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                  揭秘VR头盔工作原理,原来是这样工作的

                  ? 2016年10月19日 14:58 ? 次阅读

                    一个透镜,一些传感器,以及其他一些东西,它们是怎样把你“瞬移”到一个奇妙新世界的?

                    VR看起来可能有点像是黑魔法,但事实上,每个头盔都是精心设计的产品,是尖端的科技与奇思妙想的融合,旨在让你忘记凡尘琐事,一心专注在屏幕呈现的VR世界中。以下是对头盔工作原理的分解介绍,这些组件合在一起,提供了令人信服的VR体验。

                    透镜

                    揭秘!原来VR头盔都是这样工作的

                    透镜是最重要的元素之一。透镜旨在愚弄你的眼睛,让你以为面前是一片广阔的空间,而不是两英寸大的平面显示器。要做到这一点,透镜需要聚焦光线,让你感觉显示器好像在无限远的距离之外。

                    很多头盔都采用了特殊的菲涅耳透镜,通过使用薄的、圆形棱镜阵列,来实现与大块曲面透镜相同的效果。这些透镜还被用来放大头盔的内置显示屏,让图像占据你的整个视野,这样你就不会注意到屏幕的边缘了。

                    显示屏

                    高性能显示器,是让VR具有说服力的另一个重要因素。它们必须具有足够的像素密度来显示清晰的图像,并且速度要足够快,这样VR中的运动画面才会流畅平滑。

                    HTC Vive和Oculus都采用了两块1080x1200显示屏,一只眼睛对应一块,它们可以以每秒90帧的速度显示图像——为用户提供平滑流畅的运动画面,以及宽广的110度的可视角度,可以覆盖你视野范围的很大一部分。

                    高端头盔还使用双屏幕来提供类似于任天堂3DS的立体3D效果。每块屏幕对每只眼睛显示一幅略微偏移的图像,然后我们的大脑会自动把它们“粘合”在一起成为一幅图像,并在这个过程中产生一种和深度有关的错觉。

                    三星Gear VR把智能手机作为显示屏来使用,为了保持成本低廉和“无线”效果,牺牲了视野和图形保真度。在这种情况下,创建立体图像的工作是由两个可替换透镜来完成的。

                    焦点调试

                    因为每个人两个瞳孔中心之间的距离(也就是你去配眼镜的时候,需要测量的瞳距)是不同的,所以头盔中镜片的位置必须是可调的,以便根据我们的瞳距来提供正确的立体3D效果。

                    揭秘!原来VR头盔都是这样工作的

                    Oculus Rift还使用了混合菲涅尔透镜,这种透镜具有可变的聚焦水平,你可以通过向上或向下移动头盔来调整焦距,找到最佳位置。

                    位置传感器

                    为了显示精确的画面,当你环顾周围时,头盔必须以亚毫米级的精度跟踪你的头部运动。这是通过各种内置传感器来实现的。有了这些传感器提供的各种数据,头盔就可以实现真正的“六自由度”,跟踪头盔可以跟随头部做出的任何运动。(注:物体在空间具有六个自由度,即沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度。)

                    磁力计可以测量地球的磁场,因此总是知道“磁北”在哪个方向。这样就可以确保它指向的是正确的方向,防止出现“偏移”错误——即头盔以为自己朝着某一个方向时,其实朝着的却是另一个方向。

                    加速度计有几个用途,一个是检测重力,让头盔知道上方是哪个方向。智能手机自动转换横竖屏,靠的就是加速度计。而且正如它的名字所说,它可以测量沿着一个轴的加速度,因此它能提供有用的数据,让头盔知道一个对象运动的速度。

                    陀螺仪可以跟踪沿着一条轴的微小偏移(例如你稍微倾斜头部或点头的时候),来提供更精确的物体旋转信息。

                    三星Gear VR没有采用更先进的红外跟踪方法,而是使用了惯性测量单元(IMU),它是集磁力计、加速度计和陀螺仪为一体的“多合一”设备。与大多数智能手机不同的是,这个IMU是专门用来减少滞后现象和改善头部跟踪性能的。

