Oculus工程师:VR永不成功?美军专家论断存在明显漏洞

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无处可逃，oculus rift上最出色的游戏之一。

最近，我被一篇名为“美国军事专家说虚拟现实可能永远不会成功”的文章所吸引。很多朋友来问我虚拟现实是否是一个虚假的需求，虚拟现实行业能走多远。基于我在虚拟现实行业的积累，我想分享一些关于虚拟现实的事实。

让我从我自己的背景开始。我在2014年7月加入oculus，当时oculus刚刚被facebook以23亿美元收购。我有幸参与了许多早期的虚拟现实软件开发(Oculus Store、Oculus Video、Oculus Social)，并见证了裂谷/齿轮从一个粗糙的开发者版本逐步迭代到一个成熟的消费者版本。与此同时，在oculus和其他制造商的推动下，整个虚拟现实行业正在逐步领先。在oculus，我有幸与3d引擎之父、才华横溢的程序员约翰·卡马克共事。(关于约翰·卡马克的故事不可能日以继夜地完成，感兴趣的朋友可以阅读《末日大师》。(

卡马克获得英国电影电视艺术学院奖。45岁的卡马克仍然保持着惊人的编程效率。

|无法解决的眩晕？

回到美国军事专家史蒂夫·布莱克(steve blake)的文章，他的核心观点是，佩戴虚拟现实设备时的恶心和头晕问题(英语中有很多说法，包括晕船、运动病、模拟器病等)。，以下简称“头晕”)不能解决。

首先，让我们看看是什么导致头晕。

事实上，oculus开发者博客上的一篇文章系统地讨论了这个问题。这篇文章是由汤姆福赛思在2013年写的，他是一个在游戏行业已经工作了20多年的老手，在阀门，英特尔，rad游戏工具公司工作。他描述了头晕的一些原因。

其中，导致头晕的四个问题可以解决:

误差的失真校正:

为了增强用户的沉浸感，虚拟现实设备将使用一套放大镜来扩大用户的视野，原理与广角镜头相同。然而，当视角放大时，图像将会失真。传统的想法是从透镜开始，使用昂贵的非球面透镜来最小化图像失真。另一方面，Carmack与潮流相反，在渲染时直接扭曲图像，然后通过镜头抵消这种扭曲。这种方法的优点是显而易见的，它降低了使用非球面透镜的额外成本。挑战在于准确计算反向失真的参数。如果数值不准确，用户通过镜头看到的图像仍会失真，导致头晕。

幸运的是，主流供应商(Oculus，HTC，谷歌纸板，PSVR)帮助开发人员在他们提供的软件开发工具包中解决这个潜在的技术问题。

反向扭曲渲染后的图像

ipd错误，瞳孔间距参数(IPD)

模拟3d成像时，屏幕上呈现的图像将被分为左右两个屏幕，分别模拟人的左右眼看到的图像。这两幅图像基本相似，只是略有不同(正如你在上面的图片中看到的)。差异的大小取决于人的瞳孔距离，而不同人的瞳孔距离是不同的。因此，在渲染图像时，有必要考虑用户的实际瞳孔距离。如果瞳孔距离参数设置不正确，用户将无法聚焦，导致眩晕。

在之前的dk2开发者版本中，oculus提供了一个参数设置工具，让用户可以提前设置他们的瞳孔距离参数。在最新的rift消费者版本中，oculus更进一步，直接提供了一个硬件开关来动态调整瞳孔距离参数。

高延迟(延迟)

美国军事专家史蒂夫在他的文章中也提到了延迟问题。这里的延迟指的是用户输入(例如头部旋转)和用户观察图像变化之间的时间差。如果延迟足够大，用户感知到的动作和他实际看到的会有偏差，导致头晕。oculus的首席科学家Michael abrash有一篇文章专门讨论这个问题(延迟——ar和VR的必要条件)。这篇文章写于2012年底，准确地解释了延迟的原因。以头部旋转为例，从用户旋转他的头部到他实际看到他面前的图像变化的时间，他需要经历三个步骤:传感器检测头部旋转角度的变化-中央处理器计算要渲染的新图像-屏幕更新图像。每个环节都会产生延迟。当总延时大于15毫秒时，会产生明显的眩晕。文章还指出了相应的解决方案——使用高刷新率传感器和oled显示屏。

作为迈克尔20年的老朋友，通过oculus和三星之间的工程努力和合作，卡马克完美地实现了这个项目。此外，carmack在第二步做了进一步的优化，引入了atw(异步时间扭曲)将延迟控制在15毫秒以内。这个精彩的故事可以在卡马克关于oculus connect的演讲中找到。

不符合虚拟现实的产品设计标准

虚拟现实应用的发展与传统3d游戏的发展有许多相似之处，但它们之间有许多不同之处，因为虚拟现实提供了一种新的交互方式。

valve的Joe ludwig专门写了一篇文章来解释vr应用程序开发与传统3d游戏开发的区别和注意事项(从港口团队堡垒2到虚拟现实的经验教训)。

然而，正如美国军事专家史蒂夫所描述的，由两个原因引起的眩晕暂时还没有得到很好的解决:

缺乏深度信息

正常人的眼睛在看物体时有焦距。不同的焦距对应不同的视角。视角内的图像清晰，视角外的图像模糊。玩过单反的朋友应该对此有深刻的理解。

但是，在渲染图像时，当前的虚拟现实设备不考虑焦距，默认情况下焦距是无限的(也就是说，可以清楚地看到所有对象)。事实上，这个问题并不是很严重，但是由于这个原因，少数人会遭受眼睛疲劳和头晕。

c是真正的人眼成像；d是虚拟现实设备模拟成像。

运动信息感知错位

这里眩晕的原因实际上类似于前面提到的延迟，也就是说，用户感知到的动作与实际看到的不一致，更深层的原因是视觉神经和前庭刺激之间不一致。

例如，用户在虚拟现实世界中玩跑酷，但在现实世界中却坐着不动。事实上，现实生活中的一些眩晕也是由这个原因引起的，比如晕车和晕船。

汤姆·福赛思的这篇文章写于2013年6月。2016年，当我们回头看，上面提到的两个无法解决的问题已经在一定程度上解决了。最新的ar设备已经可以显示深入的信息(参见硅谷的一个小伙伴amber的文章“神奇的飞跃”)。魔术飞跃和微软的全息透镜有什么相同点和不同点？“，他详细描述了光场显示技术)；最新的虚拟现实设备已经实现了位置跟踪，这意味着用户在现实世界中的移动可以一对一地映射到虚拟世界。像virtuix omni这样的硬件也在试图解决如何在虚拟世界中自由运行的问题。

传奇的virtuix omni。

另外，在产品设计方面，开发者也有很多创新。史蒂夫的第一人称模拟飞行是虚拟现实中最容易导致眩晕的应用之一(视觉神经和前庭刺激之间有很强的不一致性)，但是用户非常喜欢这种类型的应用。因此，机智的开发人员通过各种产品设计创新来满足用户的需求。gearvr或eagle flight上的粉碎命中就是例子，它们将很快在oculus rift上发布。

好的，在这一点上，我相信每个人都对美国军事专家史蒂夫的观点有了更全面的理解。史蒂夫的观点，在2016年的今天，很难站得住脚。

|神话还是事实？

美国军事专家是对的吗

此外，史蒂夫文章中的一些断言也有明显的漏洞。

神话1

“每个人都认为这些设备是新的和革命性的，但这不是事实。在过去的两年里，这些设备的价格从8万美元降到了500美元。我们没有进行多少技术创新。

这个论点非常脆弱。位置跟踪和手部跟踪是当代虚拟现实设备的核心技术，这些技术在20年前并不存在(注:史蒂夫引用的论文实际上来自1989年5月)。

神话2

“目前，大多数演示都是宣传性的，而在其他行业的展览中，虚拟现实的内容通常只有几分钟。我不知道这些制造商是否是故意这样做的……这解释了为什么这么多人认为他们喜欢虚拟现实。

早期的演示只有几分钟长，因为它们实际上只是“演示”。Oculus将很快推出30多个应用程序，每个应用程序都可以让用户体验几分钟。

神话3

“我们都是专家，知道我们在做什么，但是当你站在我们的实验室里环顾四周，你会发现没有人戴着oculus。在极少数情况下，研究人员佩戴虚拟现实只是为了确认某件事，然后在30秒内将其取下。大多数时候，我们会观察并排放置的两个显示器的视觉效果。当项目最终完成时，我们所有人都非常高兴，因为我们再也不用带这些头盔了。”

工程师在开发时不佩戴虚拟现实设备，不是因为他们不喜欢虚拟现实，而是因为他们戴上虚拟现实后就不能开发了。虽然unity/虚幻正在尝试虚拟现实编辑器(可以通过佩戴虚拟现实设备来开发)，但目前最有效的方法是在pc机上开发，必要时佩戴虚拟现实设备来检查效果。另外，项目完成了，大家都很开心。是不是因为这个项目完美地结束了？

在硅谷的各种虚拟现实展览会上，我们经常会遇到一些梦想虚拟现实十多年的技术人员。他们在这个领域的热情是普通人无法想象的。正是这群积累了十多年技术的人，使得虚拟现实有可能进入今天每个人的生活。

在文章的最后，我引用了michael abrash在oculus connect上的一句话，与所有关心虚拟现实行业的同学分享。

“虚拟现实即将到来，但它所走的道路取决于几千名关键人物的行动，其中可能包括你。这可能很难相信，但我完全是认真的。”“虚拟现实时代即将到来。这条崎岖的道路能否通过，取决于成千上万关键人物的行动——可能包括你。这也许难以置信，但我已经下定了决心。”