（二）现有VR的产品设备及原理
2.现有VR的产品设备及原理
2.1VR产品设备
1、头戴显示设备
头戴显示设备就是传统的VR一体机，也可以叫做主机端头戴显示设备，比较有代表性的便是三大厂商的产品：
（1）Oculus Rift
上图中，最左边的为进行动作捕捉的传感器，中间的便是头戴显示主机，右边的是操作手柄（Xbox专门为游戏定制手柄）。
（2）HTC Vive
图中两个长型手柄代表我们在VR世界中的两只手，所有的交互操作都需要通过这两个手柄来操作；两个方形的物体是基站，可以提供360度的移动追踪（针对两只手柄的位移）。
（3）Sony PlayStation VR
索尼的设备也基本和前两者一致。
目前，国内的显示设备厂商中很大一部分都在做这类一体机产品，比如大朋、3Glasses、UCglass、蚁视、游戏狂人、EMAX、VRgate等，但与三大厂商还存在较为明显的差距。
由于一体机需要将显示、计算、存储、电源等功能性模块全部集成到头戴显示设备中，要达到好的性能，显示设备就很难做到轻便小巧，所以这些设备使用者佩戴起来普遍比较沉重，头部会承受较大的压迫感，不能长时间佩戴。
2、输入设备
手柄是主流的游戏输入设备，是最早大规模使用的VR输入外设。Oculus、HTC、Sony、Gear VR产品都采用或兼容手柄。
上图中为双6DOF控制器Oculus Touch是迄今为止最好的VR手柄，这种输入设备能为用户带来更高级的沉浸化交互体验。但目前而言，其操作体验还没能做到和现实世界中一致，比如我抓住弓弦拉开一把弓然后放箭射靶的操作，在VR中就是两只手按下Oculus Touch上的按钮然后两手分开一定距离，再释放按键（现实世界中所有的拿捏拖压动作在VR中都整合为按下手柄上的按键），有一定的不同。
全身动作捕捉能获取到更完整的动作信号，实现更丰富的交互。代表性的产品/公司有：诺亦腾（全身动作捕捉）、Kinect（微软体感输入）、奥比中光（深度摄像头）等。但是因为使用者手上没有佩戴设备，所以就缺少了作用力这一重要的操作反馈，导致真实性不够强。
其他输入模式还包括手势追踪，最著名的当属Leap Motion。
上图VR眼镜的前部圆角矩形模块即Leap Motion，它搭载在VR主机设备上对手势动作进行跟踪捕捉，然后再反馈于虚拟世界的物体上。在交互操作上较Oculus Touch它更加接近现实世界中用户的真实动作，完全释放了用户的双手，实现更加多样的操作模式。我还未试过Leap Motion，不过到目前为止看到过的演示都是非常赞的。
3、移动VR眼镜
2014年6月，Google在I/O大会上发布了Cardboard，从此掀起了眼镜盒子类产品的风潮。
2014年9月，三星发布了Gear VR，成为了迄今为止性能和体验最好的眼镜盒子产品。针对特定型号手机定制开发的眼镜盒子提供更好的体验。
这里详细介绍一下Google的Cardboard，它的硬件结构非常简单，只有几张瓦楞纸和两个透镜组成，官网中可以下载眼镜的组件及尺寸图，动手能力强的同学可以自行制作。
现在Cardboard已衍生出各种样式的产品，价格基本在15-30刀不等（略微小贵，但这个不用怕，咱有大淘宝～）。
4、JUMP
提到Google Cardboard就不得不提一下其VR视频录制设备JUMP，简而言之，Jump 是一个摄像机阵列，装备有16 个呈圆形阵列的摄像机模块构成，在尺寸及模块排列上都经过精心调整。它可以捕捉到全方位 3D 效果、完美的 360 度、高分辨率的视频：
（1）借助 Jump，任何人都能以虚拟现实视频（带给您身临其境感觉的视频）的形式捕捉世界的精彩，并与所有人分享。Jump 会组合出 360 度视频，让您从任何角度都能感受场景；
（2）完美立体效果，能如实反映物体的远近位置。其 3D 拼接方法可以制作精美无缝的全景视频，拼接之处不留痕迹；
（3）编译后的 3D 视频具有超高分辨率，相当于 5 个 4k 电视同时播放。
拍摄完的视频需要通过JUMP 编译器处理，运用先进的计算机视觉功能和强大的计算能力，能将 16 个视频转换为立体的虚拟实境视频。
在YouTube上有很多人使用JUMP拍摄的视频。
2.2VR的原理
1、立体图像
人之所以能够看到立体的景物，是因为我们的双眼可以各自独立看东西，左右两眼有间距，造成两眼的视角有些细微的差别，而这样的差别会让两眼个别看到的景物有一点点的位移。就像我们观看一个物体时，其实左眼和右眼看到的画面是不一样的，人类的大脑很巧妙地将两眼的图像融合，产生出有空间感的立体视觉效果在大脑中。3D立体眼镜，就是通过控制主机输出立体讯号（左眼图像和右眼图像）到屏幕，使其同步切换左、右眼图像，换句话说，左眼看到左眼该看到的景像，右眼看到右眼该看到的景像，让这个视差持续在屏幕上表现出来。
2、拍摄视频中物体的深度
软件处理编译拍摄视频时，已知每两个摄像头之间的相对距离、位置，因此只需能计算出两个摄像头之间的场景像素，就能得到场景中某个点的深度。通俗一点讲：两点能确定一条线，已知的两条线交叉处就能确定一个点的深度距离，然后无数多个这样的点组成了虚拟世界中物体的深度信息。
当你找到匹配的区域，同时也知道在图片上这些区域的距离差，你就能计算出相机阵列和这个区域实物之间的距离。当物体离相机很近时，物体在画面上会变大。如果物体在无限远，那么两个相邻相机照出来的图片天空部位会非常接近。
3、移动VR眼镜
它的原理很简单，利用三轴陀螺仪、重力感应器等体位传感器的帮助，用户所看到的画面可以跟随佩戴者头部的移动而做出相应的反应，产生近似现实的视觉反馈。让视觉内容可以根据用户头部运动而作出相应反馈，并提供了实时的操纵方式。
转载自：http://www.mobileui.cn/designers-should-popularize-vr-industry-information.html
