虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality撼唾,簡稱VR)廉邑,是一種通過計(jì)算機(jī)生成的三維環(huán)境,讓用戶能夠通過特殊設(shè)備與這些環(huán)境進(jìn)行互動(dòng)的技術(shù)倒谷。
VR技術(shù)是在模擬真實(shí)世界或創(chuàng)造虛構(gòu)的環(huán)境鬓催,通過多種感官刺激(如視覺、聽覺恨锚、觸覺)使用戶感受到身臨其境的體驗(yàn)。用戶通常通過頭戴顯示器(HMD)或其他設(shè)備與虛擬環(huán)境互動(dòng)倍靡。
VR技術(shù)核心組件
硬件設(shè)備
頭戴顯示器 (HMD):Oculus Rift猴伶、PlayStation VR、VisionPro塌西、HTC Vive等等他挎,提供視覺和聽覺體驗(yàn)。
控制器:用于與虛擬環(huán)境交互捡需,形式多樣办桨,包括手柄、手套等站辉。
傳感器和攝像頭:用于追蹤用戶的運(yùn)動(dòng)和位置呢撞,確保動(dòng)作的實(shí)時(shí)反饋。
軟件系統(tǒng)
VR引擎:如Unity饰剥、Unreal Engine殊霞,用于創(chuàng)建和運(yùn)行VR內(nèi)容。
應(yīng)用程序和內(nèi)容:涵蓋游戲汰蓉、教育绷蹲、模擬訓(xùn)練等多個(gè)領(lǐng)域。
VR技術(shù)前世今生
1956年:Sensorama
1956 年,攝影師Morton Heilig發(fā)明了Sensorama祝钢,一款集成體感裝置的3D互動(dòng)終端比规,它集成3D顯示器、立體聲音箱拦英、氣味發(fā)生器以及振動(dòng)座椅蜒什,用戶坐在上面能夠體驗(yàn) 到6部炫酷的短片,體驗(yàn)非常新潮龄章。
當(dāng)然吃谣,它看上去碩大無比,像是一臺醫(yī)療設(shè)備做裙,無法成為主流的娛樂設(shè)施岗憋。
1961年:Headsight
1961年,Headsight問世锚贱,是世界上第一款頭戴顯示器仔戈。它有飛歌公司研發(fā),融合CCTV監(jiān)視系統(tǒng)及頭部追蹤功能拧廊,但本質(zhì)上监徘,它的主要目的是用于隱秘信息查看,而非娛樂設(shè)備吧碾。
1966年:GAF Viewmaster
GAF Viewmaster是最早的3D頭戴設(shè)備之一凰盔,通過內(nèi)置兩顆鏡片來觀賞幻燈片,具有一定的3D效果倦春,但更像是兒童玩具户敬,而非專業(yè)的影音設(shè)備。其后續(xù)版本還加入了音頻功能睁本,實(shí)現(xiàn)簡單的多媒體功能尿庐。
1968年:Sword of Damocles
1968年問世的Sword of Damocles(達(dá)摩克利斯之劍),是麻省理工學(xué)院實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的頭戴顯示器呢堰,其設(shè)計(jì)非常復(fù)雜抄瑟,組件也非常沉重,所以需要一個(gè)機(jī)械臂吊住頭戴來使用枉疼。
1980年:Eye Tap
這款Eye Tap看上去與微軟的HoloLens非常相似皮假,嚴(yán)格意義上它也的確是一款增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備,可以連接計(jì)算機(jī)攝像頭骂维,將數(shù)據(jù)疊加顯示在眼前钞翔。
當(dāng)然,今天人們對虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)已經(jīng)有了更明確的定義席舍,但Eye Tap對于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展還是具有一定意義的布轿。
1984年:RB2
RB2可以說是第一款商業(yè)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備,其設(shè)計(jì)與目前主流產(chǎn)品已經(jīng)非常相似,并且配有體感追蹤手套汰扭,可實(shí)現(xiàn)操作稠肘。然而,其經(jīng)過高達(dá)50000美元起萝毛,在1984年無疑是天價(jià)项阴。
1985年:NASA頭戴顯示器
1985年,NASA(美國航空航管理局)研發(fā)出真正的LCD光學(xué)頭戴顯示器笆包,其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)被目前的虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴廣泛采用环揽,只不過將LCD換為更低功耗、顯示效果更好的OLED庵佣。另外歉胶,它還具有頭部、手部追蹤系統(tǒng)巴粪,可實(shí)現(xiàn)更加沉浸式的體驗(yàn)通今,被用于模擬太空作業(yè)等方面。
1993年:世嘉VR
著名游戲廠商世嘉曾計(jì)劃在1993年發(fā)布基于其MD游戲機(jī)的虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴顯示器肛根,設(shè)備看上去非常前衛(wèi)辫塌。遺憾的是,在早期非公開試玩測試中派哲,測試者反應(yīng)平淡臼氨,最終世嘉以“體驗(yàn)過于真實(shí)、擔(dān)心玩家會受到傷害”為理由芭届,取消了該項(xiàng)目一也。
