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部分图片和文字来源互联网,侵删。

一. 前言

如果你看过 Facebook(现在的Meta)的《Connect 2021 大会》,那你大概对其中对于 “元宇宙” 的描述不会陌生。在小扎对于“元宇宙”的一系列描述中 VR AR 等虚拟现实技术是承载“元宇宙”的重要载体,相比于隔着一块“屏幕”的 2D 世界而言,虚拟现实能够提供非常强烈的临场感,其终极形态大概类似于黑客帝国中的 Matrix。
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关于虚拟现实的电影:《黑客帝国》、《刀剑神域》、《头号玩家》

虚拟现实带来的新奇感受很难用言语去表达,这也是为什么我跟身边的同学聊 VR 的时候他们很难感同身受,要真正理解 VR 的魅力头显(VR 眼镜)是必须的,否则你无法真正理解 VR 的沉浸感,以及他所带来的对传统游戏或交互体验的颠覆。
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小扎干脆把公司名字换成了 Meta ,元宇宙概念大为流行。
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二. 什么是 VR AR MR?

一句话总结就是 VR 是全虚的,AR 是半真半假,MR 是真假难辨。

大家日常生活中肯定听说过 VR,AR,MR 甚至 XR,也可能在商场中体验过 VR ,或者玩过支持 AR 的游戏,但他们的区别到底是怎样的呢?

AR(Augmented Reality,增强现实)

将虚拟叠加到现实画面中

AR 即增强现实,是真实世界数字化信息融合,通过电脑技术,将虚拟的信息应用到真实世界,真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。目前的 AR 应用很多都是基于手机,比如 Pokemon Go:
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关于 AR 眼镜,何同学有做过一期“2021年了,AR眼镜可以做什么?”的视频,我也是看了这个之后有想法想要买一个 VR 眼镜。
点击查看【bilibili】
关于 AR 比较出名的设备是 2012 年谷歌生产的 Google Glass ,不过最终停产。
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苹果早在 2017 年就发布了 ARKit 开发者工具,可以期待下预计于 2022 年发布的 Apple Glass 苹果眼镜,根据爆料可能长这样:
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VR(Virtual Reality,虚拟现实)

在 VR 中一切都是虚拟的。

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VR 即虚拟现实,是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界,提供用户关于视觉等感官的模拟,让用户感觉仿佛身历其境,可以即时、没有限制地观察三维空间内的事物。目前要体验 VR 一般都要佩戴头显,应用上比较受欢迎的比如据Facebook 透露已售出一亿美元的 Beats Saber 。 video.mp4 (5.68MB)Beats Saber

目前卖的比较火的头戴设备是 Meta Quest,也就是本篇文章要介绍的一款头显,由 Facebook 于 2014 年用 20 亿美元收购。
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MR(Mixed Reality,混合现实)

MR,就是Mixed Reality,混合现实,MR既包括增强现实和增强虚拟,指的是合并现实和虚拟世界而产生的新的可视化环境。在新的可视化环境里物理和数字对象共存,并实时互动。 MR 和 AR 的界线并不清晰3f829108-f98f-43b9-9930-873dcb15_6750.mp4 (12.27MB)在 MR 方面走在前沿的是微软 HoloLens2:
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微软 HoloLens2


XR(Extended Reality,扩展现实)

除了VR,AR,MR ,你可能还会听说XR,简单来说,XR=VR/AR/MR ,它是VR 虚拟现实,AR 增强现实和MR 混合现实的集合。
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三. 关于 VR 设备的种类

回到我们今天的主题上来,关于 VR 设备的选择,大概分为 “手机盒子”,“PCVR” 和“VR 一体机”三种。

1. 手机盒子

需要配合手机使用,其工作原理是把手机放进设备内部,图像和运算通过手机运行。优点是结构简单,便于操作,价格低,易于携带,缺点则是功能单一,佩戴眩晕的情况比较常见,体验度不高。 这方面的代表是 Google Cardboard
【总结】Oculus Quest2 体验报告 - 图16

2. PCVR

PC端头显,具备独立屏幕,技术复杂,功能完善,需要连接主机进行使用。这类产品的优势是显示效果好,各类资源丰富,佩戴后可在虚拟世界一定范围内活动,体验感高,缺点是活动范围取决于数据线的长度。这方面的典型代表是 HTC ViveOculus Rift(已停售) 等。
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早期 PCVR 需要连接一根数据线才能正常串流,现在随着无线串流方式(如 Oculus Link ,Virtual Desktop等)逐渐成熟可以逐步舍弃繁琐的数据线限制。


3. VR 一体机

优势明显,无须借助外部设备,具有独立的显示器和计算单元,定位精准,运行顺畅,高分辨率,能够打造极佳的沉浸式体验,无论是看电影还是打游戏都游刃有余。你可以将 VR 一体机理解为在头显中直接放入了类似于安卓手机的操作系统和硬件,比如 Oculus 中就是使用 Android 系统。
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安卓开发者比较熟悉的 ADB Device ID

