虛擬現(xiàn)實(shí)為什么這么難實(shí)現(xiàn)？

　　Michael Abrash，被業(yè)界稱(chēng)為傳奇圖形程序員，曾經(jīng)開(kāi)發(fā)過(guò)著名劃時(shí)代游戲“雷神之錘”的引擎。前不久，Michael Abrash宣布加盟虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔公司Oculus擔(dān)任首席科學(xué)家。與曾經(jīng)共同開(kāi)發(fā)雷神之錘、現(xiàn)在Oculus擔(dān)任首席技術(shù)官的John Carmack相聚。Oculus不久前剛被Facebook花費(fèi)20億美元收購(gòu)，這讓很多人開(kāi)始看好虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備。不過(guò)，Michael Abrash則在一次活動(dòng)中發(fā)表了25分鐘的演講，告訴大家虛擬現(xiàn)實(shí)沒(méi)有想得那么簡(jiǎn)單。

　　首先，我們應(yīng)當(dāng)明確虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)、現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)(AR)的區(qū)別，前者是完全營(yíng)造一套虛擬的世界和系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中提供服務(wù)，例如模擬真實(shí)世界，或者是體驗(yàn)真實(shí)世界中無(wú)法體驗(yàn)的感受。比如Oculus Rift就是這樣的產(chǎn)品。而AR則是利用現(xiàn)有的世界，將系統(tǒng)結(jié)合上去，可以直觀的反應(yīng)真實(shí)世界的信息，或者是由系統(tǒng)自行判斷動(dòng)作等?，F(xiàn)實(shí)增強(qiáng)瀏覽器Wikitude、Google Glass都是這個(gè)范疇內(nèi)的。兩者在實(shí)現(xiàn)技術(shù)和運(yùn)行方式上都有較大的差別，不能混為一談。

　　Michael Abrash重申了VR的意義，他認(rèn)為，只有完全真實(shí)的模擬出一個(gè)世界，才能稱(chēng)之為虛擬現(xiàn)實(shí)，而這個(gè)被模擬出來(lái)的世界要能帶來(lái)與真實(shí)世界一樣的感受(這種感受指的是人身體上的感受)。這也是Michael Abrash做這個(gè)演講題目的初衷：別再認(rèn)為帶一個(gè)面具或者眼罩，里面畫(huà)面可以動(dòng)，就算是虛擬現(xiàn)實(shí)了。

　　Michael Abrash將虛擬現(xiàn)實(shí)的難點(diǎn)分為了三個(gè)部分：追蹤、延遲、內(nèi)容創(chuàng)造。

　　追蹤，指的是對(duì)用戶(hù)動(dòng)作和視線(xiàn)的捕捉。由于在現(xiàn)實(shí)世界里面，“場(chǎng)景”是相對(duì)靜止的，在人活動(dòng)的過(guò)程中，通過(guò)頭部的運(yùn)動(dòng)，眼部的運(yùn)動(dòng)，身體的移動(dòng)和抖動(dòng)等等動(dòng)作，使得眼前的“場(chǎng)景”形成了一個(gè)動(dòng)畫(huà)。而在虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)備中，畫(huà)面要根據(jù)人的這些動(dòng)作做出相應(yīng)的調(diào)整才可以，而這些動(dòng)作看似使用陀螺儀或者6軸定位就可以解決，但是多種動(dòng)作組合起來(lái)就不是那么簡(jiǎn)單了。

　　舉個(gè)例子，當(dāng)人的頭部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，視線(xiàn)集中在一個(gè)物體上和視線(xiàn)跟所頭部轉(zhuǎn)動(dòng)，眼前所得到的畫(huà)面你是完全不一樣的，不僅如此，同樣在畫(huà)面中的物體，它的虛實(shí)情況也是有所區(qū)別的。這就需要虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備追蹤頭部轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)追蹤眼部動(dòng)作，再加上身體的平移，配合頭部轉(zhuǎn)動(dòng)甚至是高速的轉(zhuǎn)身、轉(zhuǎn)頭。這些動(dòng)作在FPS游戲(第一人稱(chēng)射擊游戲)中都是常有發(fā)生的事情，而FPS游戲正好是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在游戲中應(yīng)用最為合適的場(chǎng)景，這些問(wèn)題不解決好，不能算是真正的虛擬現(xiàn)實(shí)。

