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2.2 主流的VR硬件设备
本节我们将针对目前世界上主流的VR硬件设备进行介绍,讲解这些VR硬件设备的基本构成、特色技术及发展情况。
2.2.1 Oculus Rift
自从Oculus发售第一款产品——Oculus Rift CV1以来,一路上经历高低起落的不仅仅是 Rift 头显这款产品本身,Oculus 公司也掀起了一场新的变革,随之而来的是一种身临其境式的全新娱乐方式。
Oculus 创始人 Palmer Luckey 是一名年轻的创业者,在他将 VR 头显原型展示给Brendan Iribe和John Carmack两位游戏行业的资深人士后不久,Oculus就在Kickstarter上发起了众筹,并在2012年推出了首款设备——Oculus Rift DK1(见图2-10)。当时推出的机型更偏向于概念机而非实体机,这一设计牢牢抓住了科技界人士的眼球,为其后来推出实体机打下了良好的基础。最初在kickstarter网站上展示出的机型对Rift良好的后期发展来说功不可没,但缺乏了耳机设计,从外形上看起来十分笨重,因此并未能投入实际生产。
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图2-10 Oculus Rift DK1 VR头盔
DK1号称Oculus Rift首款“实体机”,也是粉丝们和感兴趣人士能拿到手的第一款Rift设备。虽然DK1的外形也略显笨重,LCD屏在当时市面上也算不上酷炫,但它还是实现了公司的初衷,也吸引了设计师们参与到Rift的游戏制作中。
2013年夏,Oculus团队开始为Rift 研发新机型HD Prototype(见图2-11),此次研发的重点在于改善高清画面,整体机型外观也会有所改变。在研发过程中,制作团队发现硬件的升级改善速度很快,很快就可以推出更优质的产品。这样一来,特意推出HD Prototype显得很没必要,所以这款机型也成为极少数改进后也没能进入市场的Rift产品。
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图2-11 HD Prototype开发机
在HD Prototype研发出8个月后,Crystal Cove也于2014年在国际消费电子展上与大家见面(见图2-12)。Crystal Cove配有头戴摄像头,能带来更佳的体验。显示屏也从此前的LCD屏升级为OLED屏,不仅外观更加好看,还保证了更优质的画质。这款机型配有运动跟踪体系,能够减轻许多VR用户的晕动症。Crystal Cove体现出的许多理念也有望能整合到新款Rift产品中。
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图2-12 Crystal Cove开发版
在经历了几款产品的研发后,Oculus 推出了第二款用于销售的开发版 VR 硬件设备——Oculus Rift DK2(见图2-13)。DK2于2014年7月开始发售,其与Crystal Cove很相像,且比DK1更高级。它的显示屏更优质,刷新频率快,外形也更美观。相较于DK1,DK2的操作方式也要简捷许多。
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图2-13 Oculus Rift DK2 VR头盔
2016年3月,Oculus公司终于推出了真正意义上的消费级VR硬件设备——Oculus Rift CV1,这款VR硬件设备由Crescent Bay研发版改进而来。Oculus Rift CV1配备两块分辨率为1080px×1200px的OLED显示屏,安装定制菲涅耳透镜。头盔的设计符合人体工程学,重量很轻,拥有独特的绑带,内置耳机。它还安装了独立USB红外摄像头,捆绑无线Xbox One控制器和一个小遥控(见图2-14)。
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图2-14 Oculus Rift CV1正式版VR设备
两块分辨率为1080px×1200px的OLED显示屏色彩相当艳丽,刷新频率高达90Hz,这得益于Oculus在消费者版(CV1)中加入了异步时间扭曲技术(Asynchronous Timewarp,ATW)。简单来说,这项技术是通过插中间帧的方式来减少画面的抖动,有效提高刷新频率。其实在手机端的Gear VR中,Oculus就已经使用了ATW技术,而运用在需要一定程度空间定位的PC端头盔CV1上,则需要更强大的技术支持。