                    红外跟踪

                    Oculus Rift和HTC Vive都使用红外激光来跟踪头盔的移动,但各有各的方法。

                    Oculus使用的是放在办公桌上的“星座”(ConstellaTIon)红外摄像头,跟踪Oculus Rift头盔前后都有的红外发射器。如果使用Oculus Touch控制器,你还需要另外再配一个摄像头,以避免在跟踪头盔和控制器上的红外灯时出现混淆。每个传感器都是单独跟踪的,计算机收集所有信息来渲染画面,让你在任何时候从任何角度看的图像都是正确的。所有这一切几乎都需要立即完成,这意味着每个红外传感器的坐标被立即捕获和处理,图像也就马上显示出来,几乎没有滞后。

                    HTC Vive使用的是“灯塔”(Lighthouse)红外发射器,它被放置在游戏空间的角落里,可以快速发射激光,扫过房间。Vive上的红外传感器捕捉到它,并对其在一个空间内的位置进行测量。这个系统的工作原理类似于Oculus,但本质上它是把“灯塔”作为了发射器,把头盔作为了摄像头,角色刚好反了过来。

                    伴侣系统

                    Vive头盔除了有“灯塔”红外跟踪系统之外,还有一个前置摄像头,它可以使用“伴侣”系统,来帮助检测你是否离开了游戏空间的边界。因此,如果你快要撞上墙壁或家具了,Vive就可以巧妙地给你发送视觉提示,让你知道自己已经到达了VR空间的边缘。

                    控制器

                    Rift和Vive都有无线运动控制器,让你与3D空间中的物体进行充分交互,从而增强沉浸感。

                    像头盔一样,每个控制器都配备了磁力计、加速度计和陀螺仪以及红外传感器,对运动进行亚毫米级的精度跟踪。

                    音频

                    很多头盔内置了耳机,可以产生3D音频。这样游戏就可以添加相对于你的位置的音频提示,让你可以听到好像是来自后面、上面,甚至下面的声音。

                    隐藏的麦克风可以给游戏开发者提供更多的选择,在游戏中添加更多的沉浸式功能。使用麦克风,游戏可以检测你在隐形游戏中产生的噪音量,或者把它作为在VR中进行语音交流的方法。

                    线材

                    虽然有些VR设备(比如三星Gear VR)是完全无线的,但Vive和Rift都需要用线材将头盔连接到计算机上,以便传输数据和电能,让显示屏以90帧/秒的速度显示高清图像。如果你是坐着使用头盔和游戏手柄,那没有什么问题,但当你在室内走动时,线材确实可能会变得碍手碍脚。

                    计算机

                    VR这种黑魔法真正发生的地方其实是在计算机里。所有的位置跟踪数据都被发送到了计算机上,输入到了游戏中,然后它再对图像进行渲染,发送到头盔上显示出来。

                    对于三星Gear VR和其他无线VR头盔来说,计算机被放在了头盔内部,比如在Gear VR上,智能手机不仅扮演了显示屏的角色,而且还承担了处理器的任务。(Kathy参与编译)

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                  关于虚拟现实(VR)对孩子发展的潜在影响研究

                  苹果公司专利曝光 竟然是应用自动驾驶的VR系统

                  据外媒报道,苹果公司一项最新专利申请近日曝光,该公司正在研发一种灵巧的虚拟现实(VR)系统,将用于自...

                  发表于 2018-04-09 11:11 ? 242次阅读
                  苹果公司专利曝光 竟然是应用自动驾驶的VR系统

                  微软联合宏基制造新一代的虚拟现实头戴式显示器

                  科技制造商宏碁是微软与其合作的公司之一,将为微软的Windows 10操作系统创建新一代的虚拟现实头...

                  发表于 2018-04-09 11:09 ? 23次阅读
                  微软联合宏基制造新一代的虚拟现实头戴式显示器

                  在无人驾驶车里玩游戏:VR+无人驾驶是怎么样的体...

                  2018年全球无人驾驶汽车消费者调查报告显示,全球来看只有30%的人表示完全乐意使用无人驾驶汽车,而...

                  发表于 2018-04-09 11:03 ? 463次阅读
                  在无人驾驶车里玩游戏:VR+无人驾驶是怎么样的体...

                  触觉手套:介绍几种具有代表性的VR手套

                  对于看了玩家一号的同学,是否已经摩拳擦掌的在等待现实中出现类似的游戏了呢?不过要实现玩家一号的AR、...

