VR

VR 技术呈现以渲染能力提升和技术发展为基础， 屏显技术完善为展现依托， 丰富的智能定位技术为互动保证，虚化了虚拟世界和真实世界的界限， 使之达到某种程度上的融合。 4.1 VR 渲染技术 当前主要的技术研究方向，都集中在降低 GPU 消耗的基础上， 确保更多的计算平台具有支持 VR 的能力。 Nvidia 推出了 MRS （multi-resolutionshading）， 即多重分辨率着色渲染技术， 采用分区域差别分辨率的方法， 降低消耗； 为了提升精确度， 国内外厂商分别提出相似的解决方案， 其中典型代表为国内某公司研发的焦点渲染（Foveated rendering） 技术。 （1） 多重分辨率着色渲染技术： 采用将将整体渲染画面分区域模式， 按照从中央到两边采用不同的分辨率方法， 降低 GPU 渲染压力。 ① 技术原理： MRS 技术不再将整个画面以相同的分辨率渲染， 而是分区域采用差异化处理， 人眼看到的主要中央区域，以完整的高分辨率，边缘则以更低质量进行渲染。 ② 硬件支持： 使用 Nvidia Maxwell 架构的显卡， 包括 GeForce Titan X 和 GTX 900 等系列 ③ 应用效果： 据称效率提高大概 50% 左右， 如原来渲染 90 帧 / 秒， 采用 MRS 技术可以做到 140 帧 / 秒左右。 （2） 焦点渲染技术： 主要针对多重分辨率着色渲染技术渲染区域划分较为粗糙， 采用眼球追踪技术使之精细化。 ① 技术原理： 在 MRS 基础之上， 使用眼球追踪技术开发出以人眼关注的焦点区域采用高分辨率， 其他区域逐步从焦点向外递减的渲染技术， 进一步缩小高清渲染的范围， 并且提升用户体验 ② 应用效果： 据称可以将渲染像素降低到 MRS 方案的 10% 左右， 将当前可以支撑 VR 的 PC 设备从当前仅有的 10% 提升至 30% ③ 其他相似技术： Tobii、 SMI、 FOVE 和 Eyefluence 等。 4.2 VR 屏显技术 VR 显示屏幕主要包括 OLED、 LCD 两种类型， 其中OLED 采用有源阵列有机发光能够做到低余晖， 不过在每个像素间存在分割网格的问题； LCD 采用背投光源显示，每个像素都被动发光， 相对较为容易产生严重余晖现象。从业界选择趋势来看， 似乎 OLED 是主流， 不过国内厂商可能受制于订货量和价格因素， 还有很多采用 LCD 屏。 （1） LCD ① 屏显原理： 普通的液晶显示屏（LCD） 是一种介于固态与液态之间的物质， 本身是不发光的， 需借助要背光灯才行。 因其无法控制到每个像素， 当每一帧像素都在发光时， 就会出现余晖， 所以， LCD也被称为 “ 全余晖” 显示 ② 优点： 整体显示无网格， 场景亮点较高 ③ 缺点： 余辉严重， 延迟长。 （2） OLED ① 屏显原理： 无需背光灯， 具有自发光的特性，所以 OLED 可以做到低余晖显示， 并且它的响应时间是LCD 的千分之一， 显示运动画面不会有拖影等现象 ② 优点： 低余辉， 显示延迟短 ③ 缺点： 每个像素间都会有网格， 需调低显示亮度。虽然 OLED 属于低余晖显示， 但为了达到更好地显示效果， 实现 VR 虚拟环境与真实人眼看到的实际环境在亮度、 参考物体无限接近， 还是需要进行低余晖处理。 4.3 VR 定位技术 VR 沉浸式体验主要来自于立体化显示和精准的定位技术， 使得用户产生的自身身体运动融入 VR 虚拟环境中，主要定位技术有： 红外定位、 激光定位、 可见光定位、 低功耗蓝牙定位等。 （1） 红外定位 ① 技术原理： 利用多个红外发射摄像头、 覆盖室内定位空间， 在被追踪物体上放置红外反光点， 通过捕捉反光点红外反射影像， 确定用户在空间中的位置 ② 优点： 定位精度高， 如果采用帧率很高的摄像头，延迟也很低， 具有较好的效果 ③ 缺点： 造价较为昂贵， 一个 120 帧的摄像头， 造价超过 1000 美元 ④ 应用情况： VR 影视制作、 动画录制等商用方向。 （2） 激光定位 ① 技术原理： 利用激光发射器（定位光塔）， 发射横竖两个方向的激光， 被定位物体上安置多个激光感应接收器， 通过计算两束光线到达定位物体的角度差， 计算出待测定位节点在定位空间中的坐标 ② 优点： 成本低， 定位精度高（mm 级） ③ 缺点： 需 要 一 定 封 闭 空 间， 例 如 HTC Vive 的Lighthouse 需要 5*5m 空间， 而且会有多人遮挡的问题 ④ 应用情况： HTC Vive的 Lighthouse和 G-Wearables的 Step VR 等。 （3） 可见光定位 ① 技术原理： 用摄像头拍摄室内场景， 追踪主动发光的标记点（类似小灯泡）， 通过实时获取针对不同位置不同颜色的标记点位置， 实现物体定位 ② 优点： 算法简单、 价格便宜、 容易扩展 ③ 缺点： 精度方面不如激光和红外方式 ④ 应用情况： The Void， Zero Latency 和很多国内的线下 VR 体验店等。 （4） 低功耗蓝牙定位 ① 技术原理： 通过接收低功耗蓝牙通信功能的设备发送特有 ID， 利用算法软件计算跟踪物体的位置 ② 优点： 移动性强， 高端手机支持 ③ 缺点： 精度低、 对终端有一定要求。