Oculus Rift CV1定位器使用的是红外摄像头,定位相当准确,在可追踪范围内不会出现漂移,超出范围也最多出现人在动、画面不动的轻微不适感,不会出现画面漂移的状况。尽管CV1看上去只是一个黑色的头罩,但是其前方及后脑勺的地方其实都布满了红外灯(IR LED),因此转头也是可以被跟踪的。
作为操控手柄,Oculus Touch并不是随机器附带的,而需要额外付费购买。手柄的控制面板中嵌入了一个小型摇杆和数个圆形按键,握柄方向同样设置了单阶扳机(见图 2-15)。Oculus Touch 内部植入的摄像头感应器成了亮眼之处,它能够通过感知距离模拟出手指的大致动作,这大大增强了控制器的可扩展性。Oculus Touch的缺陷在于定位方案的不完善,虽然红外光学定位和九轴系统的辅助本身还是不错的,也能避免一部分遮挡问题,但系统默认只配备了一个红外摄像头,仅能感应正前方的小块区域,限制了Oculus Touch的使用范围。
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图2-15 Oculus Touch手柄
2.2.2 HTC Vive
在HTC Vive正式发布之前,作为软件开发商的Valve公司和手机大厂之一的HTC,各自都已经在开展VR产品的研发和探索工作。2012年,Valve公司开发了一套由相机和AprilTag组成的简易头戴显示系统(HMD),如图2-16所示。所谓的AprilTag,其实可以理解为尺寸更大但更简化的QR码,它们能用于增强现实(AR)、相机校准或机器人开发。
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图2-16 Valve公司开发的简易头戴显示系统
当时Valve公司面临的最大障碍就是HMD显示的图像比较模糊,在之后的开发过程中,团队意识到低视觉暂留(Low-persistence)的显示器对游戏效果会起到至关重要的作用。而Valve公司当时要实现的是让面板在亮起1毫秒后再熄灭9毫秒,他们希望以此来防止残影的产生。为了证实自己的想法,他们先做出了一款能让佩戴者看到另一个三维空间的“望远镜”,然后基于现成的OLED面板设计出高帧率、低暂留的VR显示器。他们最终设计制作出的VR头盔不仅体积大,而且外观丑陋,而Valve公司真正想要的是那种能让用户在整个房间里自由活动的VR设备,此时此刻的开发团队在困境前一筹莫展。
2013年年初,HTC打算不再只做一家传统的手机公司,面对VR科技的浪潮,其也想加入其中。HTC VR事业部副总裁Daniel O'Brien说:“这是一种新的媒介,它正在起势,我们深知这一点,所以一定要冲在前面。”言下之意就是,HTC公司也要开始做VR原型机了。
负责 HTC VR 产品整体计划的是以 One 系列手机而为人所熟知的设计师 Claude Zellweger(现任HTC设计总监),之前的Re Camera(见图2-17)和Re Grip都是其团队的作品。但毫无疑问,Vive是其至今为止面临的最大挑战,此时的产品团队正式更名为HTC Future Development Lab。实际上,HTC原本想把设备命名为Re Vive,在符合产品线命名规律的同时,也表达了重振公司士气的含义,但随着之后营销的进行,前面的“Re”逐渐被淡化了,最终只留下了简洁的后半部分。
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图2-17 HTC研发的Re Camera
2014年1月,Valve公司宣布与Oculus公司合作推进PC VR,这说明了Valve公司对于VR产品推行的理念和决心。不过,之后Valve公司与Oculus公司并没有顺利往下发展,两者最终分道扬镳。究其原因,多半是双方对于VR产品推行的理念不同。
2014年下半年,Valve公司正式与HTC公司建立合作意向,并且在VR产品研发上具有一致的理念。之后的产品开发是基于2012年的那套系统来做的,但Valve公司已经开始逐渐放弃不太实际的 AprilTag 方案,这时摆在其面前的是点追踪和激光追踪两种全新的备选技术。点追踪是在控制器和VR头盔上布满定位点,然后由固定的相机利用机器视觉来确定这些点的即时位置。而激光追踪则是在头戴设备和控制器上装设感应器,另外还需要一个专门的独立激光发射站。
就精准度来说,激光追踪的效果是最好的,但要达到整个房间都能轻松应用的水准,头戴设备的设计、制作难度就会很高。这是因为发射站会高速轮转向屋内射出激光,同时其内建的LED还会以每秒60次的频率闪烁。而VR头盔上的感应器,则会探测到人眼看不见的光束变化,它会根据激光、LED 被捕捉到的时间间隔来确定佩戴者的位置和朝向。那么,要在整个房间里顺利实施这样的追踪方案,就必须有足够多的感应器来覆盖各个不同的方向。
