随着领先的高端VR头显在2016年首次亮相，我们已经有大约两年的时间来看看第一代VR体验是什么样子。虽然第一代硬件即将推出一系列令人兴奋的游戏和其他VR软件，但市场似乎正在逐渐将注意力转向下一代技术，并培养重新激发的兴奋和动力。下面是一些令人兴奋的项目，可能在接下来的两年内影响VR和AR领域。

Oculus Half Dome原型机
在推出首款Rift消费者版头显之前，Oculus展示了许多原型机和开发套件。在公司2012年的众筹之后，爱好者和开发者见证了Rift DK1、DKHD、DK2、Crystal Cove和Crescent Bay等头显的连续发展，直到消费者版Rift在2016年进入市场。在Rift发布后，Oculus将其研发工作主要保密。直到不到两个月前，他们才公布了Half Dome原型机。
Half Dome将引入一个更大的140度视野（相比Rift的约100度），同时配备可变焦显示和眼球追踪技术。更大的视野将使虚拟世界更加全面和沉浸式。可变焦显示可以通过动态改变焦点来模拟来自不同距离物体的光线，使虚拟视觉更加逼真，也更容易集中注意力在距离较近的物体上；简而言之，它使头显发出的光线更像真实世界中的光线，让你的眼睛更接近在真实世界中的表现方式。然后是眼球追踪——头显能够准确地知道你的眼睛朝向，这可以带来革命性的功能。
Oculus明确表示在Rift 2或下一款PC头显中，我们不应该期望从Half Dome看到所有的东西，但它给我们指明了该公司对未来PC头显的发展方向。

Valve Knuckles控制器
曾经有人认为无需控制器的手套和手指跟踪技术是虚拟现实的理想输入方式，但在过去几年中，有物理跟踪的控制器在VR输入方面的优势已经变得非常明显。首先，按钮和摇杆比手势更可靠，用于二进制输入（如启动“抓取”操作或导航菜单），而且事实证明，在抓取虚拟物体时手中有物体实际上感觉更自然，而不是只是做个抓取的手势却什么也没有。
但使用VR手套能够实现全指跟踪仍然具有优势，如增加逼真感以及在VR中进行细微交互（如戳和捏）的手势更贴近实际。
Valve正在开发的Knuckles控制器旨在融合VR控制器和VR手套的功能，可以感知所有五个手指的位置。上个月，Valve公布了最新版本的Knuckles，命名为EV2，该版本还在控制器的手柄上引入了力传感器，以检测用户握持的力度。控制器设计的另一个重要部分是可以在用户完全松开握持状态下保持在手上的带子。
有了手指跟踪、力传感和带子设计，Knuckles打开了新的交互可能性，例如能够在手上捏碎物体，更自然地扔物品等。
Valve并未说明Knuckles何时将面向消费者发货，但最新的开发套件看起来比之前的版本更加成熟，可能很快会进入批量生产阶段。

Leap Motion North Star
Leap Motion图片来源
AR世界正期待着其突破性进展头戴式设备。虽然HoloLens在很多方面令人印象深刻，但它价格昂贵，视野有限，输入反应迟缓且不精确。市场上要想看到价格实惠、体积小巧且输入输出都具有沉浸感的AR头盔，还需要等待几年。直到那个时候，开发者才能够设计定义AR体验的基本功能、界面和交互方式。就像VR开发者花费了几年时间学习如何创建引人入胜的VR内容一样。

为了不必等待未来，Leap Motion设计了自己的原型AR头盔，旨在为开发者提供一个代表未来AR头盔输入和输出体验的开发平台。

该设备名为“North Star项目”，不太注重外形设计，而是专注于实现宽广的100度视野、低延迟、高分辨率，当然还有公司的手势追踪传感器。Leap Motion开源了头盔的设计，希望North Star能够让AR行业提前设计应用程序和界面，迎接一个人人都佩戴沉浸式AR头盔的未来。