　　延遲，是顯示設(shè)備都會(huì)面臨的問(wèn)題。手機(jī)如果出現(xiàn)延遲，會(huì)影響用戶(hù)的體驗(yàn)，但是虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備如果延遲的話(huà)將會(huì)對(duì)用戶(hù)的身體造成影響。與現(xiàn)實(shí)中“肉眼看到圖像 大腦接收指令”的機(jī)制不一樣，虛擬現(xiàn)實(shí)要實(shí)現(xiàn)“捕捉動(dòng)作 交由主機(jī)處理改變動(dòng)作 由顯示屏現(xiàn)實(shí)出來(lái) 肉眼看到圖像 大腦接收指令”這一整套系統(tǒng)。

　　所以，如果在運(yùn)算和輸出環(huán)節(jié)一旦延遲，就會(huì)讓用戶(hù)的動(dòng)作與眼前圖像和大腦接收到的信息產(chǎn)生不一致，而大腦會(huì)根據(jù)這樣的情況做出相應(yīng)的反應(yīng)，通常會(huì)讓人產(chǎn)生不適感。比如，當(dāng)你處在一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)的環(huán)境中，如果畫(huà)面在模擬你的移動(dòng)，而你并沒(méi)有運(yùn)動(dòng)，那么大腦會(huì)得到錯(cuò)誤的指示信號(hào)，并且調(diào)整人體的平衡性等，很大一部分人會(huì)感動(dòng)惡心，暈車(chē)也是同樣的原理。

　　就算很好的解決了追蹤和延遲的問(wèn)題，虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中呈現(xiàn)的內(nèi)容更加是一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題。它聽(tīng)上去沒(méi)有那么復(fù)雜——現(xiàn)在的電子游戲很多場(chǎng)景都做得可以亂真。但是問(wèn)題在于，虛擬現(xiàn)實(shí)所給用戶(hù)的感受是真的處在場(chǎng)景之中，而再真實(shí)的電視游戲，大腦也會(huì)判斷出實(shí)際并非身處那個(gè)環(huán)境。所以通常人們?cè)陔娪霸焊惺艿?D效果會(huì)比在家中感受真實(shí)——因?yàn)槟愕淖⒁饬Σ槐缓诎档乃闹芩稚?，更加的集中。這一切都是人類(lèi)大腦帶來(lái)的指令，化作產(chǎn)品層面則包含了色彩、響應(yīng)速度、內(nèi)容設(shè)置甚至到像素級(jí)別的畫(huà)面抖動(dòng)，包含了太多的技術(shù)問(wèn)題，都是要一點(diǎn)一點(diǎn)去處理解決的。

　　Michael Abrash表示，虛擬現(xiàn)實(shí)才剛剛開(kāi)始，Oculus Rift很不錯(cuò)，但仍然有很多的問(wèn)題。他的工作就是致力于解決這些問(wèn)題，更好的實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)能達(dá)到的水準(zhǔn)。而在什么樣的場(chǎng)景去使用虛擬現(xiàn)實(shí)也是他們?cè)诓粩嗵剿鞯氖虑?，畢竟Oculus Rift的目的不是讓用戶(hù)一直戴著它沉溺在虛擬的世界中。作為世界最頂尖的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)大師，尚且認(rèn)為虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)現(xiàn)起來(lái)有很多很多的困難，其他人，是否應(yīng)該稍微清楚的認(rèn)識(shí)到其中的困難呢?