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Oculus首席科学家预测未来5年VR技术发展。

在Oculus Connect的年度演讲中,Oculus的首席科学家迈克尔·阿布拉什(Michael Abrash)的演讲总是该公司年度开发者大会的亮点之一,展望了虚拟现实未来的前瞻性和启发性。在Oculus Connect 3上,他对未来五年内虚拟现实的发展做出了一些大胆而具体的预测。

首先是图像,因为这是近期改进的最关键领域。阿布拉什表示,目前像Rift和Vive这样的高端头显,其视野约为100度,显示面板为1080×1200,每度像素约15个。人类至少可以在约220度的视野内看到,每度像素约120个(假设视力为20/20),显示和光学技术距离实现这一水平还有很大差距(忘记4K或8K,这已超过每只眼睛24K)。他预测在五年内,每度像素将翻倍至30个,视野将扩大至140度,每只眼睛使用约4000×4000的分辨率。此外,目前头显的固定焦点应该变为可变焦点。扩大视野超过100度和实现可变焦点都需要显示和光学方面的新进展,但阿布拉什认为这将在五年内解决。

按照90Hz的速度渲染每只眼睛的4K×4K像素远比目前规范要求的水平更具挑战性,阿布拉什表示,为了在未来五年内实现这一目标,福维特渲染是必不可少的。福维特渲染是一种技术,只对着莫区域(只有视网膜的一部分可以看到明显的细节)进行全质量渲染,并将其他部分混合到较低的保真度(大幅减少了渲染需求)。确定莫区位置需要“几乎完美”的眼球追踪,阿布拉什将其描述为“并非完全解决的问题”,原因在于瞳孔、眼皮的变化以及在广泛的用户范围内构建工作的复杂性。但由于它如此关键,阿布拉什相信在五年内这将得到解决,但他承认这是他预测中风险因素最高的部分。

接下来,他简要讨论了音频问题;个性化的头部传输函数(HRTFs)将增强位置音频的逼真度。Rift目前的3D音频解决方案基于头部追踪生成实时的HRTF,但这对所有用户来说都是通用的。由于躯干和头部的大小以及耳朵的形状不同,HRTF因个人而异;个性化的HRTF应该能够显著提高每个人的音频体验,阿布拉什认为这将在未来五年内实现。虽然他没有详细说明如何实现这一点(通常需要一个无回声室),但他表示在未来五年内,在自己的家中快速生成一个HRTF可能是“简便易行”的。此外,他期望对反射、衍射和干涉模式的建模会提高声音传播的逼真程度。由于声音速度的可辨识效果,准确的音频改进可能比视觉改进更复杂;尽管取得了这些令人印象深刻的进展,实时虚拟声音传播可能在五年之内仍然简化,因为计算成本非常高,阿布拉什说道。

关于控制器,阿布拉什认为像Oculus Touch这样的手持运动设备可能会成为“40年后”的默认交互技术。在这段时间内,人体工程学、功能性和准确性无疑会有所改善,但这种类型的控制器有可能成为“VR的鼠标”。有趣的是,他提出手部追踪(不需要任何控制器或手套)将在五年内成为标配,足够准确地呈现虚拟现实中的手部动作,特别适用于表情丰富的虚拟人物以及不需要握住类似Touch控制器的简单交互,如浏览网页或播放电影。我认为这与智能手机相比较游戏机和个人电脑;触摸屏非常适合休闲交互,但在专业领域可能仍然存在一些限制。但在输入文字或进行强烈游戏时,没有什么东西能比得上物理按钮。在许多情况下,无论手部追踪技术多么好,你仍然希望拿着具有物理阻力的东西。

谈到更一般的改进,Abrash预测,尽管眼动追踪、更大视场角的显示器和光学设备都很复杂,但五年后头戴式设备会更轻,重量分布更好。此外,他表示,它们应该更方便地处理处方矫正(可能是由焦点深度技术带来的额外改进)。最重要的是,高端的虚拟现实(VR)头戴式设备将变成无线的。我们已经听说过现有的无线解决方案根本无法满足当前VR的带宽和延迟要求,Abrash重申了这种观点,但他相信五年内可以实现,假设焦点渲染是方程的一部分。

接下来,他谈到了将真实世界引入虚拟空间的潜力,即他所称的“增强型虚拟现实”;这将通过扫描你的真实环境以逼真地呈现在头戴式设备中,或者将你置身于另一个扫描到的环境中。这可以作为最终的混合现实“陪同人员”系统,让你自信地在真实空间中移动,拿起真实物体,并看到刚走进来的人,同时让你感觉自己可以在地球上任何地方,模糊了真实世界和虚拟现实之间的界限。虽然我们已经能够在许多环境中创建出一个可信、高分辨率的预先扫描的再现(见Realities),但在消费产品中实时完成这个过程存在重大障碍,但Abrash相信其中许多问题将在五年内得到解决。他澄清说,增强型虚拟现实与使用显示器将现实世界叠加在上面的AR眼镜(如Hololens)非常不同,因为增强型虚拟现实可以对场景中的每个像素有完全的控制,允许进行更精确的变化、对整个场景进行完全的变形,以及其中的任何变化。

增强型虚拟现实真正重要的是能够与其他人分享任何环境,无论是本地还是世界各地。即将推出的Oculus Home虚拟现实头像与Abrash预计五年内的可能相比还比较原始。尽管手部追踪准确度接近于动作捕捉环境中的反光点手套,面部表情捕捉/复制和无标记全身追踪的进步,虚拟人类的逼真呈现仍然是VR最具挑战性的方面,Abrash说,这是因为我们对周围人的表情和肢体语言中最微小变化非常敏感。我们可以期待在与他人分享虚拟空间的可信度方面取得大量改进,但他相信五年内仍然需要坚守在惊险谷的正确一边。在VR中感觉到“真实人类”的存在可能需要几十年。

最后,Abrash重新讨论了去年他所谈到的“梦想工作空间”,其中可以随意使用无限数量的白板、显示器或全息显示器,不论尺寸和配置如何,根据手头的任务进行即时切换,以获得最高效的工作环境。加入虚拟人类,它成为同样强大的集体工作工具。但为了能够舒适地作为全天的工作环境使用,所有他提到的进步都是必需的。例如,显示技术需要足够清晰,以便虚拟显示器可以取代真实显示器;增强型虚拟现实需要能够准确地再现和分享真实环境;视场角需要足够宽以一次看到会议中的所有人;并且空间音频需要足够精确以确定正在发言的人。他说,并不是这个梦想的每个方面在五年内都会成真,但Abrash相信我们将在这条道路上取得很大进展。
在这么多领域中迈出如此巨大的一步的前景让人激动。短时间内的进展令人兴奋,但这真的能实现吗?到那时,一代人是否能迈入第三代消费者头戴式设备?好吧,Abrash在近三年前对消费级VR头戴设备的规格作了不错的预测,所以希望他这次同样准确。

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