這十項技術，讓我對接下來的VR與AR產品更為期待

Esther｜ 撰文

2016年市面上出現了大量的VR頭顯，如今大家基本對初代VR頭顯有了深度的了解。雖然現在VR頭顯技術並不算完美，但依然有很多開發團隊為其開發應用軟體和遊戲等，而且我們根據近年來所見到技術和原型設備，也對未來的VR/AR設備更加充滿期待。因此，筆者決定在此為大家列舉一些我認為可能會在接下來兩年中影響VR與AR行業的新技術。

1， Oculus 「Half Dome」原型機

Oculus公司有過在推出產品之前就展示原型機與開發工具的歷史，具體例子可以參見他們的第一款消費級頭顯Oculus Rift。2012年時，Oculus在Kickstarter上開始眾籌，隨後VR狂熱者與開發者便開始關注整個開發的過程；而在2016年Rift正式上市之前，Oculus還推出過Rift DK1、DKHD、DK2、Crystal Cove和Crescent Bay這5款原型機。當Rift上市後，Oculus則開始了神秘的下一代PC VR頭顯的開發與研究，期間並未有太多消息露出，甚至連HTC推出Vive Pro後，Oculus依然無動於衷。直到不到兩個月前的Facebook F8大會上，Oculus才公開了一款名為「Half Dome」的原型頭顯。

「Half Dome」的視場角為140°（Rift視場角約100°），視覺體驗上比Rift更加優秀，而且「Half Dome」原型機還加入了變焦顯示系統與眼球追蹤技術。另外，更大的視場角能給用戶帶來更加包圍式、沉浸式的VR體驗。而變焦顯示系統可通過物理移動屏幕從而讓VR中的顯示效果更清晰和逼真，原理就是不斷改變焦點來模擬來自不同距離的光源，同時近距離的物體也更容易聚焦。用一句話說，「Half Dome」頭顯中發出的光線與現實生活中的光線更相似，這樣眼睛看到的東西就會更真實。

左：「Half Dome」原型的視場角；右：Rift視場角

不過，Oculus在5月的蘋果F8大會上曾表示，「Half Dome」上並不是所有功能都會出現在二代Rift或者未來兼容PC VR頭顯，但是這台原型機讓我們清楚了解到Oculus對兼容PC的頭顯的未來開發計劃。

2，Valve公司的Knuckles VR手柄

過去我們認為，VR手套加＋手勢水總技術是最理想的VR輸入方式，但是過去幾年中，我們看到了越來越多VR控制手柄的優點。優點之一就是，按鈕與手柄比手勢輸入（「抓取」或者菜單導航）更可靠，而且大家漸漸發現握住虛擬物件時，手中也有實物感覺要比模擬的手勢（抓空氣）更真實。

當然，VR手套和手勢追蹤技術在AR增強現實中體驗更為出色，而且其可實現手柄不能實現的更為更細緻、更為具體的體感互動（如捏手指、揮手等不同的操控）。

Valve公司還在開發中的這款Knuckles手柄，最終會把VR手柄與VR手套的優勢結合起來，成為一款能夠感受到物質的精準控制器。上個月，Valve更新了最新版Knuckles原型EV2的開發進度，這款EV2的手柄中搭載了一種力量感測器，能夠探測到用戶的握力。這款控制器還有一大特點，就是連接了一個能夠固定在手上的帶子，用戶即使鬆手，控制器也不會掉落。

有了手勢追蹤、力量感應與固定帶，Knuckles則可以實現更多操作，如捏碎東西或是更自然地拋物品。

另外，Valve依然沒有明確給出具體發售時間，但其最新開發版本看上去比初代技術更成熟，而且第三方開發者已經逐漸收到了EV2版本的原型機，估計量產也是近在眼前了。

3，Leap Motion北極星AR頭顯開源平台

沒錯，整個AR行業都在翹首以盼一款劃時代的頭顯。雖然HoloLens在很多方面都有著十足的亮點，但是它昂貴的價格而且視場角大小有限等因素也限制發展速度。筆者預計，可能要過幾年市面上才會出現輸出、輸入都具有沉浸感的廉價AR一體機。不過在那之前，開發者們不得不重新塑造整個AR體驗的基礎功能設計、界面設計與互動設計，VR之前也是經歷了好幾年才有今天的樣子。