选定激光追踪作为开发目标后,Valve 制作出了一台原型机,这台设备虽然可以正常工作,但外观粗糙,而且表面布满了外露的电线。接下来,就要靠HTC来把它转化为真正的工业级产品。Zellweger 的团队借助 3D 打印等技术来确定感应器的位置,其间设计更改了多次,原型机也在Valve总部、HTC旧金山办公室和中国台湾总部间不停往返。
在HTC和Valve合作了近6个月以后,他们决定开始将自己的产品进行小范围的发布。2014年10月,一批经过挑选的开发者被邀请到了Valve的华盛顿办公室,专程去体验了一下尚未对外公开的Vive。在得到开发者的反馈和建议之后,Valve和HTC又对产品进行了修改和调整,最终版本的Vive在2015年3月的MWC展会上隆重登场(见图2-18)。而于两周后举行的GDC 2015(2015年美国游戏开发者展会),则成了相关游戏内容方展示各自作品的舞台。一年之后,产品的预售正式启动,消费级版本的VR设备再度于2016年的MWC和GDC展会上亮相。
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图2-18 2015年发布的HTC Vive版本
2018年1月,HTC在CES展会上发布了Vive的升级版——HTC Vive Pro(见图2-19)。HTC Vive Pro着重改善了HTC Vive中广为用户诟病的佩戴方案与分辨率等问题,新头显根据人体工程学重新设计了Vive Pro的头带,增加了内置耳机、双麦克风和双前置摄像头,同时减轻了头盔的重量。除此之外,OLED 的屏幕分辨率也升级到了2880px×1600px,比之前Vive 2160px×1200px的分辨率提高了78%,相应的PPI(每像素密度)也从第一代的448提升到了现在的615。
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图2-19 HTC Vive Pro VR头盔外观
下面我们来了解一下HTC Vive的空间定位技术。HTC的Lighthouse室内定位技术属于激光扫描定位技术,通过墙上的两个激光传感器识别佩戴者佩戴的机身上的位置追踪传感器,从而获得位置和方向信息。具体来说,Lighthouse室内定位技术不需要借助摄像头,而是靠激光和光敏传感器来确定运动物体的位置。两个激光传感器会被安置在对角的位置上,形成一个15英尺×15英尺的长方形区域,这个区域可以根据实际空间大小进行调整。激光束由传感器里面的两排固定LED灯发出,每秒6次。每个激光传感器内都设计有两个扫描模块,分别在水平和垂直方向上轮流对定位空间发射横竖激光,扫描15英尺×15英尺的定位空间。Lighthouse室内定位技术图示如图2-20所示。
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图2-20 Lighthouse室内定位技术图示
HTC Vive头盔和手柄上有超过70个光敏传感器。拆开HTC Vive头显的外壳,你会看到密密麻麻的传感器,总共有32个(见图2-21)。这些都是用来接收Lighthouse基站发出的红外光的,在基站的LED闪光之后就会自动同步所有设备的时间,然后激光开始扫描。此时光敏传感器可以测量出X轴激光和Y 轴激光分别到达传感器的时间,激光传感器会分别以垂直和水平两个模式扫描整个房间,头显和手柄上的传感器接收到这些信号之后完成定位。
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图2-21 HTC Vive头盔上的传感器
为了确保Lighthouse基站能够准确定位,Vive手柄上搭载了24个传感器,电路板上还有7个测试点。换句话说,激光扫掠过传感器是有先后顺序的,因此头显上的几个传感器感知信号的时间存在先后关系,于是各个传感器相对于基站的X轴和Y 轴角度也就已知了。而头显和手柄上安装传感器的位置已经提前标定过,位置都是固定的,这样根据各个传感器的位置差,就可以计算出头显和手柄的位置及运动轨迹。Lighthouse定位流程如图2-22所示。
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图2-22 Lighthouse定位流程
激光定位技术的优势,首先是成本低。相对于昂贵的红外动作捕捉摄像机,利用激光光塔进行动作捕捉的成本就相对低廉很多了。之所以之前高盛对HTC的产品估价高达1000美元左右,是因为他集成了HMD及运动手柄,单算到定位系统的价格可能在400美元左右。
