畫面分區域模式， 按照從中央到兩邊采用不同的分辨率方法， 降低 GPU 渲染壓力。 ① 技術原理： MRS 技術不再將整個畫面以相同的分辨率渲染， 而是分區域采用差異化處理， 人眼看到的主要中央區域，以完整的高分辨率，邊緣則以更低質量進行渲染。 ② 硬件支持： 使用 Nvidia Maxwell 架構的顯卡， 包括 GeForce Titan X 和 GTX 900 等系列 ③ 應用效果： 據稱效率提高大概 50% 左右， 如原來渲染 90 幀 / 秒， 采用 MRS 技術可以做到 140 幀 / 秒左右。 （2） 焦點渲染技術： 主要針對多重分辨率著色渲染技術渲染區域劃分較為粗糙， 采用眼球追蹤技術使之精細化。 ① 技術原理： 在 MRS 基礎之上， 使用眼球追蹤技術開發出以人眼關注的焦點區域采用高分辨率， 其他區域逐步從焦點向外遞減的渲染技術， 進一步縮小高清渲染的范圍， 并且提升用戶體驗 ② 應用效果： 據稱可以將渲染像素降低到 MRS 方案的 10% 左右， 將當前可以支撐 VR 的 PC 設備從當前僅有的 10% 提升至 30% ③ 其他相似技術： Tobii、 SMI、 FOVE 和 Eyefluence 等。 4.2?VR 屏顯技術 VR 顯示屏幕主要包括 OLED、 LCD 兩種類型， 其中OLED 采用有源陣列有機發光能夠做到低余暉， 不過在每個像素間存在分割網格的問題； LCD 采用背投光源顯示，每個像素都被動發光， 相對較為容易產生嚴重余暉現象。從業界選擇趨勢來看， 似乎 OLED 是主流， 不過國內廠商可能受制于訂貨量和價格因素， 還有很多采用 LCD 屏。 （1） LCD ① 屏顯原理： 普通的液晶顯示屏（LCD） 是一種介于固態與液態之間的物質， 本身是不發光的， 需借助要背光燈才行。 因其無法控制到每個像素， 當每一幀像素都在發光時， 就會出現余暉， 所以， LCD也被稱為 “ 全余暉” 顯示 ② 優點： 整體顯示無網格， 場景亮點較高 ③ 缺點： 余輝嚴重， 延遲長。 （2） OLED ① 屏顯原理： 無需背光燈， 具有自發光的特性，所以 OLED 可以做到低余暉顯示， 并且它的響應時間是LCD 的千分之一， 顯示運動畫面不會有拖影等現象 ② 優點： 低余輝， 顯示延遲短 ③ 缺點： 每個像素間都會有網格， 需調低顯示亮度。雖然 OLED 屬于低余暉顯示， 但為了達到更好地顯示效果， 實現 VR 虛擬環境與真實人眼看到的實際環境在亮度、 參考物體無限接近， 還是需要進行低余暉處理。 4.3?VR 定位技術 VR 沉浸式體驗主要來自于立體化顯示和精準的定位技術， 使得用戶產生的自身身體運動融入 VR 虛擬環境中，主要定位技術有： 紅外定位、 激光定位、 可見光定位、 低功耗藍牙定位等。 （1） 紅外定位 ① 技術原理： 利用多個紅外發射攝像頭、 覆蓋室內定位空間， 在被追蹤物體上放置紅外反光點， 通過捕捉反光點紅外反射影像， 確定用戶在空間中的位置 ② 優點： 定位精度高， 如果采用幀率很高的攝像頭，延遲也很低， 具有較好的效果 ③ 缺點： 造價較為昂貴， 一個 120 幀的攝像頭， 造價超過 1000 美元 ④ 應用情況： VR 影視制作、 動畫錄制等商用方向。 （2） 激光定位 ① 技術原理： 利用激光發射器（定位光塔）， 發射橫豎兩個方向的激光， 被定位物體上安置多個激光感應接收器， 通過計算兩束光線到達定位物體的角度差， 計算出待測定位節點在定位空間中的坐標 ② 優點： 成本低， 定位精度高（mm 級） ③ 缺點： 需 要 一 定 封 閉 空 間， 例 如 HTC Vive 的Lighthouse 需要 5*5m 空間， 而且會有多人遮擋的問題 ④ 應用情況： HTC Vive的 Lighthouse和 G-Wearables的 Step VR 等。 （3） 可見光定位 ① 技術原理： 用攝像頭拍攝室內場景， 追蹤主動發光的標記點（類似小燈泡）， 通過實時獲取針對不同位置不同顏色的標記點位置， 實現物體定位 ② 優點： 算法簡單、 價格便宜、 容易擴展 ③ 缺點： 精度方面不如激光和紅外方式 ④ 應用情況： The Void， Zero Latency 和很多國內的線下 VR 體驗店等。 （4） 低功耗藍牙定位 ① 技術原理： 通過接收低功耗藍牙通信功能的設備發送特有 ID， 利用算法軟件計算跟蹤物體的位置 ② 優點： 移動性強， 高端手機支持 ③ 缺點： 精度低、 對終端有一定要求。