雖然AR技術的方向未定，但是Leap Motion不打算坐以待斃，他們設計了一款自己的AR頭顯原型機，並且公開了源代碼，為開發者提供了一個代表了AR頭顯未來發展方向的開發平台，以應對將來普及且規模宏大的AR頭顯市場。

這款名為北極星計劃的頭顯開源平台，雖然外形設計誇張，但主要目的是利用100°視場角、低延時、高解析度以及Leap Motion最出名的手勢追蹤設備來提升AR的體驗。相關閱讀：《公布AR頭顯開源平台，Leap Motion瘋狂的背後》

4，Oculus Santa Cruz原型機

Oculus在今年年初推出了一款定位入門級別的Oculus Go VR一體機，199美元讓其有著超高的性價比，而且擁有經過專門定製的透鏡，顯示實效果雖然不能和PC VR相比，但也還算優秀。

同時，Oculus並沒有就此止步，前年就曾透露其還在開發一款定位高端的VR一體機Santa Cruz。這款頭顯相當於高級版的「Oculus Go」，不僅功能更強大，還支持6DoF定位追蹤（Oculus Go為3DoF）。不僅如此，Santa Cruz同樣將配備6DoF追蹤控制手柄，浸式體驗和PC VR十分接近。

據悉，Oculus已經開發Santa Cruz有段時間了，Oculus的第一款頭顯第一次亮相還是在2016年底。此外，雖然Oculus還未公布這款頭顯的發售日期，筆者預期9月底的Oculus開發者大會上應該能透露出關於Santa Cruz的重大進度更新。來源：《我們所知道的關於Oculus Santa Cruz的一切》

5，超高解析度顯示屏

現在市面上的VR頭顯可能標榜有著高解析度，但實際上畫面因為視場角的關係被拉伸了，因此，現在的VR頭顯解析度和正常的電腦屏幕相比還是差很多，差到人眼都看不清楚。在大多數一代頭顯中，畫面很容易就失真，還會出現「紗窗效應」（因為像素之間不亮的空間，造成一種網格現象）。所以說，只有當解析度足夠高時，VR頭顯才能進一步解決這兩個問題。

左：LG與谷歌合作的1443 ppi顯示屏實拍，右：常規538 ppi顯示屏實拍

現在，顯示器公司正在爭先恐後地面向消費級VR頭顯開發廉價的超密集顯示屏。在過去幾個月里，三星就已經宣布在開發一款2840x2160解析度的VR顯示器（1200ppi），還有谷歌與LG公司也在開發一款4800x3840解析度、1442ppi的顯示屏。當然，還有台灣顯示器公司INT竟承諾會推出一款有2228 ppi的顯示屏。

6，Varjo公司的人眼解析度頭顯

雖然高解析度屏幕還未上市，但是Varjo頭顯廠商針對這一問題找到了一個捷徑，讓我們看到了在未來VR頭顯中實現人眼級解析度顯示的希望。它也就是名為 「Bionic」的原型機（AWE 2018時展示了最新原型機），其特色是用戶每隻眼睛都配有兩塊顯示器：一個1440×1600解析度的「背景」顯示器和一個更小的1920×1080解析度微顯示器。

第一塊「背景「顯示屏的解析度與現在傳統的頭顯屏幕解析度差不多，但是第二塊微顯示器是一款密集像素的小屏幕，ppd（每度的像素數量）達到60。而第二塊屏幕的圖像直接投射在第一塊屏幕的中心，剛好是人眼能看到最多細節的地方。

其通過中心的微顯示屏提供高清的畫面，通過背景顯示屏顯示周圍帶有虛化效果且對清晰度要求沒那麼高的畫面，同時還保留較大的視場角。

兩塊屏幕結合，則可為VR頭顯帶來了更沉浸式顯示效果，在屏幕中心還能達到更高的顯示解析度，用戶看不出像素也不會出現紗窗效應。當然，中心外的周邊屏幕還是標準解析度，因此如果用戶轉動眼睛，就不會有高清的屏幕效果，不過沖著現在就能在VR頭顯中實現人眼解析度這一點，做出小小犧牲也沒什麼大不了。目前，Varjo公司也在研發利用眼球追蹤輸入帶動高清顯示區域的方法，來彌補眼球移動畫面不夠高清的缺陷。