其次,定位精度高。在VR领域,超高的定位精度意味着卓越的沉浸感。激光定位技术的精度可以达到mm级别,也就成就了HTC带来的震撼效果。而且,激光定位技术几乎没有延迟,不怕遮挡,即使手柄放在后背或胯下,也依然能捕捉到。激光定位技术在避免了基于图像处理技术的复杂度高、设备成本高、运算速度慢、较易受自然光影响等劣势的同时,实现了高精度、高反应速度、高稳定性且可在任意大小空间内实现的室内定位。
2.2.3 Sony PlayStation VR
2016年3月,索尼公司正式公布PlayStation VR(简称PS VR),引起极大关注;同年10月,PS VR正式发售。与Oculus Rift和HTC Vive产品不同,PS VR并不是依托于电脑主机运行的,而是需要搭配索尼公司自家生产的PlayStation 4(简称PS4)游戏主机使用。所以,PS VR的定位就是一台彻彻底底的VR游戏设备。除PS4游戏主机外,PS VR的硬件设备还包括VR头盔、PS摄像头、Processor连接盒、Move Motion控制手柄(见图2-23)。
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图2-23 PS VR的硬件设备
PS VR 头盔的外观精致,充满未来风格,流线外观和黑白配色符合大多数人的审美。当设备启动后,配合闪动的LED灯更是酷炫。头显设备佩戴起来十分舒适,绑带都有海绵缓冲,紧密贴合头形。PS VR头盔重达610克,比Oculus Rift重200多克,但舒适度和易用程度却更胜一筹。虽然PS VR头盔重,但其重量并非集中在前半部分,而是通过头显设备上的一些支撑设计将重量分布在两侧和四周。另外,由于设备本体的左侧面吊有线缆,为了平衡重量,在头显设备的右侧又增加了两个配重。可以看出,为了优化用户体验,PS VR在人体工程学设计上下了不少功夫。
另外,PS VR头盔对于戴眼镜用户的友好性也是主流头盔中表现最优秀的,位于头显顶部和底部的两个按钮可以大范围地调整头显内部的空间体积,佩戴之后还可以通过头显后方的旋钮微调松紧,直至找到最舒适的角度,而能否最舒适地佩戴头显对后续实际的体验会有很深的影响。
PS VR头盔也应用了OLED显示屏,但其分辨率只有1920px×1080px,也就是单眼960px×1080px,对比Oculus和HTC的产品,其显示分辨率是最低的。仅从数据来看就已经能够知道,PS VR的画面效果会和Oculus Rift及HTC Vive有一定的差距,实际上这也是这套设备最大的技术局限。在体验中我们会发现,其屏幕的颗粒化程度比Oculus Rift和HTC Vive更明显,在第一方游戏中画面也会显得模糊,尤其是暗部。
PS VR头盔并不是直接与PS4游戏主机进行连接的,而是通过一个Processor连接盒将PS4游戏主机的一路HDMI信号转化为两路HDMI信号,再传输给PS VR头盔使用(见图2-24)。而PS VR的运动反馈又需要Processor连接盒占用一个前置USB口当作输入。Processor连接盒本身又需要电源,而且索尼在Processor连接盒和头盔之间又加了一个小的控制器来控制PS VR开关和提供音频输出。所以,PS VR的连接和组装相对于Oculus和HTC的产品来说要复杂和不便。
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图2-24 PS VR设备的连接示意图
PS VR的定位原理跟Oculus Rift有些相似,都是通过正前方的红外线摄像头来识别和捕捉定位。PS VR头盔和PS Move手柄共有9个感应器捕捉点,很显然,从参数上就可以看出PS VR的位置追踪会相对逊色。索尼之前在官方文件中表示,红外摄像头最多可以追踪至 9.8 英尺(约为 2.98 米)的距离。如果用户移动至该范围以外的区域,则PS VR会发出警告,告知用户已不在游戏区域内,这也成为PS VR的一大缺点。PS VR摄像头的识别范围如图2-25所示。
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图2-25 PS VR摄像头的识别范围
PS VR进行游戏时可以使用PS4自带的DualShock 4游戏手柄,也可以购买专用的PS Move手柄控制器来进行操作。实际上,PS Move是一款早期发售的产品,并非针对PS VR专门研发的,之后只是进行了一些硬件加强和优化。
PS Move的造型更像顶了一个彩色圆球的手电筒,持握手感也非常相似,副操纵棒上甚至加上了传统手柄的十字按键,整体的控件按钮多达十几个,操控起来有些烦琐(见图2-26)。相比其他VR手柄,PS Move的定位技术也比较落后,其可见光定位只能感应控制器的大致位置,完全谈不上精度。又由于抗遮挡性较差,多目标定位也有一定的数量限制。