VR一体机的典型代表是 Oculus Quest2, 其他还有字节收购的 Pico,小派,爱奇艺最近发布的奇遇 VR 等。虽然 Oculus Quest 是 VR 一体机,但其同时支持 PCVR 串流的方式,且有官方实现的 Oculus Link 无线串流方案,只要带宽足够其体验非常不错,搭配其 2000 左右的价格性价比超高。

有评测拆机后发现 Oculus 设备基本不赚钱,其路线类似于索尼 Play Station 通过后续内容挣钱。
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四. Oculus Quest2 设备介绍

Oculus Quest2 在 Facebook 改名后改为 Meta Quest2。

开箱

11.3 中亚海淘,11.13 收货,加上进口关税不到 2200 RMB, 128 GB 存储版本,性价比很高。某宝某东基本都要 3000+,智商税就不要交了,不过机器激活比较麻烦,懒得自己搞的话可以淘宝找人激活,我大概从下午折腾到半夜才搞定…
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配件包如下:
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设备参数

  • 分辨率(越高越好):单眼 1832 x 1920 ,大概不到 2k 左右的分辨率,是目前主流的分辨率但并不算高分辨率,要达到视网膜效果还有很长的路要走(算力,传输带宽,屏幕分辨率等)

    VR头显我们不是肉眼直接看屏,而是通过透镜看一个尺寸被放大后的屏,渲染分辨率要高于原始分辨率才能铺满屏幕,对显卡和传输要求很高,比如 Oculus Link 默认渲染分辨率要 2704 *2738 才能保证压缩后达到单眼分辨率。详见VR头显参数解谜——分辨率篇

  • 刷新率(越高越好): 目前是 90HZ,实验室支持到 120 HZ。

    150-240fps的刷新率才能让一般人觉得足够真实。 => 目前 4k 120HZ 已经非常困难,卡皇 3090 不清楚能否做到。

  • 存储(越大越好): 官方基础版存储已升级到 128GB 存储,实测安装 50 款游戏和应用没有问题,目前一体机 VR 游戏普遍流程不长。

  • 重量(越轻越好): 头显重量在 503 克,也就是一斤,实际体验下来戴个一两个小时还算可以,如果不适的话可以考虑买个舒适的头戴代替原厂头戴。
  • 电池容量(越大越好):电池容量大概能够运行两个半小时,如果需要长时间佩戴可以随身携带个充电宝,不建议长时间佩戴,眼睛会感到疲劳。

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支持 6 Dof

参考:VR设备常说的3DOF和6DOF到底是什么? - 弥天VR智能游戏舱的文章 - 知乎 https://zhuanlan.zhihu.com/p/114650000

dof:degree of freedom,即自由度。其中 3dof 是指有3个转动角度的自由度,而 6dof 是指除了3个转动角度外,再加上 上下、前后、左右等3个位置相关的自由度。

因此,当我们说 3dof的VR眼镜或VR设备时,是指该VR设备可以检测到头部向不同方向的自由转动,但是不能检测到头部的前后左右的空间位移。而6dof的VR设备(眼镜),则除了检测头部的转动带来的视野角度变化外,还能够检测到由于身体移动带来的上下前后左右位移的变化。

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VR 设备之所以带给我们超强的沉浸感,是由于你不仅能够看到全方位的虚拟景象,还能够通过VR设备与虚拟的景象实时地发生交互,这才是VR游戏真正的魅力所在。3DOF的VR设备一般可以用来看VR电影,而要达到玩游戏时与场景中的交互,则需要能够支持 6DOF 的VR设备。


防护系统

当你身处虚拟世界中时,完全感知不到现实世界的话可能会对现实世界中的物体造成破坏,所以 Oculus 目前提供了防护系统,会在你实际超出防护系统边界时提醒你,实际体验下来非常不错。具体看视频就懂了: 218003467_1833022926870314_2907088371130151332_n.mp4划出区域 217573169_409094327080865_2631337137403721764_n.mp4形成防护网 217807053_199241408879752_7296049256998241955_n.mp4超出提醒 Oculus Quest即将推出的空间感应防护功能.flv (6.28MB)V34 中 Oculus 推出空间感应功能


手势识别交互套件

Oculus Quest 2 和 Quest 手势追踪功能目前支持下列手势:

手势 用途 使用方法
对准捏拉 选择对象。 出现光标后,将手指向目标对象。然后捏合拇指和食指,即可选择。 10000000_396052002031790_8600858963687332628_n.gif
捏拉滚动 向上、下、左、右滚动 手指捏合,同时向上、下、左、右移动手部,即可进行滚动。完成滚动后,松开手指。 10000000_256798602854117_2088549725741404393_n.gif
手掌捏拉 返回 Oculus 主控室菜单。 手掌举至与眼睛齐平,拇指和食指捏合,直至出现 Oculus 图标,然后松开。 10000000_842034886405761_4051528175882903740_n.gif

