VR的主要核心技術有哪些？

實時三維計算機圖形

相比較而言，利用計算機模型產生圖形圖像並不是太難的事情。如果有足夠準確的模型，又有足夠的時間，我們就可以生成不同光照條件下各種物體的精確圖像，但是這裡的關鍵是實時。例如在飛行模擬系統中，圖像的刷新相當重要，同時對圖像質量的要求也很高，再加上非常複雜的虛擬環境，問題就變得相當困難。

虛擬場景顯示技術

人看周圍的世界時，由於兩隻眼睛的位置不同，得到的圖像略有不同，這些圖像在腦子裡融合起來，就形成了一個關於周圍世界的整體景象，這個景象中包括了距離遠近的信息。當然，距離信息也可以通過其他方法獲得，例如眼睛焦距的遠近、物體大小的比較等。

在VR系統中，雙目立體視覺起了很大作用。用戶的兩隻眼睛看到的不同圖像是分別產生的，顯示在不同的顯示器上。有的系統採用單個顯示器，但用戶帶上特殊的眼鏡后，一隻眼睛只能看到奇數幀圖像，另一隻眼睛只能看到偶數幀圖像，奇、偶幀之間的不同也就是視差就產生了立體感。

用戶(頭、眼)的跟蹤：在人造環境中，每個物體相對於系統的坐標系都有一個位置與姿態，而用戶也是如此。用戶看到的景象是由用戶的位置和頭(眼)的方向來確定的。

頭部追蹤技術

在傳統的計算機圖形技術中，視場的改變是通過滑鼠或鍵盤來實現的，用戶的視覺系統和運動感知系統是分離的，而利用頭部跟蹤來改變圖像的視角，用戶的視覺系統和運動感知系統之間就可以聯繫起來，感覺更逼真。

另一個優點是，用戶不僅可以通過雙目立體視覺去認識環境，而且可以通過頭部的運動去觀察環境，這樣當我們在現實世界中移動，虛擬現實世界中的我們也就能同樣地移動。

當我們向左看，頭部追蹤技術能夠識別這一動作，這時硬體就會即時渲染出左邊的場景，這樣，我們往左看就能看到左邊的場景，往右看則能看到右邊的場景，而不會發生場景跟著我們移動的意外。

眼球追蹤技術

其實，即使是手機VR盒子，都具備上述的幾個關鍵硬體技術（手機通過陀螺儀模擬頭部追蹤），但眼球追蹤，在VR領域中還算是比較稀有的玩意。

眼球跟蹤技術是通過追蹤我們的瞳孔實現的，演算法能夠根據我們注視的景物來變換景深，從而帶來更出色的沉浸體驗。

比如，伸出一隻手指舉在眼前，當我們注視著它時，手指前方的景物便會變得模糊，而當我們注視背景，手指又會變得模糊，這正是景深不同帶來的變化。眼球追蹤技術能夠知道我們在看哪裡，從而模擬景深的變化，讓體驗更加出色。

提起VR領域最重要的技術，眼球追蹤技術絕對值得被從業者們密切關注。Oculus創始人帕爾默•拉奇就曾稱其為「VR的心臟」，因為它對於人眼位置的檢測，能夠為當前所處視角提供最佳的3D效果，使VR頭顯呈現出的圖像更自然，延遲更小，這都能大大增加可玩性。

同時，由於眼球追蹤技術可以獲知人眼的真實注視點，從而得到虛擬物體上視點位置的景深。所以，眼球追蹤技術被大部分VR從業者認為將成為解決虛擬現實頭盔眩暈病問題的一個重要技術突破。

聲音技術

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度的差別來確定聲音的方向，因為聲音到達兩隻耳朵的時間或距離有所不同。

常見的立體聲效果就是靠左右耳聽到在不同位置錄製的不同聲音來實現的，所以會有一種方向感。現實生活里，當頭部轉動時，聽到的聲音的方向就會改變。但目前在VR系統中，聲音的方向與用戶頭部的運動無關。

感覺反饋技術

在一個VR系統中，用戶可以看到一個虛擬的杯子。你可以設法去抓住它，但是你的手沒有真正接觸杯子的感覺，並有可能穿過虛擬杯子的「表面」，而這在現實生活中是不可能的。解決這一問題的常用裝置是在手套內層安裝一些可以振動的觸點來模擬觸覺。

語音技術

在VR系統中，語音的輸入輸出也很重要。這就要求虛擬環境能聽懂人的語言，並能與人實時交互。而讓計算機識別人的語音是相當困難的，因為語音信號和自然語言信號有其「多邊性」和複雜性。

使用手勢跟蹤作為交互可以分為兩種方式：第一種是使用光學跟蹤，第二種是將感測器戴在手上的數據手套。

光學跟蹤的優勢在於使用門檻低，場景靈活，用戶不需要在手上穿脫設備，未來在一體化移動VR頭顯上直接集成光學手部跟蹤用作移動場景的交互方式是一件很可行的事情。但是其缺點在於視場受局限，以及使用手勢跟蹤會比較累而且不直觀，沒有反饋。這需要良好的交互設計才能彌補。

數據手套，一般在手套上集成了慣性感測器來跟蹤用戶的手指乃至整個手臂的運動。它的優勢在於沒有視場限制，而且完全可以在設備上集成反饋機制（比如震動，按鈕和觸摸）。

它的缺陷在於使用門檻較高：用戶需要穿脫設備，而且作為一個外設其使用場景還是受局限：就好比說在很多移動場景中不太可能使用滑鼠。

不過這些問題都沒有技術上的絕對門檻，完全可以想象類似於指環這樣的高度集成和簡化的數據手套在未來的VR產業中出現，用戶可以隨身攜帶隨時使用。