                  发表于 2018-04-09 10:58 ? 305次阅读
                  触觉手套:介绍几种具有代表性的VR手套

                  电影《头号玩家》中可感应穿戴装备已经在研究过程中...

                  最近大火的电影《头号玩家》让人分分钟想跳入绿洲,那么绿洲具体在多远的未来呢? 相信近期上映的《头号玩...

                  发表于 2018-04-09 10:45 ? 37次阅读
                  电影《头号玩家》中可感应穿戴装备已经在研究过程中...

                  世界首款VR无线手势控制器 兼容PC/iOS/安...

                  为了增强VR游戏的代入感,除了优秀的VR头显之外,相应的控制器也是必不可少的。近日DISCOVER公...

                  发表于 2018-04-09 10:16 ? 193次阅读
                  世界首款VR无线手势控制器 兼容PC/iOS/安...

                  Etihad Airways试用VR技术:改善客...

                  阿提哈德航空公司(Etihad Airways)宣布,他们将在阿布扎比国际机场3号航站楼的旗舰头等舱...

                  发表于 2018-04-09 10:08 ? 26次阅读
                  Etihad Airways试用VR技术:改善客...

                  AR与VR在教育领域的现状及前景

                  K12 课堂中, AR 增强现实技术与 VR 虚拟现实技术仍处在实验性应用阶段。不久前, Proje...

                  发表于 2018-04-09 08:48 ? 37次阅读
                  AR与VR在教育领域的现状及前景

                  VR近年来的发展:不是必需品却丰富我们的生活

                  VR是不是伪需求?尽管大部分的答案都表示否定,然而这个问题还是让我困惑了好一阵子。每当我向其他人安利...

                  发表于 2018-04-09 07:26 ? 299次阅读
                  VR近年来的发展:不是必需品却丰富我们的生活

                  网龙华渔教育VR产品运用到教育和职业培训

                  在网龙华渔教育展厅内,一款名为 101 教育 PPT 的备课“神器”被参观者层层“围住”。记者戴上 ...

                  发表于 2018-04-09 01:04 ? 249次阅读
                  网龙华渔教育VR产品运用到教育和职业培训

                  火狐浏览器力推《WebVR》

                  如今各种主流VR眼镜比如Oculus Rift和HTC Vive等对应的VR游戏软件并不是通用的,玩...

                  发表于 2018-04-09 01:00 ? 161次阅读
                  火狐浏览器力推《WebVR》

                  交通领域运用VR技术会有这6大应用

                  为信息化、工业化、智能化高度融合的产物, “智慧交通”体系带来了多元化的价值,包括滴滴、共享单车等所...

                  发表于 2018-04-09 00:24 ? 44次阅读
                  交通领域运用VR技术会有这6大应用

                  探索VR技术结合安全教育培训的优点及难点

                  目前,VR不仅仅应用于消防教育,从消防到救灾,VR已经被应用在越来越多的安全教育培训中,虚拟现实技术...

                  发表于 2018-04-09 00:13 ? 36次阅读
                  探索VR技术结合安全教育培训的优点及难点

                  VR版的Windows操作系统你用过吗?

                  Brandon Bray 是微软公司集团项目主管,在 Unity’s Vision VR/AR Su...

                  发表于 2018-04-09 00:05 ? 238次阅读
                  VR版的Windows操作系统你用过吗?

                  订票都能这么玩?VR技术让你没买票先上“车”

                  据Skift报道,旅游技术公司Navitaire(旅游科技巨头Amadeus所有)推出了一个新的系统...

                  发表于 2018-04-09 00:02 ? 23次阅读
                  订票都能这么玩?VR技术让你没买票先上“车”

                  VR技术让你抢先体验装修过的房子

                  领到的房子还是毛坯,要想让它变为自己的家,首先你要东奔西跑到处找装修公司,然后确定装修方案,到了付诸...

                  发表于 2018-04-08 14:43 ? 300次阅读
                  VR技术让你抢先体验装修过的房子

                  你可能不知道的车企对VR的应用

                  我们不妨来想象这样一副画面,待在家里的宅男宅女,头戴VR眼镜,手捧半个西瓜,头顶吹来空调的阵阵凉风,...