Varjo公司的Bionic顯示器頭顯面向的只有企業，若未來成本進一步降低，相信也會在受到消費級市場的青睞。

7，DigiLens的150度超大視場角光波導顯示模組

現在AR頭顯的體積已經可以達到相對小型了，但匹配的視場角通常都比較小。儘管「半反半透顯示方式」（與Meta或者北極星計劃中使用的相似）能提供更大的視場角，卻缺點是整機體積變得更大。因此，想要造出未來形態的AR設備（實現沉浸式的視場角的可日常佩戴正常眼鏡大小的裝置），可能還需要另闢蹊徑。

光波導顯示科技的開發商DigiLens表示，該公司現在正在研發一款可以給正常眼鏡大小的頭顯提供150度超大視場角光波導顯示模組的屏幕。DigiLens公司希望通過將光控結構（布拉格光柵）印製在薄且透明的材料上，讓光線可以沿著光學器件傳遞並垂直投射出，最終反射至用戶眼中。精確操縱光線後，光學器件起到了鏡頭與屏幕的效果，這樣的裝置與現在大多數AR頭顯中的相比，更加一體化。

另外，DigiLens還表示這項技術可以搭配光柵，甚至還可以加上一層液晶遮光層（變得不透光），在一台一體頭顯上同時實現沉浸式AR與VR。

DigiLens已經開發出一種AR參考頭顯（具備50度視場角），而通過使用多層光學器件實現寬廣的視場角後，DigiLens預計將在2019年開發出有150度視場角的頭顯。

8，眼球追蹤

在VR中，眼球追蹤經常被用來和注視點渲染技術結合在一起，一來可以通過提升注視點的清晰度，降低周圍的清晰度提升景深和沉浸效果；二來可以通過此技術節省運算能力，降低對硬體的需求。

除了注視點渲染外，配備眼球追蹤的VR頭顯還可以檢測出不同的用戶，並根據用戶的喜好進行個性化設定，例如瞳距等。

此外，眼球追蹤也是變焦顯示系統中重要的一環，其可以通過檢測眼球注視方向，來動態調整屏幕，以消除或降低眼球調節中的衝突，以此來準確的模擬動態景深效果。

目前，有很多公司在做相關事情，Tobii軟硬體兼顧的眼球追蹤服務商，高通也在其VR參考設計中採用了Tobii的技術；七鑫易維也是一家專註於眼球追粽的公司，其已推出適用於Vive的眼球追蹤配件；FOVE在售的VR頭顯原型機張也內置眼球最總技術，精度小於1度，幀率為120fps；Oculus在今年5月份展示了具有眼球追蹤功能和變焦現實技術的VR原型機；Magic Leap One的SDK開發工具中也透露出，此款硬體設備將支持眼球追蹤功能。甚至，蘋果公司也加入了此行列，其收購的眼球追蹤公司SMI，曾是業界的知名眼球追蹤公司。相關閱讀：《眼球追蹤即將改變VR遊戲的八大原因》。

9，小派8K頭顯

雖然目前消費級的VR頭顯的視場角基本在90-110°之間，但是這並不能阻擋我們想像擁有更大視場角的VR頭顯。例如，小派就通過眾籌的形式推出了小派8K VR頭顯，其特色是具備200度超大視場角，而且解析度高達7680×2160。

據了解，小派8K還直接兼容Steam VR基站，而且內容也能夠直接運行在Steam VR中。目前，小派已經通過眾籌獲得420萬美元的資金，之後又再次獲得1500萬美元的風險投資。

我們認為小派這種以高清顯示和超大視場角的VR設備，提供了更好的沉浸感體驗，在未來將會取得更大進展。雖然其在量產上收到了一定的阻力，以至於不能按時發貨。不過，最近其表示已經進入批量生產階段。相關閱讀：《專訪|小派8K VR頭顯完成424萬美金眾籌，超越Oculus成KS VR眾籌第一名》。

10，Massless高精度VR手寫筆

雖然現在應有有一些不錯的VR繪畫和設計應用，但其往往受限於輸入設備（基本都是以Oculus和Vive手柄為主）並不能進行高精度輸入，因此無法滿足以虛擬交易、VR簽名、CAD等為首的對精準度要求極高的應用。

為此，Massless設計了一隻專門的VR手寫筆，其可進行更高精度的書寫操作，可以滿足大家完成對精度要求更高的VR輸入需求。

據青亭網之前的報道，這款Massless手寫筆通過外部攝像頭來追蹤筆尖的位置，感興趣的朋友可以查看《專用於VR的觸控筆誕生了，Massless Pen試玩體驗》。

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