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图2-26 PS Move手柄控制器
虽然PS VR在硬件设备上相对于Oculus Rift和HTC Vive稍有逊色,但作为一款定位清晰的游戏VR设备,PS VR有着众多专业游戏软件的支持。同时,其价格相对低廉,这使得PS VR在如今的VR硬件设备市场上占有一席之地,与Oculus Rift和HTC Vive并列成为现在消费级VR设备中主流的三大产品。
2.2.4 Samsung Gear VR
Gear VR是韩国三星公司推出的一款头戴式VR设备,2014年12月,第一代三星Gear VR诞生(见图2-27)。三星将这款初代产品命名为“创新者版”,软件和游戏部分很多都是技术演示,而不是消费类的产品。这款设备当时主要面向开发人员,旨在帮助他们掌握内容开发的方法,同时也为消费者版本的Gear VR开发做准备。
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图2-27 Gear VR创新者版1.0
Gear VR当时的定位很有创新性,三星公司并没有效仿市面上其他的主流VR设备,而是将其定位为一款移动端VR设备,也就是必须要配合手机才能使用,其适配机型是当时刚推出的Galaxy Note 4手机。用户必须有一台三星Galaxy Note 4手机,并确保它的系统升级到最新版本,然后用户需要把Gear VR附带的16G Micro SD卡插入手机中。打开Gear VR的黑色外罩,将Galaxy Note 4手机以屏幕朝里的方式固定到Gear VR上。安装完成后,Gear VR会通过手机扬声器发出叮当声,告诉用户安装完毕。之后用户要取下手机,安装相应的软件,包括操作系统Oculus Home和视频播放器Gear VR Video等基本软件,整个过程十分迅速。软件安装完成后,用户要重新安装好手机,盖上外罩,将Gear VR戴在头上,内置的传感器会自动侦测,打开主菜单,就可以开始使用了。由于该设备由三星与Oculus共同开发,所以这款VR设备能够兼容Oculus的软件体系。
2015年3月,三星发布了Gear VR创新者系列的第二个版本——型号SM-R321。这款Gear VR依然是开发者版,仅支持Galaxy S6和Galaxy S6 Edge两款手机。该设备在第一代的基础上做了一些硬件升级处理:添加了一个微型USB端口,为外接设备提供额外的电源;在头盔里加入了一个小风扇,防止镜头起雾。
2015年 11月,三星正式发布第一款消费者版 Gear VR——型号 SM-R322(见图 2-28)。与市面上主流的 VR头盔相比,其为一款价格低廉的移动端 VR头盔。这款Gear VR和Oculus Rift重量相仿,比创新者版2.0还轻19%,FOV(视场角)达96°,可以支持更多三星旗舰机型,包括Galaxy S6、S6 Edge、S6 Edge+、Note 5、S7 和 S7 Edge等。在硬件方面,这款VR产品设计了更符合人体工程学的触摸板,便于操作。为了推广这款产品,三星商店上线了大量的VR游戏和VR电影,友军Oculus也提供了重量级助攻,分享了Oculus Arcade、Oculus Video、Oculus 360 Photos、Oculus Social等内容平台的接口。
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图2-28 Gear VR消费者版——SM-R322
2016年8月,三星发布了第二款消费者版Gear VR——型号SM-R323,同时发布的还有三星Galaxy Note 7手机。这款新的Gear VR大幅度地改变了机身外观,FOV增至101°,缓冲性能提升,触摸板更平滑。为了连接Galaxy Note 7手机,该型号使用USB Type-C端口取代了原来的USB Micro-B端口。与此同时,该型号的Gear VR为用户提供USB Micro-B端口的适配器,使其可以支持Galaxy Note 7之外的旧机型。2016年11月,Galaxy Note 7手机因出现质量问题被大量召回,三星出于安全考虑,改造了这款设备,取消了与Galaxy Note 7手机的兼容。
