虛擬現實(shí)為什么這么難實(shí)現？

　　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(zhù)名劃時(shí)代游戲“雷神之錘”的引擎。前不久，Michael Abrash宣布加盟虛擬現實(shí)頭盔公司Oculus擔任首席科學(xué)家。與曾經(jīng)共同開(kāi)發(fā)雷神之錘、現在Oculus擔任首席技術(shù)官的John Carmack相聚。Oculus不久前剛被Facebook花費20億美元收購，這讓很多人開(kāi)始看好虛擬現實(shí)設備。不過(guò)，Michael Abrash則在一次活動(dòng)中發(fā)表了25分鐘的演講，告訴大家虛擬現實(shí)沒(méi)有想得那么簡(jiǎn)單。

　　首先，我們應當明確虛擬現實(shí)(VR)、現實(shí)增強(AR)的區別，前者是完全營(yíng)造一套虛擬的世界和系統，在這個(gè)系統中提供服務(wù)，例如模擬真實(shí)世界，或者是體驗真實(shí)世界中無(wú)法體驗的感受。比如Oculus Rift就是這樣的產(chǎn)品。而AR則是利用現有的世界，將系統結合上去，可以直觀(guān)的反應真實(shí)世界的信息，或者是由系統自行判斷動(dòng)作等?，F實(shí)增強瀏覽器Wikitude、Google Glass都是這個(gè)范疇內的。兩者在實(shí)現技術(shù)和運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)，就算是虛擬現實(shí)了。

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

　　追蹤，指的是對用戶(hù)動(dòng)作和視線(xiàn)的捕捉。由于在現實(shí)世界里面，“場(chǎng)景”是相對靜止的，在人活動(dòng)的過(guò)程中，通過(guò)頭部的運動(dòng)，眼部的運動(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)。而在虛擬現實(shí)的設備中，畫(huà)面要根據人的這些動(dòng)作做出相應的調整才可以，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，當人的頭部轉動(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)情況也是有所區別的。這就需要虛擬現實(shí)設備追蹤頭部轉動(dòng)的同時(shí)追蹤眼部動(dòng)作，再加上身體的平移，配合頭部轉動(dòng)甚至是高速的轉身、轉頭。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游戲正好是虛擬現實(shí)技術(shù)在游戲中應用最為合適的場(chǎng)景，這些問(wèn)題不解決好，不能算是真正的虛擬現實(shí)。

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

　　所以，如果在運算和輸出環(huán)節一旦延遲，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 )根據這樣的情況做出相應的反應，通常會(huì )讓人產(chǎn)生不適感。比如，當你處在一個(gè)虛擬現實(shí)的環(huán)境中，如果畫(huà)面在模擬你的移動(dòng)，而你并沒(méi)有運動(dòng)，那么大腦會(huì )得到錯誤的指示信號，并且調整人體的平衡性等，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，虛擬現實(shí)場(chǎng)景中呈現的內容更加是一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題。它聽(tīng)上去沒(méi)有那么復雜——現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。所以通常人們在電影院感受的3D效果會(huì )比在家中感受真實(shí)——因為你的注意力不被黑暗的四周所分散，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、響應速度、內容設置甚至到像素級別的畫(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，虛擬現實(shí)才剛剛開(kāi)始，Oculus Rift很不錯，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)現虛擬現實(shí)能達到的水準。而在什么樣的場(chǎng)景去使用虛擬現實(shí)也是他們在不斷探索的事情，畢竟Oculus Rift的目的不是讓用戶(hù)一直戴著(zhù)它沉溺在虛擬的世界中。作為世界最頂尖的計算機圖形學(xué)大師，尚且認為虛擬現實(shí)實(shí)現起來(lái)有很多很多的困難，其他人，是否應該稍微清楚的認識到其中的困難呢?