对比虚拟现实设备,HoloLens有什么特点?

2014年,Facebook出资20亿美元收购了虚拟现实设备制造商Oculus VR轰动了世界;紧接着越来越多的资本和大企业开始了在虚拟技术产业的部署;虚拟技术也因此又一次跳进大众的视野;其实虚拟技术的发展已经超过半个世纪,从上个世纪的电影和科幻小说中描绘的未来景象,到实验室里原型,到逐步运用到军事等高科技工业中;再到上世纪90年代的游戏产业试水;最后到近几年大量的虚拟技术产品又一次进入普通大众的视线;然而这次不仅在给人的体验上突飞猛进,在技术上也日新月异。并且出现了很多新的设备和概念,比如:VR、AR和MR。这三大概念都有自己独特的技术和体验,以及各自的代表产品。接下来我们主要对比下VR和MR技术,聊聊未来的虚拟技术发展趋势。

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VR是Virtual Reality的缩写,代表的虚拟现实技术;这种技术的主要特点是沉浸式体验,通过计算设备构建一个虚拟空间;再通过视觉、听觉的设备输出给用户,让使用者进入一个身临奇境的虚拟世界;而MR是Mixed Reality的缩写,代表的是混合现实技术,顾名思义,这种技术构建一个虚拟世界和现实世界的混合世界体验,是增强现实技术的终极形态。单单从概念上说,容易云里雾里。接下来我们通过对比这两类技术的代表产品:HTC Vive和Microsoft HoloLens,来聊聊这两个技术的特点:

首先是VR 虚拟现实设备HTC Vive,Vive是由一个同计算机链接的头盔,两只手柄和两个空间定位传感器组成;头盔是不透明,覆盖眼镜的高分辨和高帧数的光学显示器;计算机计算生成虚拟影像在这个头盔屏幕中展示,用户带上头盔之后就看不到周边的环境,所以要求留出体验空间。而两个手柄可以用来操作虚拟世界的物品进行交互。当然虚拟现实设备的交互手段除了手柄外,还有如语音、运动盘等。

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戴上HTC Vive后是这样子的:

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体验HTC Vive前的准备工作量也是蛮大的。

MR设备的代表是微软的HoloLens,这款眼镜是今年3月份正式推出开发者版本。HoloLens本身是集计算设备和显示设备一体的,不需要外部连接设备。这样一个设备是如何生成混合世界的呢?我们先分析下HoloLens内部结构,就可以大概了解HoloLens的机制原理:

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首先在眼镜顶部的前排有七个摄像头,其中在顶端两侧的四个摄像头是用来空间成像扫描,采集的图像会传输给眼镜集成的计算模块;中间顶部的一个摄像头是用来拍摄或者录像用户看到的现实世界;中间下方的两个摄像头是用来定位用户视线和识别手势。

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这个图上的是HoloLens的计算模块,它是由CPU、GPU和HPU构成的。CPU用来运行Windows 10简化版系统、HPU通过前端摄像头和其他传感器采集的信息计算生成混合世界模型;之后再将信息交棒给GPU,GPU负责在3D镜片的成像:
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这个图展示就是成像镜片,用户通过这个眼镜看到的画面是一个3d的世界,不同的是这个3d世界的虚拟物品是和用户周边的现实世界完美融合的,这些虚拟物品完全遵循着现实世界的物理规律,加速度、重力等等。给人感觉这些虚拟的物品就是在现实世界真实存在一般。

使用者体验HoloLens无需外接计算设备,HoloLens目前电池可以支持设备正常使用3-4个小时。

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通过对比这两个产品的组成和结构不难看出他们的区别:VR设备构建的是完全沉浸的虚拟世界,VR由于是视野的全覆盖,对人类的视觉感官系统是一个挑战,90Hz的屏幕刷新率是人体基本感知不到屏幕有延迟的最低线,目前只有国外和台湾产商的设备才能达到这种要求,包括Oculus,Vive。而另外挑战人类视觉器官系统的是拖影,理论上,延迟控制在19.3ms以内肉眼就感觉不到。如果超过这个数值,容易产生头晕、呕吐的感觉。但是就算是这两项指标都完全满足,人类还是无法长时间体验VR,长时间如此近距离的贴近设备,对视觉器官是非常大的负担和损害。这会深刻制约VR发展空间。

相比之下,MR设备不是沉浸式,不会挑战人类的视觉器官;几乎不会出现成像系统导致的身体不适和损害;并且因为是同现实世界的混合,MR的应用场景更为广泛;MR提供的移动计算能力、构建混合世界的能力和对人类肢体语言精确识别,很容易让人们联想到HoloLens等MR设备未来的应用前景。在工业应用领域、设计、零售体验、教育、体育、游戏、娱乐直播等等行业都将给用户带来不一样的体验,改变未来的工作和生活方式。

一句话可以总结个人的感受:VR、AR只是热身,未来的人类将进入MR时代。

9月17日将在上海杨浦区Innospace+举办HoloLens开发者聚会交流活动,敬请关注:

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