                  发表于 2018-04-08 14:35 ? 221次阅读
                  你可能不知道的车企对VR的应用

                  为什么说VR有可能再次消亡?

                  与陌生人在地穴里共同完成一场逼真的探险,用iPad扫描不同的卡片看一场由你来控制的音乐会,到动画中身...

                  发表于 2018-04-08 14:32 ? 152次阅读
                  为什么说VR有可能再次消亡?

                  VR设备达到什么规模时才能成为社会主流产品?

                  两年前,有市场分析师曾判断全球VR/AR市场开始进入了持续发展的爬坡期,作为Gartner的研究副总...

                  发表于 2018-04-08 14:27 ? 451次阅读
                  VR设备达到什么规模时才能成为社会主流产品?

                  突破性的技术革新 VR Unibloc研发出低...

                  VR Unibloc一直在期望为市场打造一个可以通用硬件的平台。日前,他们为大家带来了自家的低延迟无...

                  发表于 2018-04-08 13:23 ? 451次阅读
                  突破性的技术革新  VR Unibloc研发出低...

                  三星透露秘密VR显示技术 像素密度高达1500p...

                  三星Gear VR被证明是2016年最受欢迎的VR头盔产品,该公司去年出货451万台,超过了Ocul...

                  发表于 2018-04-08 11:40 ? 837次阅读
                  三星透露秘密VR显示技术 像素密度高达1500p...

                  VR与智能家居结合会带来哪些火花

                  随着智能的迅猛发展,越来越多的家居开始引进智能化系统和设备。智能化系统涵盖的内容也从单纯的方式向多种...

                  发表于 2018-04-08 11:14 ? 394次阅读
                  VR与智能家居结合会带来哪些火花

                  Maestro VR触觉手套体验:脑电波控制双手

                  Maestro是虚拟现实的原型触觉系统,它使用手臂式电机,在VR中产生电阻和反作用力,这些电机被组合...

                  发表于 2018-04-08 10:45 ? 211次阅读
                  Maestro VR触觉手套体验:脑电波控制双手

                  “绿洲”的基础建设困境,VR近期的机遇和挑战

                  VR的机遇是体验的不可逆,一旦习惯VR的体验与交互,PC移动端的产品就会被淘汰,因为这种体验是沉浸式...

                  发表于 2018-04-08 09:41 ? 1285次阅读
                  “绿洲”的基础建设困境,VR近期的机遇和挑战

                  Oculus 曝光《头号玩家》里的触感手套类似产...

                  最近游戏圈、科技圈、电影圈都被同一部电影刷屏了,斯皮尔伯格的最新作品《头号玩家》为我们展示了一个名为...

                  发表于 2018-04-08 08:43 ? 236次阅读
                  Oculus 曝光《头号玩家》里的触感手套类似产...

                  8i为欧莱雅打造具有逼真沉浸感的房间

                  2016年11月,欧莱雅旗下的沙龙美发品牌Matrix宣布与虚拟现实技术公司8i达成一项合作,计划共...

                  发表于 2018-04-07 06:35 ? 355次阅读
                  8i为欧莱雅打造具有逼真沉浸感的房间

                  美国将VR和AR内容引入教室_提升学生的教育体验

                  VR和AR产品走向越来越多的消费者,教育部门也开始利用这项新技术来提升学生的教育体验,美国许多学校已...

                  发表于 2018-04-07 06:32 ? 379次阅读
                  美国将VR和AR内容引入教室_提升学生的教育体验

                  Kandao Live将允许Kandao Ob...

                  中国公司Kandao Technology因其虚拟现实技术(VR)和360度相机(如Kandao ...

                  发表于 2018-04-06 11:51 ? 1250次阅读
                   Kandao Live将允许Kandao Ob...

                  苹果最新VR专利曝光,暗示自动VR汽车未来

                  根据苹果公司在2017年提交的一份专利,一些非常有趣的公路旅行可能即将到来。 乍一看,专利只不过是...

                  发表于 2018-04-06 11:40 ? 1098次阅读
                  苹果最新VR专利曝光,暗示自动VR汽车未来

                  Mozilla构建全新浏览器,Firefox R...

                  摘要 : Mozilla一直处于Web虚拟现实的前沿,现在它将与VR和AR一起迈出下一步! 在过去的...