Oculus Santa Cruz
图片来自Oculus
虽然Oculus今年早些时候推出了低成本的“Go”头盔，但它与Gear VR头盔提供了非常类似的体验，而后者已经推出了几年了。
不过，Oculus也在研发一款更具雄心壮志的独立式VR头盔，名为Santa Cruz。你可以将其视为Oculus Go的高级版本，不仅更加强大，而且提供6自由度（6DOF）追踪，意味着用户可以在使用头盔时进行真实的移动，就像高端PC VR头盔一样。虽然Santa Cruz并不是第一款提供6DOF追踪的独立式头盔，但它有望成为第一款同时提供6DOF运动控制器的头盔，使用户能够完全追踪头部和手部，从而使得在头盔上玩更加沉浸的游戏成为可能。

Oculus已经在研发Santa Cruz相当长的一段时间了。该公司在2016年年底首次公布了这款头盔。我们上一次亲自试用这款头盔是在2017年配备运动控制器时。虽然公司尚未公布该头盔的发布日期或价格，但我们预计将在9月底的Oculus开发者大会上听到Santa Cruz的重大更新。

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超高密度显示屏
LG与谷歌的1,443 PPI VR显示屏 | 图片来自Google和LG
如今的VR头盔的分辨率在纸面上可能听起来很高，但由于图像被拉伸到宽广的视野范围内，与典型的计算机显示器相比，当前头盔的分辨率仍然显著不足，甚至远远不能满足人眼的实际能力。在大多数第一代头盔中，我们很容易看到锯齿状的图像劣化以及“屏幕门效应”——一种网格状的伪影，由像素间未点亮的空白空间引起的。有了足够的分辨率，VR头盔可以完全消除这两个问题。

显示器公司正在竞相开发超高密度的显示屏，这些显示屏也便宜到可以用于消费者级的VR头盔。仅在过去几个月中，三星表明正在开发一个分辨率为3,840×2,160、每英寸像素数为1,200的VR显示屏。与此同时，谷歌和LG推出了一个4,800×3,840、每英寸像素数为1,443的显示屏。还有INT公司承诺为VR头盔提供每英寸像素数惊人达到2,228的显示屏。

Varjo Retina分辨率头盔
Road to VR的照片
超高密度显示屏可能还没有问世，但Varjo通过使用宏观显示器和微显示器的组合，为VR头盔实现视网膜分辨率提供了有希望的捷径，可以在你的视野中心提供高密度分辨率，并且不会放弃宽广的视野。虽然大多数VR头戴设备目前采用每只眼睛一个显示屏，Varjo的“仿生显示”头戴设备实际上采用了两个显示屏。第一个显示屏的分辨率与当今传统头戴设备相比是相当标准的，但第二个显示屏是一个像素密集的微显示屏，提供每度60个像素。第二个显示屏的图像是直接投射在第一个显示屏的中心，将像素放在眼睛视野的最清晰的位置。

结果非常令人印象深刻：一个具有沉浸式视野的头戴设备，同时在视野中心拥有视网膜级的分辨率，屏幕上看不到任何像素或屏幕门效果。当然，外围区域是标准分辨率，所以如果你转动眼睛，你将失去高分辨率显示的好处，但对于有机会在VR头戴设备中看到视网膜级分辨率的机会而言，这只是一个小小的权衡，而不是过几年才能实现。该公司还正在研究使用眼球追踪输入移动高分辨率显示的方法，以便无论你看向哪里，都能看到最高的质量。

Varjo的“仿生显示”头戴设备针对企业使用案例进行定位，但该公司已经在很大程度上证明了这种新颖的显示设计，该设计可能在不久的将来应用于消费者头戴设备中。

DigiLens 150度波导
图片由DigiLens提供
如今的AR头戴设备可以做得相当小巧，但通常视野也很小。而“鸟浴”式光学器件（如Meta或Project North Star中的器件）提供了更大的视野，但这样的器件必然是相当笨重的。要实现AR的最终视觉，需要采取不同的方法：提供一个视野宽广的AR设备，其尺寸真正与眼镜相匹配，可以整天佩戴。