2017 年4 月,在纽约举行的Unpacked 大会上,三星同时推出了旗舰手机Galaxy S8和第五代Gear VR(第三款消费者版Gear VR)——型号SM-R324,如图2-29所示。这款Gear VR的适配机型包括Galaxy S8、S8+、S7、S7 Edge、Note 5、S6 Edge+、S6、S6 Edge等。与第四代不同的是,这款Gear VR首次配置了官方控制器。该控制器造型与HTC Vive手柄类似,顶部为圆形下凹的触控板,能够识别用户的各种动作;手柄上还有Home键、返回键和音量键,能够为用户提供更丰富的交互方式。
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图2-29 第五代Gear VR——SM-R324
2017年8月,三星在Unpacked大会上宣布推出Galaxy Note 8手机和第六代Gear VR。用VR眼镜为旗舰手机“保驾护航”已经成为三星的传统,伴随Galaxy Note 8登场的第六代Gear VR与Oculus进行了更为深度的合作,但这款新型的Gear VR并没有给用户带来太大的惊喜。上一代Gear VR虽然在外观设计上没有太大变化,但是却通过手柄帮三星用户获得了更好的产品体验。而第六代Gear VR并没有进行任何改变,甚至连颜色、重量都完全沿用上一代的产品设计,所以市场反响并不是很好。
在三星Gear VR出现之前,市面上主流的VR设备都尽可能地在追求VR的沉浸感和全身体验性,三星Gear VR从一开始就选择了移动端VR的定位,在便携性、易用性和高性价比上做出了具有创新性的尝试。三星Gear VR对比其他VR设备,相当于将主机、VR头盔、定位器等都集合在了一起,Gear VR中内置的手机就相当于主机、显示屏和定位器,而Gear VR的头盔仅仅只相当于一个拥有透镜和调节模块的头戴装置(见图2-30)。
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图2-30 三星Gear VR设备拆解图
三星 Gear VR 的优势是能够让自己的手机用户以低廉的价格享受到 VR 设备的体验,而且使用简单方便,不需要复杂的安装和其他外接设备,可以随时随地地进行VR体验。但是三星公司过度地将Gear VR与自己品牌的手机进行捆绑,这对于其他品牌的手机用户来说,要想体验Gear VR必须先购买三星手机,这样捆绑销售的价格远远高于其他主流VR设备。
在后面几代新型Gear VR的设计上,其设备仅支持最新的手机型号,这让自家手机用户也陷入捆绑销售的套路中,想体验新型的Gear VR就必须购买最新型号的手机,这种方式不仅不会带动手机的销售,还会让设备自身变得无人问津。
2.2.5 Google Daydream
2016年,在谷歌I/O全球开发者大会上,谷歌公司VR方面的负责人克雷·巴沃尔(Clay Bavor)发布了一个名为“Daydream”的VR平台及相关的应用方案。Daydream VR平台包含Daydream-Ready手机和其操作系统、配合手机使用的VR头盔、控制器及支持Daydream VR平台生态的应用。
Daydream VR平台与三星Gear VR一样,是依靠移动操作系统,特别是Android系统建立起来的,开放性是它的另一个特点,规格都是第三方能使用的。所以,Daydream VR平台实际上制定了一套VR系统标准,这套标准的目的在于定制“什么样的 Android硬件支持Daydream VR平台”。谷歌公司对硬件提出具体的标准及系统层面的优化,这给手机生产商和芯片制造商提供了一个参考标准。
2016年11月,谷歌发布了Daydream-Ready手机软硬件的具体要求。参数如下:
(1)必须满足至少物理双核芯片。
(2)必须支持持续性能模式。
(3)必须支持Vulkan Hardware Level 0,应该支持Vulkan Hardware Level 1。
(4)必须支持H.264 解码,最低水平为3840×2160/30fps-40Mbps。
(5)必须支持HEVC和VP9,必须满足最低解码1920×1080/30fps-10Mbps,应该满足解码3840×2160/30fps-20Mbps(等同于4个1920×1080/30fps-5Mbps)。
(6)必须满足Android.hardware.hifi_sensors对陀螺仪、加速度计和磁力计的要求。
(7)必须满足嵌入屏,分辨率必须满足最低全高清(1080P),建议分辨率为4倍高清(1440P)或更高。
(8)必须满足手机屏幕尺寸为4.7~6寸。
(9)必须满足在VR模式下刷新频率至少为60 Hz。
(10)灰—灰、白—黑和黑—白显示切换延时必须不高于3毫秒。
(11)显示屏余晖时间必须不高于5毫秒。
(12)必须支持蓝牙4.2和BLE数据长度扩展。
