VR虚拟现实的虚与实

2018-10-26 10:03:40   作者:北京欧雷   来源:搜狐IT

  人工智能之前,我们基本上通过生物学,通过哲学,通过宗教的方式,来研究人的精神,研究什么是人类智慧,随着计算机科学的发展,人工智能其实就是我们通过一种计算、仿真的方式,来思考“智慧”,让我们反思人和机器的差别是什么?今天​带大家一起更加深入的了解VR虚拟现实的虚与实。

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  一、VR到底是什么?又能干什么用?

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  从最早用文字,到图像,视频,再到VR,人们对事情的表达力越来越强。比如用文字去描述北京很漂亮,就说“哇!北京好漂亮”,感觉比较单薄。如果有图片,可以拍一个非常漂亮的北京图片,那VR就相当于是直接把用户放到北京,让他自己去看。

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  二、VR是怎么工作的?难题在哪里?

  人跟世界交流,是通过感官,人们经常会说五感,触觉、视觉、味觉、嗅觉、听觉,但其实人的感官,远远超出这五个,特别在VR方面,有另外的感官,叫做运动感知,它在人的内耳前庭,它可以感知身体的体位,运动的加速度。

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  比如听觉,当戴耳机的时候,其实耳机给了一个虚拟的信号,它不是周围真正发生的,而是一个电子的信号传过来变成声音,传到耳朵里面。这跟VR虚拟现实,其实是一模一样,只不过它对付的不是你的视觉,而是你的听觉。

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  但是为什么我们不把耳机当作虚拟现实呢?人的大脑大部分信息,80%到90%都通过视觉来传入的。只有把视觉欺骗了之后,才能真正地做到虚拟现实的效果。所以说眼见为实,必须欺骗到人的眼睛。但欺骗人的眼睛非常难,人的眼睛非常精密、挑剔。

  首先,人眼非常高清,正常的人的眼睛在视网膜的中心,每一度可以看到60个像素,就是说360度的话,大约是20K的分辨率。现在市场上可能买到的VR,分辨率大约是1080P,如果转换成视力表的话,大概就是0.1的视力,但正常人眼睛的视力是2.0,这中间的差距,何止十倍。

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  不仅如此,人眼睛有很多其他挑剔的地方,比如人眼睛会有对焦,对焦有两种方式,一种通过晶状体来对焦,还有一种是两只眼睛的聚焦。那这两种对焦方式要一致,否则眼睛会觉得不舒服。另外人的眼睛,对图片的失真非常敏感,配过近视眼镜的人都知道,就是第一次配完眼镜,会发现很不舒服,世界好像变形了,特别是眼角的地方,然后多戴一会儿可能就会头晕,这其实也是VR里面头晕的来源之一,因为人眼睛对图像的变形非常敏感。人的眼睛对图像的刷新率,也非常敏感。如果刷新率不够高,转头后,发现图像会抖动,图像一旦抖动就会晕。所以晕眩就是人的大脑觉得你给我东西太假了,它就有一个反应。

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  人脑其实是非常精密的一个仪器。随便改变它的输入的话,会觉得输入不够真,会有些异常的反应出来。所以晕眩其实是现在VR发展最重要的一个问题。那这个问题最终的解决是需要非常大的数据量,非常大的计算量,现在的很多平台,CPU,或者网络没法支撑这么大的计算量跟数据量,当然可以等这个CPU变得越来越快,摩尔定律说,基本上互联网的网速每年60%的速度增长,还有尼尔森定律是说,互联网的速度每年增长50%,听上去非常快,但是远远跟不上VR对数据跟计算量的要求。

  所以答案只能在算法的设计上。做过算法优化的人可能会知道,一个优化好的算法,跟一个没有优化好,普通的算法,它之间的效率会差非常多。可以有一百倍,甚至一千倍的差别。在过去的三年里面,有很多新的算法被设计出来,让VR的系统,变得更高效。

  三、不断推动VR从想象变为现实的黑科技

  VR内容的产生,需要有两类工具,一类是通过3D建模的方式来做。还有一类是通过VR相机直接拍摄。VR相机一般来说,是由很多个相机构成,每个相机覆盖一个小的視场,然后再通过算法,把所有的相机拼接一起。比如说这个相机是欧雷Jaunt全景相机。

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  24 个镜头模块,单眼8K×8K分辨率,一秒钟会有120帧的数据进来,每一帧是8K×8K,支持延时摄影,高动态范围,空间音频捕获和杜比ATMOS™。

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  VR视频非常大,就会导致对互联网的传输,对客户端的播放,产生非常大的压力,就出现第二个非常重要的技术:视域选择性传输与渲染技术。

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  就是说对人的眼睛来说,在同一个时刻,虽然这个世界可能很精彩,有很多很多内容,但是你的眼睛在同一个时刻,你只能看到很小的一个区域,所以你只要把这一块区域处理好,把这一块区域传下来,渲染出来。如果这么做的话就可以省掉最多80%的数据,省掉可能有50%或更高的CPU的用量,所以这是非常重要的一个技术。

  VR内容的产生还有一种方式就是3D建模,3D建模的人都知道,非常花时间,非常费力的。在VR的一个世界里,可能一个场景就有好几百个物体在里面。怎么样可以非常高效的,把3D模型建出来,这是很重要的一个问题。

  所以最近有一些新技术,比如说智能的图形设计,对一个物体,比如说花瓶,拍张照片,在这张照片之上可以做一些手描把它的轮廓画出来,在轮廓的基础上再画一些辅助线,然后把这个手描完的图片传给算法,算法可以按照画的线生成一个3D的模型。就这是一种新的智能的方式,来帮助人们更高效地建立3D模型。

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  另外,其实很多人已经在尝试,真正去建一个虚拟的VR社交平台,在这个平台上,跟其他客户做一些交流。这个平台其实是一个非常好的人工智能练习的一个平台,在这个平台上,有很多用户的输入,也可以加入人工智能的一些机器人在里面。所以人工智能可以让VR的世界变得非常丰富多彩,那丰富多彩的这个VR的世界,可以提供大量的数据给AI。所以在科技史上,很多人会预测,就是最强人工智能的机器人,其实最先会在VR的世界里出现。

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  对VR的未来,很多人有不同的想象,那到底这些美好的一些未来,离我们现在生活有多远?我们只是在非常非常早期的一个阶段,VR只是刚刚起步。如果考虑可能VR的应用的话,这个冰山才刚刚露出一个小的角,大部分的美好的应用,都还在水底下,没有浮现出来。

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  VR只是一个刚刚起步且非常复杂的工程,它由很多技术组成,有硬件,有软件,有网络,有光学,有算法,有很多叠在一起。它更像是在造一架宇宙飞船,当把所有这个软件都做好之前,它起飞都很难。借用了《星际迷航》中的一个图片,如果我们把VR,想象成在造这么一个宇宙飞船,我们是刚刚起步,我们需要很多很多的时间,很多的精力,很多的耐性,很多的人才跟资源进来,但是这个事情非常值得做。

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