据我自己的体验而言,目前的手势识别能力已经比较顺滑,因为是摄像头视频,所以需要光线比较亮的情况下效果较好,截取一段网络的评测:
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一体机 & PC 串流

Oculus Quest2 是一台一体机设备,也就是说你拿到头显就可以下载使用头显中的应用和游戏,其体验受限于一体机的性能。你可以正常在 Oculus 的 App Store 上下载游戏和应用:
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但同时 Oculus Quest2 也支持和 PC 端串流,也就是将 PC 端渲染的画面传输到头显中,你在头显中的操作也会映射到 PC 端应用中。你可以采用有线和无线两种方式进行串流,网速够快的话推荐无线方式,比较自由,没有线的束缚。数据线的话传输速率没有问题,只不过你得裹一根线在身上,范围取决于线的长度。

为了避免卡顿,最好配备无线 WIFI6 路由器以及 CE5+网线以提供足够的传输带宽,推荐华硕 RT-AX56U 。

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https://www.oculus.com/accessories/oculus-link/?locale=zh_CN

需要注意的是目前 Oculus 的 PC 端软件仅支持 Windows 端:
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PC 端的 Oculus AirLink,用于连接 VR 头显

大部分 PC 端 VR 游戏都是只支持 Windows,所以如果你要体验更多的 VR 游戏和应用的话一台高性能主机是必须的,我为了体验 PCVR 特地组装了一台(内存容量 和显卡比较重要),对配置感兴趣的戳《【实践】我的装机配置单》。
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Inside Out 定位技术

直白的说,该技术可以让你带着头显看清外面的世界,目前 Quest2 看到的现实世界是黑白的,还有很多噪点和水波纹,不过还算是基本能用。
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通过这个技术 VR 也可以实现 AR 的功能,通过前置摄像头将画面传给头显即可,详见:【老大哥】下一代AR眼镜,或许是一台 VR
点击查看【bilibili】


五. 内容生态

如果光有设备没有内容那么用户仍然很难被吸引,要用户持续使用需要有足够强的内容生态。目前 Oculus 应用市场中的 VR 应用数量大概在 300+,AppLab(实验室开发中的应用)中大概在 600+,SideQuest(三方应用市场)App数量在1800+,SteamVR 中支持 VR 模式的游戏在 5000+。
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三方应用市场 SideQuest

目前 VR 应用市场中已经有了足够多的游戏和内容,但普遍流程不长,能称得上 3A 的游戏也仅有半衰期 Alyx 一个,市场还没有学会如何制作一款好的 VR 游戏,不过正如塞尔达时之笛出来之后大家知道如何做好 3D 一样,Alyx 出来后肯定会有更多的优秀游戏诞生出来,考虑 3A 游戏的制作周期,第一批大概会在 2023 年出来。
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半衰期 Alyx

游戏

游戏目前是 VR 设备的主要应用场景,比较受欢迎的游戏很多,剑与魔法,星球大战,渔夫的故事等。
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剑与魔法
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星球大战三部曲
等…更多的 VR 游戏推荐详见【收集】Oculus VR 游戏推荐


运动

Oculus 中有很多体育运动 App,比如网球,乒乓球,健身,拳击,攀岩,节奏光剑等,体验下来很不错,特点是非常真实,有些游戏确实可以起到健身效果和磨炼运动技术。比如 39003245_4457408971046282_6958053595491237507_n.mp4 (6.4MB)Supernatural


生产力

https://www.oculus.com/blog/unleash-your-creativity-through-vr-art/

在 VR 中制作 3D 艺术作品拥有天然的优势,比较出名的应用比如谷歌的 Tilt BrushGravity Sketch 等, 在 B 站中有很多美轮美奂的作品集:
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还可以这样画画?【VR绘画】无限可能的创造力


社交

VR 因其身临其境的临场感在社交领域大有可为,在 VR 中你可以跟世界各地的朋友面对面交流,甚至可以去触摸对方。比方说比较火的 VRChat ,但同样要注意因为在 VR 世界中其实更容易被骚扰。
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近期在触感手套,全身体感追踪方面也有很多进展,也许像头号玩家中的体感皮肤过不了多久就会有解决方案出来。
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Meta/Facebook展示了触觉手套研究的最新进展


办公

在疫情影响下,居家办公成为科技公司新的办公方式,如何让远在千里之外的同事有共处一室的感觉呢?VR 给出了解决方案,可以看 Meta 的 Workroom 应用: 57566679_353347886334076_677278280434084532_n.mp4 (5.17MB)他可以将真实的电脑设备投影到会议中:
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也可以大家一起在会议黑板上一起涂涂画画:
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影音

因制作难度和 VR 本身比较小众的原因,高质量的 VR 视频现在还不够多,要达到好的视频清晰度片源需要足够高清才行,否则就非常模糊,容易眩晕。目前比较好的视频市场比如 Oculus TV,YoutubeVR 等:
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国内爱奇艺在 VR 方面其实也比较敏感,已经有应用,也推出了自己的头显,只是内容不多还要付费。
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六. 参考文档