記者帶你“解剖”虛擬現實技術 就是戴個頭盔嗎？

虛擬現實技術無疑是2016年的熱詞，人們紛紛暢想進入各種虛擬世界——大人戴著頭盔參加同學聚會，孩子們也戴著頭盔學習世界地理。實現虛擬現實技術的確離不開相關設備，但虛擬現實技術就是戴個頭盔那么簡單嗎？其中的技術原理是什么呢？記者帶你一起“解剖”虛擬現實技術吧！

利用人類兩眼視覺差原理

“虛擬現實是基于立體視覺來制造沉浸感，而立體視覺是利用人類的兩眼視覺差而產生的。”對于虛擬現實技術的原理，中國科學院科學傳播研究中心技術部總監饒子宇形象地解釋說，人類的雙眼就像兩臺攝像機，在看周圍的世界時，由于雙眼的空間位置不同，在眼前取任何一個點，雙眼看到這個點的位置其實是存在差別的，而且差別的大小跟空間距離、視點角度都息息相關，人類大腦的視覺功能區能夠綜合分析這些信息，并最終形成一個關于周圍世界的整體三維場景。

基于人眼的立體視覺機制，在一些傳統的顯示設備中，這些差異化的圖像分別出現在不同的顯示器上以形成視覺差，從而讓大腦形成虛擬的距離判斷，產生立體感。例如，主動立體時間技術采用特殊的顯示設備，使用者戴上特殊的眼鏡后，一只眼睛只能看到奇數幀圖像，另一只眼睛只能看到偶數幀圖像。通過奇偶幀之間的圖像差異來營造這種立體感。

多技術融合而非突破

“虛擬現實沒有突破性的新技術。”復旦大學交互式圖形學實驗室主任姜忠鼎認為，如今市面上可購買的VR頭盔等硬件設備，其技術原理幾十年前就已經被應用，最早的虛擬現實頭戴顯示器可以追溯到20世紀50年代。此后逐漸出現了一些廠商，并擴展到了游戲領域，但此時的虛擬現實設備仍十分昂貴，面向消費者端的產品始終沒能形成潮流。

之所以在近一兩年再次受到關注，饒子宇認為，這得益于計算機技術的蓬勃發展。“之前由于受到數據量處理、顯示分辨率、信息傳輸等諸多問題的限制，虛擬現實設備的體積大，效果差，價格昂貴，沉浸感并不理想。”饒子宇說。據公開資料顯示，美國一家公司曾在1993年開售第一款頭盔，這個頭盔有一塊5.7英寸的屏幕，像素僅為240×240，重達3公斤，售價高達6800美元。

但隨著計算機軟硬件技術的發展，這些問題都得到了突破，現在的虛擬現實設備不僅清晰度更高，而且越來越便攜。“舉例來說，新款三星GearVR，像素為2560×1440，視覺效果細膩，重量僅有318克，這顯然要比之前的幾公斤重的設備輕巧多了。”饒子宇說。

未達到真正的虛擬現實

雖然市場形勢大好，虛擬現實技術似乎也擺脫了萌芽時期的萎靡不振，但戴個頭盔就算是進入虛擬世界了嗎？似乎不是這么簡單。

饒子宇介紹說，對于虛擬現實技術的定義有幾個關鍵點：一是高度的視覺沉浸感的營造；二是實體行為的系統仿真，即指用戶能夠與仿真環境進行交互。

“即使是目前市面上較為高端的產品，雖然能夠達到混淆用戶視覺、聽覺等感官感覺的效果，但還做不到完全浸入，仍然存在看到黑色邊框等‘出戲’的情況。”饒子宇說，“至于與虛擬環境的交互性，各個虛擬現實硬件廠商都在嘗試。因此，虛擬現實的未來是十分值得期待的。”（本報記者詹 媛）