                  发表于 2018-04-06 10:45 ? 1415次阅读
                  Mozilla构建全新浏览器,Firefox R...

                  HTC想证明自己 让VR或AR成为消费者生活中不...

                  HTC Vive 三岁了,它仍然在努力证明 VR/AR 是下一个未来。即使是在HTC手机业务最艰难的...

                  发表于 2018-04-04 17:39 ? 283次阅读
                  HTC想证明自己 让VR或AR成为消费者生活中不...

                  教育部与微软合作推进VR、发力AI 华为麒麟67...

                  双方将在教育行业共同推进的虚拟现实技术教学应用培训项目主要包括构建满足实验室建设需求的软硬件环境,针...

                  发表于 2018-04-04 14:53 ? 838次阅读
                  教育部与微软合作推进VR、发力AI 华为麒麟67...

                  谷歌至今收购的唯一一家的VR游戏公司

                  Owlchemy Labs公司正式被谷歌收购,这也是迄今为止谷歌收购的唯一一家游戏工作室。幸运的是,...

                  发表于 2018-04-04 10:24 ? 186次阅读
                  谷歌至今收购的唯一一家的VR游戏公司

                  浅谈眼球追踪解决VR/AR三大问题

                  眼球追踪主要是研究眼球运动信息的获取、建模和模拟。一是根据眼球和眼球周边的特征变化进行跟踪,二是根据...

                  发表于 2018-04-04 09:37 ? 355次阅读
                  浅谈眼球追踪解决VR/AR三大问题

                  装上Power Up FPV 纸飞机秒变无人机...

                  童年的纸飞机,终于飞回我手里..... 连周董都在《稻香》里怀念的纸飞机,就是我们童年的回忆,那些年...

                  发表于 2018-04-04 09:06 ? 255次阅读
                  装上Power Up FPV  纸飞机秒变无人机...

                  TE与HTC Vive合作款TE VR滑翔机 赋...

                  TE Connectivity副总裁、数据与终端设备事业部亚洲区及欧洲区总经理Jason Mersz...

                  发表于 2018-04-04 08:51 ? 26次阅读
                  TE与HTC Vive合作款TE VR滑翔机 赋...

                  雷诺SYMBIOZ汽车 与家庭共享能源

                  SYMBIOZ汽车本身全部通过智能电网分配电力,和家庭共享能源。 SYMBIOZ系统可以对家庭进行编...

                  发表于 2018-04-04 07:48 ? 210次阅读
                  雷诺SYMBIOZ汽车 与家庭共享能源

                  Leap Motion支持基于手机的VR设备

                  Leap Motion早已经被应用到PC上,但一直未进军VR产业。今天,这家手势追踪公司宣布,Lea...

                  发表于 2018-04-03 14:03 ? 270次阅读
                  Leap Motion支持基于手机的VR设备

                  VR最大的优点竟然是这个?

                  VR的风口来了又走,而VR技术的支持者却始终在探索VR在各个领域的应用。最近,有业内专家表示,VR给...

                  发表于 2018-04-03 11:07 ? 339次阅读
                  VR最大的优点竟然是这个?

                  Worldpay: 92%的消费者希望看到更多使...

                  未来足不出户,戴上一副VR眼镜就可以真实的逛国内外的商场、购物街、超市等,实现浏览、体验、下单支付等...

                  发表于 2018-04-03 11:01 ? 308次阅读
                  Worldpay: 92%的消费者希望看到更多使...

                  VR一定会成为世界的主流 你相信吗?

                  据调查,自2015年开始,VR(虚拟现实)技术在传媒行业中的应用呈现井喷式增长,各大国际主流媒体纷纷...

                  发表于 2018-04-03 10:33 ? 312次阅读
                  VR一定会成为世界的主流 你相信吗?

                  VR技术运用到澳大利亚纽卡斯尔大学举行的接生考试...

                  日前,医学院产科学生参加了澳大利亚纽卡斯尔大学举行的接生考试,而且是在虚拟现实中进行。 据获悉,澳大...

                  发表于 2018-04-03 10:17 ? 179次阅读
                  VR技术运用到澳大利亚纽卡斯尔大学举行的接生考试...

                  Decentraland是否真的有如此大的潜力?...