透明波导显示技术的开发商DigiLens表示，他们正在努力开发一种波导显示技术，可以在真正与眼镜尺寸相匹配的设备中为AR头戴设备带来150度的视野。该公司的方法包括将“打印”光学调制结构到薄且透明的材料中，通过该材料引导光沿着光学路径，并使其垂直投射，形成用户眼睛中的图像。通过对光的精确操控，光学器件有效地同时充当镜头和显示器，为设计相比大多数AR头戴设备更紧凑的光学器件打开了大门。

图片由DigiLens提供
此外，DigiLens表示，该技术可以与光屏蔽器或液晶屏蔽层相结合（使光学器件变得不透明），使单个紧凑型头戴设备可以同时具备沉浸式AR和VR功能。

DigiLens已经开发出一个AR参考头戴设备，每只眼睛的视野范围为50度。利用将多层光学器件组合的技术来扩大视野范围，该公司预计可以在2019年实现150度的视野范围。

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眼球追踪
照片来自Road to VR
关于眼球追踪已经经常与锐化渲染（在视野中心锐化渲染，外围视野较不锐化以节省处理能力）一起讨论，但是眼球追踪有很多其他功能可以提升VR体验。

除了锐化渲染之外，配备眼球追踪硬件的头戴设备可以自动检测出戴设备的用户，以便即时个性化用户体验，包括自动调整头戴设备的IPD等。眼球追踪也是可变焦显示的关键组成部分，可根据您眼睛的位置动态调整焦点，消除视差-调焦冲突，准确模拟其他效果，如景深。眼球追踪还可以用于像Varjo的头戴设备那样的锐化显示，该设备将显示屏的更多像素集中在视野的最中心（即最清晰的区域）。而配备眼球追踪的头戴设备还可以完成更多更多的工作。

另外，眼球追踪还可以为AR和VR提供更好的使用者交互体验。渲染
像Tobii这样的公司现在为制造商和开发者提供眼球追踪的硬件和软件；高通公司现在在其VRDK头盔中提供了Tobii的解决方案。7invensun正在销售适用于Vive头盔的aGlass眼球追踪开发套件。Fove正在销售具有内置眼球追踪功能的VR头盔的开发套件。Oculus最近展示了一个首次配备眼球追踪技术的新原型。Magic Leap已确认其即将推出的开发头盔上将具有眼球追踪功能。甚至苹果也加入了这个领域，据报道已收购了SMI，这是眼球追踪领域的前领导者之一，并已申请了实施该技术的专利。

Pimax “8K”头盔
Pimax “8K” V5原型机 | 图片来源：Road to VR
尽管目前市面上高端消费级VR头盔的视野约为100度，Pimax希望通过其声称的200度视野和7680×2160分辨率的“8K” VR头盔来挑战现有的头盔制造商。该头盔内置了SteamVR追踪技术，并计划与SteamVR内容兼容。

该公司为该头盔进行了一次非常成功的众筹活动，筹集了420万美元，并在众筹之后通过风险投资筹集了1500万美元。多年来，我们见证了Pimax在其雄心勃勃的头盔上取得的稳步进展，尽管有些延迟，但该公司最近表示他们正在进入头盔的大规模生产阶段，并计划在年底前向众筹支持者发货。

如果Pimax成功，该头盔可能会通过其超广视野和高分辨率为沉浸感设定新标准。

Massless
照片来源：Road to VR
尽管现在有一些优质的VR雕刻、绘画和设计应用程序，但它们都受到对通用输入设备（如Oculus和Vive控制器）的依赖的限制，这些控制器更适合模拟枪械而不是铅笔或画笔的感觉。Massless希望通过开发一款对更高精度要求的VR触笔来改变这一情况。

人类在工具方面有着悠久的历史，在精确性方面，触笔经过了时间的考验，因为它能够由我们的手指而不仅仅是我们的手腕来精心操作。Massless触笔通过使用外部摄像头来追踪设备的笔尖，使您能够以非常自然的方式在空中绘图（甚至在实际表面上绘图）。

Massless尚未宣布确定的发布计划，但今年早些时候我们有机会试用了最新的原型机。

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下一代AR和VR正稳步推进，但这显然不是一个详尽无遗的列表。您期待什么？