一文看懂VR的工作原理

vr，全称virtualreality，即虚拟现实。vr是一套欺骗人类大脑和感知的系统，比如当你带上vr眼镜后，环顾四周，你会发现画面会根据你的移动而变化，感觉就像来到一个全新的世界一样，这就是最笼统的vr定义。
然而，要做到“身临其境”可是相当的不容易。我们的大脑是如此地聪明，以至于要完全骗过它，几乎成为不可能的任务。这也是vr技术诞生30年后的今天，才正式踏上普及之路的原因。
基础硬件
当前vr设备可以大致分成两个类别，一是需要借助外部硬件协助运算的，比如oculusrift和htcvive，它们需要连接一台高性能电脑才能运作。
另一个类别则是依赖设备内置硬件完成运算的，比如piconeovr一体机、大朋vr一体机，这些vr眼镜的特点是无需其他设备协助，能够完全独立工作。
当然，廉价且常见的手机vr盒子也应当归到这一类。vr手机盒子其实只是一个vr外壳，需要把手机放到里面充当屏幕和运算硬件，才能工作。当然大部分的vr盒子并没有多大的技术含量，但像三星gearvr这种本身集成一定的运算能力的vr手机盒子，在体验上就要比2、3百块的vr盒子好得多。
实际情况是，oculusrift、htcvive这种需要连接高性能电脑的vr眼镜的体验是最好的，因为高性能电脑的图形能力更强，其次就是这种强大的性能为vr眼镜的设计提供非常广阔的空间，使oculusrift和htcvive能够做到较高的画面刷新率和极低的延迟，令到vr体验更加真实。
而一体式vr内部运算硬件一般来说和手机差不多，所以其性能体验和依赖高性能电脑的oculus等设备还是有很大差距。不过由于硬件是确定的，所以在优化上要比vr手机盒子好。
也就是说，vr手机盒子的体验是当中最糟糕的了，这不仅仅是成本的问题，由于现实中的手机种类太多，硬件差异也十分大，厂商无法针对每一款手机进行优化，因此体验很难提升。不过三星gearvr则是由于只支持三星旗舰手机，所以在优化上也比较能下功夫，体验就抛离了一般的手机盒子。
vr为什么能看起来真实？
这里的真实不是指和图像和现实看起来一样，而是指3d立体感。事实上，人的双眼看到的画面是不一样的，这种差别让我们能感知到深度，让事物看起来立体。
而vr眼镜也是利用了这种视觉差别，替我们双眼分别安排不用的画面，从而让我们感觉画面是立体的。
这不是跟3d电影一样吗？其实不然，vr强调的是360度全景交互，不仅有强烈的沉浸感和立体感，更重要的是允许用户和虚拟世界进行交互。交互这点虽然目前vr电影还无法体现，但在vr游戏中，更强的沉浸感和交互性正逐步颠覆这游戏业界。
有了强大的性能和立体的表现还不够，头部追踪技术会感知我们的头部动作，这样当我们在现实世界中移动，虚拟现实世界中的我们也就能同样地移动。
当我们向左看，头部追踪技术能够识别这一动作，这时硬件就会即时渲染出左边的场景，这样，我们往左看就能看到左边的场景，往右看则能看到右边的场景，而不会发生场景跟着我们移动的意外。
其实，即使是手机vr盒子，都具备上述的几个关键硬件技术（手机通过陀螺仪模拟头部追踪），但眼球追踪，在vr领域中还算是比较稀有的玩意。
眼球跟踪技术是通过追踪我们的瞳孔实现的，算法能够根据我们注视的景物来变换景深，从而带来更出色的沉浸体验。比如，伸出一只手指举在眼前，当我们注视着它时，手指前方的景物便会变得模糊，而当我们注视背景，手指又会变得模糊，这正是景深不同带来的变化。眼球追踪技术能够知道我们在看哪里，从而模拟景深的变化，让体验更加出色。
随着vr技术的普及，越来越多城市出现各式各样的vr体验馆，比如饭团君身处的广州就有多家htcvive体验馆。如果大家对顶尖vr设备有兴趣，不放查查所在的城市或周边城市有没有这类体验店吧。