1995年:任天堂Virtual Boy
1995 年,任天堂發(fā)布32位游戲機(jī)Virtual Boy喉脖,這是一款非常另類的游戲機(jī),其主機(jī)是一個(gè)頭戴顯示器抑月,但只能顯示紅黑兩色树叽。
另外,礙于當(dāng)時(shí)技術(shù)限制谦絮,游戲內(nèi)容基本上都是2D效果题诵,再加上較低的分 辨率和刷新率,極易使用戶產(chǎn)生眩暈和不適感层皱。最終性锭,任天堂的虛擬現(xiàn)實(shí)游戲計(jì)劃在短短不到一年時(shí)間便宣告失敗。
1995年:CAVE
1995年叫胖,伊利諾伊大學(xué)的學(xué)生們研發(fā)出“CAVE”虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)草冈,通過創(chuàng)建一個(gè)三壁式投影空間、配合立體液晶快門眼鏡,來實(shí)現(xiàn)沉浸式體驗(yàn)怎棱,對于現(xiàn)代虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)起到了極大地的推動(dòng)作用哩俭。
2009年:Oculus Rift
毫無疑問,Oculus Rift復(fù)興了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)拳恋,把它重新帶回大眾視野中凡资。2009年,其創(chuàng)始人在Kickstarter上發(fā)起眾籌活動(dòng)谬运,在很短時(shí)間內(nèi)便獲得超過10000 個(gè)支持者隙赁,備受關(guān)注。此后梆暖,第三方資金不斷涌入伞访,讓Oculus Rift得以高速發(fā)展。
2014年式廷,社交巨頭Facebook宣布以20億美元收購Oculus咐扭,Oculus Rift也在經(jīng)過了數(shù)個(gè)DK版本之后,正式于今年1月開放消費(fèi)者版預(yù)購滑废、3月在全球20多個(gè)國家及地區(qū)出貨蝗肪。至此,虛擬現(xiàn)實(shí)真正步入了消費(fèi)電子市場蠕趁。
從科幻到現(xiàn)實(shí)薛闪,從1957到現(xiàn)在,VR設(shè)備的發(fā)展被許多人形容為是“將夢變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)”的過程俺陋。
VR技術(shù)的基本原理
VR技術(shù)依賴于高質(zhì)量的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和音頻技術(shù)豁延,以創(chuàng)建和呈現(xiàn)真實(shí)的三維虛擬環(huán)境。音頻腊状、視頻诱咏、圖像和圖形等多媒體元素需要豐富的技術(shù)支持進(jìn)行渲染和存儲,以確保用戶獲得類似于真實(shí)世界的視覺和聽覺體驗(yàn)缴挖。
為增強(qiáng)真實(shí)感袋狞,VR技術(shù)需要實(shí)時(shí)監(jiān)測和跟蹤用戶的手指、頭部等動(dòng)作映屋,使用戶能夠自由控制視角苟鸯。通過設(shè)備跟蹤,用戶可以與虛擬世界的對象和環(huán)境產(chǎn)生互動(dòng)棚点,進(jìn)一步增強(qiáng)真實(shí)感早处。
VR技術(shù)的核心在于其可交互性。用戶通過佩戴的設(shè)備進(jìn)行各種活動(dòng)瘫析,如操縱虛擬物體砌梆、參與虛擬環(huán)境中的活動(dòng)等默责。這使得用戶能夠真正地參與到虛擬世界中,可謂是VR技術(shù)的靈魂所在么库。
人們在看周圍的世界時(shí)傻丝,由于兩只眼睛的位置不同,得到的圖像略有不同诉儒,這種差別能讓我們感知到深度葡缰,讓事物看起來立體。VR技術(shù)也是利用這種視覺差別忱反,替我們的雙眼安排不同的畫面泛释,從而讓我們感覺到畫面的立體性。
與3D電影不同温算,VR強(qiáng)調(diào)的是360度全景交互怜校,不僅有強(qiáng)烈的沉浸感和立體感,更重要的是允許用戶和虛擬世界進(jìn)行交互注竿。
VR技術(shù)的核心特點(diǎn)
沉浸感
通過逼真的三維多媒體茄茁、自由視角和設(shè)備跟蹤等技術(shù),VR技術(shù)能夠讓用戶完全沉浸在虛擬世界中巩割。用戶可以忘記自己身處現(xiàn)實(shí)世界裙顽,全身心地投入到虛擬體驗(yàn)中,享受沉浸式的感覺宣谈。
參與感
通過可交互性愈犹,用戶可以通過佩戴的設(shè)備控制虛擬世界,參與各種活動(dòng)闻丑。無論是操縱虛擬物體還是參與虛擬環(huán)境中的活動(dòng)漩怎,用戶都能真實(shí)地感受到參與其中的樂趣。
真實(shí)感
VR技術(shù)通過創(chuàng)造逼真的三維虛擬環(huán)境和交互行為嗦嗡,使用戶體驗(yàn)到最真實(shí)的感覺勋锤。視覺、聽覺等感官的參與讓用戶感受到虛擬世界的真實(shí)性侥祭,仿佛置身于一個(gè)全新的現(xiàn)實(shí)叁执。
VR技術(shù)不僅僅是一種娛樂工具,它正在逐漸滲透到我們的日常生活和工作中卑硫,從游戲到教育,從醫(yī)療到工業(yè)設(shè)計(jì)蚕断,VR技術(shù)的應(yīng)用前景無限廣闊欢伏。
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