VR究竟是如何工作？今天我們就來研究一下

也許這一兩年你聽了很多關於VR的傳說，比如當你帶上VR設備時，你就能夠置身Bigbang演唱會現場，你就能夠「親臨」歐冠，是不是聽起來很厲害的樣子。

對於這是如何實現的相信大家都不太了解，那麼今天我們就來研究一下VR究竟是怎樣工作的。

我們將從最基礎的部分說起，和大家聊聊，VR究竟是如何工作。

Oculus、索尼、HTC、三星和谷歌的VR設備通常需要三個部分：1台PC/遊戲機/手機（用於運行應用或遊戲）、一個VR頭盔（自身帶屏幕或使用手機屏幕充當屏幕）、一個交互工具（有可能是手柄、手套、語音）。

真正的沉浸感是指，我們體驗VR遊戲或者其他VR內容的時候，它給我們的感覺非常真實，能夠讓我們忘記VR頭盔以及手柄這些配件。真正的沉浸感怎麼實現？

像Oculus Rift和PS VR等這些VR設備，也叫做HMD頭戴顯示器。即使在這個時候，沒有音頻，沒有追蹤設備，將一部智能手機放到像Google Cardboard中，戴上它，你也能夠感受到半沉浸的感覺。

硬體的目標是再現現實，沒有任何邊界阻隔的3D虛擬環境，你不會再被電腦屏幕或者電視機屏幕阻隔在外。無論你看哪個方向，你都能夠看到接近現實的環境。

像HTC Vive和Oculus Rift等這些VR設備，視頻是從PC或者遊戲主機發送到頭盔上。而像三星Gear VR和谷歌即將到來的Daydream VR，它們所需要的內容則全都在智能手機上。這時候的智能手機同時承擔了PC和VR屏幕的功能。

VR頭盔有的時候會用一塊屏幕，有的時候會使用兩塊LCD屏幕。用戶的眼睛和像素之間通常有鏡片隔離，這就是為什麼VR設備也被稱為護目鏡。在某些情況下，眼鏡可以進行調節，以匹配不同用戶使用。這些鏡片會聚焦或者重塑每隻眼睛看到的圖片，並通過調整兩張2D圖片來創建一個立體3D圖像。

另一個增強沉浸感的辦法是，增加視野，也就是說，你戴上眼鏡后能夠看到的畫面尺寸。一個360度屏幕價格可能太貴，而且沒有必要。當前大部分VR設備提供的是100度或者110度視野。

說到視野，順便說一下刷新率，要減少運動症和避免掉幀，那屏幕刷新率至少達到60fps。Oculus Rift為90fps，索尼PS VR目前刷新率最高，達到120fps。

頭部追蹤

頭部追蹤是指，當你佩戴VR設備時，無論你是抬頭、低頭、向左、向右看，畫面都會非常自然的跟隨你的頭部發生轉移。

與一個系統叫做6DoF（6度自由？）將你的頭部標繪在XYZ軸上，然後追蹤你的所有頭部運動，包括前伸、后縮、左右轉動、抬頭、低頭等全部動作。

一般情況下，頭部追蹤系統需要用到以下幾個零部件：陀螺儀、加速計以及磁強計。索尼PS VR的周邊設置了9個LED追蹤器來進行360度位置追蹤。

頭部追蹤對低延遲要求非常高，最好在50ms以下，延遲低意味著我們轉頭的時候，畫面切換迅速，不需要我們等待。Oculus Rift的延遲為30m，令人印象深刻。如果延遲長的話，也會影響到運動追蹤設備的輸入。

最後，耳機也能夠增加沉浸感。3D音頻能夠讓人感覺到聲音傳來的方向，究竟是從左邊還是右邊傳來，或者從頭頂上傳來。

運動追蹤

許多科技公司目前正在研發運動追蹤技術，我們在玩VR的時候，第一件事是想在虛擬世界里找到自己的手。就像我們使用電腦，首先會想找到滑鼠游標。

我們曾經見過一些Leap Motion配件，它主要是使用紅外感測器來追蹤手部運動。我們也曾經使用Kinect 2攝像頭來追蹤我們搖擺的身體。現在，索尼、HTC以及Oculus給我們帶來了新的輸入交互方式。

Oculus提供了Oculus Touch無線手柄，HTC提供了HTC Vive手柄，通過這些手柄，你變能夠與VR世界交互，比如玩射擊遊戲，你可以按下手柄上的按鍵即可發射子彈。

對了，順便提一下，HTC Vive還有一個房間追蹤系統，原理也很簡單：在房間的對角線上安裝好兩個小小的黑盒子 Lighthouse ，當你戴著頭顯轉動時，Lighthouse 發射出來的激光與頭顯以及手柄上無數個感測器相接收，經過高精度的計算后，準確的探測你的位置和動作變化。

眼部追蹤

眼部追蹤是一項目前大多數VR設備還無法達到的技術水平，除了 FOVE VR之外。FOVE VR配備有一個紅外感測器追蹤你的眼睛，感知你眼睛正在看的方向，正在聚焦的對象。這會更大程度的增加你的沉浸感和臨場感。

如果在VR頭戴設備中虛擬世界，一切都很清晰，這不符合我們在現實中看物體的情況。在現實中，如果我們聚焦某一個物體對象，那麼背景就會虛化、模糊。如果以後實現了眼部追蹤，那就意味著我們在VR中看畫面將更加接近真實世界。

通過上面對VR原理的介紹，是不是我們一下就恍然大悟。其實高大上的VR也不是傳說中那樣神奇。