                  相比于仅仅盯着电脑桌面上模型或者一个方格,VR化的Decentraland在形式上的确要更具吸引力,...

                  发表于 2018-04-03 10:14 ? 429次阅读
                  Decentraland是否真的有如此大的潜力?...

                  VR遭遇寒流?都是投机者导致的

                  最新数据显示,今年一季度AR/VR全球投资暴跌八成,去年被推向热潮的VR遭遇了寒流。商超则成了VR反...

                  发表于 2018-04-03 09:54 ? 373次阅读
                  VR遭遇寒流?都是投机者导致的

                  VR技术发展并未受阻 未来还有很长的一段路要走

                  随着虚拟现实技术, VR虚拟现实也越来越火了。当你戴上VR头盔,扣动扳机,你就可以在空间中旋转、跳跃...

                  发表于 2018-04-03 09:52 ? 262次阅读
                  VR技术发展并未受阻 未来还有很长的一段路要走

                  大疆发布头戴式无人机控制器:用眼神操控无人机

                  昨日,DJI大疆创新发布首款头戴式的飞行眼镜DJI Goggles,是一款结合VR与控制器的头戴式设...

                  发表于 2018-04-03 09:51 ? 517次阅读
                  大疆发布头戴式无人机控制器:用眼神操控无人机

                  VR眼镜新发展方向 进行技术创新

                  随着行业最红的明星 Magic Leap 去年承认造假,VR 领域的热闹似乎是消停了一阵。科技公司对...

                  发表于 2018-04-03 09:45 ? 517次阅读
                  VR眼镜新发展方向 进行技术创新

                  VR对人眼造成的危害有可能致盲

                  说到眼睛的伤害,我们首先想到的是手机和电视。但是近日,一名业内人士谈到VR时,称VR对人眼的伤害更大...

                  发表于 2018-04-03 09:36 ? 242次阅读
                  VR对人眼造成的危害有可能致盲

                  Pico发布VR一体机Goblin:搭配3DOF...

                  昨天,国内虚拟现实厂商小鸟看看(Pico)在北京Pico办公室世宁大厦举办了Pico开放日活动,并发...

                  发表于 2018-04-03 09:23 ? 399次阅读
                  Pico发布VR一体机Goblin:搭配3DOF...

                  北京大学汪国平教授表示:将VR技术应用于航空,医...

                  科技创新协同发展,京津冀虚拟现实协同创新研究院揭牌仪式在廊坊召开,并以VR教育研究会为主题进行了首次...

                  发表于 2018-04-03 09:19 ? 209次阅读
                  北京大学汪国平教授表示:将VR技术应用于航空,医...

                  将VR技术引进教育行业会擦出什么火花?

                  VR技术作为目前最火爆、最具前景的新兴技术之一,应用领域也越来越广泛。日前,新开普从实践教学需求出发...

                  发表于 2018-04-03 09:16 ? 177次阅读
                  将VR技术引进教育行业会擦出什么火花?

                  VR技术运用到医疗中 该技术获得3300万美元...

                  Samuel Aparicio博士是一位研究乳腺癌的专家。他之前从未想过,有生之年竟然需要向游戏行业...

                  发表于 2018-04-03 08:57 ? 167次阅读
                  VR技术运用到医疗中  该技术获得3300万美元...

                  用声音识别面部表情,这支队伍做到了

                  随着VR产业的开枝散叶和走向成熟,VR与众多其他技术的结合也展现出了极大的应用潜力。比如在刚刚结束的...

                  发表于 2018-04-02 17:33 ? 337次阅读
                  用声音识别面部表情,这支队伍做到了

                  虚拟现实大热融资新品不断 未来几年vr头显销量增...

                  AR一体机头显在AR市场的份额为19.1%,VR一体机头显的份额为29.8%。

                  发表于 2018-04-02 17:25 ? 531次阅读
                  虚拟现实大热融资新品不断 未来几年vr头显销量增...

                  未来5年VR/AR发展中一体机将占主导

                  AR一体机头显在AR市场的份额为19.1%,VR一体机头显的份额为29.8%。

                  发表于 2018-04-02 17:23 ? 88次阅读
                  未来5年VR/AR发展中一体机将占主导
                  欧美美女的白虎