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推荐一本虚拟现实入门的书:《VR来了》

2016-11-10 17:05| 发布者: 左望右看| 查看: 1139| 评论: 0

摘要: 《VR来了!》是一本关于VR(虚拟现实技术)的零基础入门书,读者不需要任何相关的科技知识背景,就能够了解虚拟现实技术的过去、现在和未来。全书从虚拟现实的概念解释、虚拟现实的商业化和现实中的应用等角度进行阐 ...
一本写给科技小白的VR入门书(图)

《VR来了!》是一本关于VR(虚拟现实技术)的零基础入门书,读者不需要任何相关的科技知识背景,就能够了解虚拟现实技术的过去、现在和未来。

全书从虚拟现实的概念解释、虚拟现实的商业化和现实中的应用等角度进行阐释,同时介绍了VR和AR的整个产业历史和现状,分析市场上主流设备的特点与得失,用简单易懂的语言描绘了虚拟现实行业的方方面面,以及它给世界带来的变化。关于本书,米谟科技CEO向奕裴表示:“是虚拟还是现实,在VR的世界中,全由你的感官来判断。当科技全方位无死角地服务了你的视、听、触、感之后,似乎现实与否也不那么重要。作者将带领你透彻地剖析VR的方方面面。”

本书的作者才华有限实验室,由一帮年轻有为又搞笑可爱的科学家、工程师、艺术家和媒体人组成。这帮年轻人爱捣鼓一切和VR相关的有趣事情,例如一些先锋社会实验。他们相信,现在这个头盔里,就有你触手可及的未来。

虚拟现实:虚拟全新的现实世界

距离制造达摩克利斯之剑的时间已经过去了半个世纪,这半个世纪以来,人类对“虚拟”的探索从未止步,无数哲学家都将“虚拟”和“现实”上升到生命形态学的高度来思考。科技工作者却没有将这两个概念分离,而是走上了另一条道路——统一化。于是,一个新的课题由此产生,并随着人类科技持续的爆发式增长走向了两条截然不同的道路——虚拟现实(VR)和现实增强(AR)。这两者虽然在拼写上比较相似,但无论从技术还是场景上都有着很大的差别。

几年前,当有人提及虚拟现实技术的时候,大部分人还是会自然而然地联想到好莱坞的科幻电影,但随着科技新闻逐渐占据媒体的醒目位置,以Oculs为代表的头戴式设备吸引了全世界的目光,虚拟现实似乎和头戴式显示器HMD画上了等号。从传播学的角度而言,这是很好的事情,因为将事物表象化,更有利于传播。

广泛意义上来说,这是对虚拟现实的通俗解释:虚拟现实技术包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等各方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的虚拟现实应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外,还有听觉、触觉、力觉、运动等,甚至还包括嗅觉和味觉之类,也称为多感知。自然技能是指由计算机来处理和参与者的动作相适应的数据,比如人的头部转动、眼睛移动、手势或其他人体行为。计算机对用户的输入做出实时响应,并分别反馈到用户的五官。现在被广泛用来推广和宣传的虚拟现实头盔,其实是相对初步的虚拟现实技术,因为它们仅完成了视觉上的模拟。

但其他虚拟现实技术其实已经悄然出现在人类生活中许多年了。早在20世纪,听觉上的模拟就已经出现了。如果是关注科技领域新闻的人,一定听过声音保真记录公司,这家公司曾在1957年第一次将立体化声音引入商业领域。

1957年对立体声来说意义重大,跟此前的单声道音响不同,立体声的做法是使用两个或以上的音频,导致声音的方向和音场发生变化,改变声音记录的方式。由于立体声包括了多个音频,跟单声道优劣明显,一时间,它成为人们试听和录音的主流,直到现在。

如果追溯人类对视觉模拟的历史,那真是一篇需要穷尽终生才能书写完的巨著。因为这一历史的起源,可以追溯到公元前400年左右的古希腊。

当时古希腊数学家欧几里得推导出了几何学,在其著名的《几何原本》一书中,他写道:“人类之所以能洞察立体空间,主要是因为左右眼所看到的景物不同而产生。”也就是说,人们知觉物体的距离与深度,主要依赖于两眼提供的线索。后来这种现象被叫做双眼视差。双眼视差对知觉深度和距离有重要的意义。当物体的视像落在两眼网膜的对应部位时,人们看到单一的物体;当视像落在网膜非对应部位而差别不大时,人们将看到深度与距离;两眼视差进一步加大,人们将看到双像。双眼深度线索随距离的增加而变化,当超过一定距离时,双眼视轴平行,双眼视差为零,对判断距离便不起作用了。

实际上除了古希腊之外,古印度、古阿拉伯和古中国,都有对视差的相关研究和探讨,但并没有深入地研究这个问题。直到1838年,英国著名的物理学家查尔斯·惠斯通利用双眼视差原理才发明出可以让观看者看出立体画面的设备。

我们使用的3D立体视觉模拟技术也是利用双眼视差原理,无论是电影院里的3D电影,还是自己家中的3D电视,甚至现在的虚拟现实头盔或者VR眼镜,都是通过计算机和显示成像技术对左右眼分别提供一组视角不同的画面、一个双眼视差的环境,从而让人感知立体画面。

早在20世纪40年代,美国、英国和苏联的科学家都对银幕上的立体电影进行过系统的研究,但因为当时的世界政治背景,这些研究多用于军事和飞行员的训练,而无法普及。现在的技术原型是由20世纪50年代好莱坞制作的一系列立体电影所奠定的。

现在全世界范围内应用得较为广泛的3D立体显示技术,主要依靠投影技术和显示器技术来实现,而投影系统和显示器又分为主动立体和被动立体两种立体模式。

如何理解主动立体和被动立体,主要看显示设备是主动分成两组画面还是被动分成两组画面。所谓的主动立体是由显示设备切分成两组画面,因此造成的立体感效果优异,观看者的头部前后左右移动可看到相对应的图像,沉浸感体验极佳。然而,缺点是由于生成画面到达观看者视网膜有视差的时间,会给人眩晕感。至于被动立体,常见于3D电视或电影,原理是显示器通过偏振光片将画面拆分,用户再通过佩戴偏振光片眼镜达到立体的效果。

被动立体投影系统一般需要两台投影机上下叠加,并且在每台投影机前加一个偏振光片。两个偏振光片以90 的角度差分别放置在两台投影机前,3D眼镜也以90 的角度差分别安装,这样就能保证两只眼睛可以分别看到两组不同的画面了。

概念和定义是帮助人们对某项事物进行认知和学习的,对于发展和创新则不能拘泥于此。当下如火如荼的虚拟现实头盔或者VR眼镜就不能简单地划分成主动立体和被动立体了。对于这一类设备,我们有一个较为专业的统称——头戴式显示器。


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