像智能手机一样改变世界，VR能做到吗？

【编者按】作者LeoWang&Bai，乐视创新与用户体验研究院（IUEI）工程师。

VR 在游戏和互动娱乐方面的前景已经很清晰了。对于很多人来说，那是让他们这么多年没有放弃的原因。但是 VR 还有更多的潜力——成为一个像手机一样改变世界的真正全新的计算平台。

虽然这一愿景已经持续了几十年，并且在虚拟现实中占有突出的地位，真正让 VR 广泛应用、冲击大众市场的道路却不那么清晰。杀手级应用会是什么样的？什么样的使用场景能够更早的成为主流？哪些会滞后一些？

本文将和大家聊一聊各种消费级应用所需要的知识和能力。这张图是整个分析的总览，我们将在下面和大家详细讲述。

VR 不是单一的技术，而是很多技术的集成。这些技术大多处于不同的发展成熟阶段。不同的消费级应用对于这些领域的应用也不太一样。所以任何对进入市场时机的分析必须以对技术的了解为基础。

VR 作为一个通用的计算平台有四个广泛的技术领域。

意图捕捉（Intent Capture）

意图捕捉，是一种能够在任何时刻可靠和流畅地理解用户需求的能力，或者叫做输入方式，例如在VR游戏中的用户行为捕捉。迄今为止，消费级 VR 在这方面相当缺失。最近 Valve Lighthouse 和 Oculus Touch 的进展将极大的改善这一处境。手势输入仍是用户最自然的表达意图的方式，下图为Oculus Touch。

除了手势输入，由于目前绝大多数VR设备都是头戴式，捕捉用户头部的运动也可以方便地让用户直接操作眼前看到的虚拟世界。三维空间的右手笛卡尔坐标如下图所示，pitch是围绕X轴旋转，yaw是围绕Y轴旋转，roll是围绕Z轴旋转。在VR头盔中，歪头就是roll，摇头是yaw，点头是pitch。

依赖重力感应和陀螺仪传感器，我们可以捕捉到用户头部的运动中心点，并映射到虚拟空间中的坐标上，如下图中绿点所示，从而实现某些用户交互，如判断是否激活当前空间内红框区域所代表的兴趣点。

人物捕捉（Persona Capture）

人物捕捉，包括感知、编码、重现使用者的外观、行为、情绪、非语言暗示等目前应用程序需要的信号。可以想象，未来商务人士不需要做空中飞人，就可以借助VR开启各种虚拟会议，你可以观察到与会者的一举一动，甚至表情和情绪。但目前，这是技术领域最不成熟的一块，尤其缺乏消费级的解决方案。目前的方案大都需要借助一些辅助设备的帮忙，而捕捉到的人物精细度已经越来越高，可以应用在影视创作和游戏开发中了。下图是利用kinect实时捕捉脸部运动的例子。

不只是面部表情，全身动作也可以借助光学设备捕捉到。原理是多台相机从不同角度拍摄的图像被采集到计算机之后，通过视觉算法过滤无用的信息，再计算出每个标记点的空间位置，进而根据已知的骨骼信息得到关节的旋转角度。

如下图就是通过同一个标记点在两台相机画面中的位置，解算出它的空间位置的简单数学表达，以及捕捉到的动作实例。

环境捕捉（Environment Capture）

环境捕捉，指的是感知、编码、重现真实世界的环境。环境捕捉可以分为相对简单的 360°全景视频和全景几何捕捉——后者需要应用更加复杂的计算机视角技术。

这些技术在飞快的向成熟发展，Jaunt VR、NextVR、GoPro、Matterport 这些公司都在进行紧锣密鼓的研发，很快就会出现完整的商品。

通过全景摄像设备捕捉到的影像或几何信息，经过摄像机标定、传感器图像畸变校正、图像投影变换、匹配点选取、全景图像拼接和融合，以及亮度与颜色的均衡处理等，就可以得到VR头盔中看到的360度视频影像了。

VR头盔的两个镜片可以看成两个完全相同的放大镜，如下图光路剖面图所示，人眼处于左侧实线与光轴的焦点处，中间的为双凸镜片，右侧为屏幕，由于镜片有弯折光线的作用，人眼看到屏幕最上方x位置，而给人的感觉是沿着虚线从更高的位置进入人眼的，仿佛把屏幕放大到了x’的那么大。

VR头盔镜片呈现出更大视野的同时，也带来了畸变。

（编辑：云计算网_泰州站长网）

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