早在 2014 年 6 月,谷歌公司就推出了一款简易的 VR 头盔装置——Cardboard。Cardboard 最初是由谷歌法国巴黎部门的两位工程师利用谷歌“20%时间”的规定,花费6个月做出的成果,他们希望将智能手机变成一个VR的原型设备,让VR初步进入人们的生活。Cardboard纸盒内包括纸板、双凸透镜、磁石、魔力贴、橡皮筋NFC贴等部件,按照官方说明几分钟就可以将头盔组装成功,当然在外形上还是比较简陋的(见图2-31)。
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图2-31 谷歌Cardboard VR设备
相比 Cardboard 来说,Daydream 硬件设备的外观提升了不少,它使用了更柔软的纤维材质和橡胶材质,重量不足200克,佩戴感更良好,相比三星的Gear VR要轻30%,并且对眼睛近视的用户也更友好,不需要再摘掉眼镜了。Daydream的头盔拥有90°视场角,头显前盖可以伸缩以适应不同尺寸的手机(见图2-32)。
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图2-32 Daydream硬件设备
Daydream 配备的无线控制器内置了陀螺仪,可以检测到方向、行动及加速度,类似于Gear VR和Cardboard的位置追踪功能。控制器手柄的按键设计十分简洁,仅仅由Home键、App选择键和触屏三部分组成,使用户在不看按键的状态下仍然可以对手柄进行操作,同时用户能像使用激光笔一样点选 VR 菜单栏。这种无线控制器通过 USB充电,充满电后一次性可以使用12个小时。而三星的Gear VR主要通过头显右侧的触摸板进行交互,尽管其给予用户的体验并不差,但没有体感交互很难创造出更为沉浸的VR体验。
Daydream Home是Google Daydream VR的主界面,其中包含欢迎界面,可以使用户随时读取,从而获得最基本的使用说明。Daydream用户可以将各种VR的应用软件下载到Daydream Home中,以便随时进行系统安装及调取。主界面并不简单是应用程序的堆积,它的外观设计也相当精美,用户从平台上选择读取应用程序时,就像置身于一个真实的3D世界中。此外,用户通过使用安卓Deep Links可以直接在主界面中升级自己的应用程序,而无须重新下载升级版本的应用程序。安装在 Daydream 中的 Play Store链接了所有的应用程序,并且连接所有用户,统一网上的购买机制。
Daydream Home 的另一个优势是可以将 VR 应用程序的下载与安装和 VR 一体机的使用完全分离,比如当你在朋友家看到一款全新的VR游戏软件,而一体机却不在身边时,你完全可以将VR游戏软件先行下载到Daydream Really,然后回到家中再与一体机相连接进行体验。
同样作为移动平台的VR设备,三星的Gear VR和谷歌的Daydream各自选择了自己的模式和道路。三星一直将VR设备和自己的手机设备进行捆绑,而谷歌则将VR作为一个开放的平台,吸纳更多品牌的手机设备;在价格方面,Daydream也比Gear VR更有优势。我们相信,只要Daydream在VR产品的内容方面深入下去,一定会有更好的发展。
2.2.6 iGlass
2012年10月,科技媒体Gizmodo曝光了一张苹果公司“浸入式”智能眼镜iGlass的概念图。图片显示,一位女士佩戴着一款大尺寸的眼镜,镜片上显示的是导航地图(见图 2-33)。这样的概念产品并非空穴来风,早在 2006 年苹果公司就曾申请过类似的佩戴式计算设备专利。
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图2-33 苹果公司iGlass概念图
iGlass通过使用两个液晶显示屏把图像直接投射到佩戴者的眼中,扩大了佩戴者的视野,提升了影像的像素数量和清晰度。大面积的立体图像会在极大程度上填满佩戴者的视野,让佩戴者有一种“浸入式”的感觉,而且还不会产生眩晕。图2-34所示为iGlass的专利设计图,图像呈现在一个头戴式显示器中,该设备能够同时处理并显示数据,就像一台微型计算机一样。
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图2-34 iGlass的专利设计图
到目前为止 iGlass 都没有正式发布,有效的信息依然是网上流传的概念和专利图片,尽管如此,我们仍然可以把iGlass看作未来VR设备发展的一个方向。当然,苹果公司的尝试也可能会失败,最终只打造出如同谷歌眼镜一样的产品,充当一个移动显示器。但不管怎样,科技的发展就是靠这些看似不可能实现的创意来驱动的,最终VR设备究竟会进化成怎样,让我们拭目以待。