今年在上海世界移動(dòng)通信大會(huì)上出現(xiàn)的虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）展臺(tái)和樣品比往年更多。我們發(fā)現(xiàn)很多參觀者都戴上了如圖1所示的頭顯設(shè)備（HMD）。圍繞VR的大肆宣傳已經(jīng)醞釀多時(shí)。另一方面，銷量卻未達(dá)到預(yù)期。徹底釋放VR及諸如增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）和擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR）等相關(guān)技術(shù)的潛能需要我們做出哪些改變呢？

圖1：2017上海世界移動(dòng)通信大會(huì)：參觀者試用其中一臺(tái)VR樣機(jī)。

HMD有多種產(chǎn)品，從廉價(jià)的紙盒式設(shè)計(jì)到深度浸入式高端產(chǎn)品，如HTC Vive，及很多界于這兩者之間的設(shè)計(jì)（圖2）。在浸入軸的左側(cè)，所有的頭顯設(shè)備都是便攜式且使用適用于此設(shè)備的現(xiàn)有智能手機(jī)所采用的處理能力和顯示屏。在右側(cè)，所有的HMD均由電腦或控制臺(tái)供電，使得用戶在體驗(yàn)VR時(shí)有所限制。正如我的同事在一年前所指出的，這個(gè)球和鏈?zhǔn)窍拗朴脩趔w驗(yàn)的一大因素。

圖2：此圖顯示了流行HMD的價(jià)格與浸入程度的關(guān)系。（消息來源：CEVA）

預(yù)計(jì)所有頂級(jí)VR頭顯設(shè)備的銷量會(huì)逐年增加（圖3）。也就是說，便攜式頭顯設(shè)備三星Gear VR和谷歌Daydream的出貨量預(yù)計(jì)比受限于電腦/控制臺(tái)的頭顯設(shè)備要高得多。其它市場(chǎng)研究公司也做出了相同的預(yù)計(jì)。據(jù)BI Intelligence預(yù)計(jì)，搭載智能手機(jī)的頭顯設(shè)備將是未來數(shù)年銷售量增長最快的產(chǎn)品。其它搭載控制臺(tái)和電腦的頭顯設(shè)備的銷售量也會(huì)增加，但不會(huì)那么快。

圖3：顯示了2016年及2017年全球VR頭顯設(shè)備的出貨量。

此報(bào)告未包括的新產(chǎn)品為獨(dú)立式VR頭顯設(shè)備。坊間有關(guān)此領(lǐng)域所有巨頭的傳言，包括Facebook、Samsung、Google和Intel。預(yù)計(jì)獨(dú)立式VR頭顯設(shè)備將于2018年上市。此產(chǎn)品會(huì)遇到與搭載智能手機(jī)頭顯設(shè)備相同的挑戰(zhàn)。

對(duì)此也有不同的預(yù)測(cè)，Mediatek在其博客中稱2021年的VR頭顯設(shè)備的出貨量將達(dá)到近6000萬臺(tái)。與2016年1680萬臺(tái)的出貨量相比，增加了約240%。這些數(shù)字基于Juniper Research的一項(xiàng)研究。這意味著解決了頭顯設(shè)備移動(dòng)性挑戰(zhàn)（即能耗、計(jì)算資源及內(nèi)外追蹤）的公司的銷量會(huì)最高。另一大挑戰(zhàn)是內(nèi)容質(zhì)量，這是所有產(chǎn)品都面臨的問題。

從上海世界移動(dòng)通信大會(huì)拍攝的兩則簡短視頻來看，移動(dòng)VR解決方案的一些問題將必須加以解決。在第一個(gè)視頻中，我們立即就能發(fā)現(xiàn)可穿戴設(shè)備上的電線與一臺(tái)高性能的電腦連接，以處理任務(wù)并給設(shè)備供電。在第二個(gè)視頻中，你們會(huì)看到一個(gè)小女孩正在用Leap Motion參考平臺(tái)操縱一個(gè)基本3D模塊。在第二個(gè)視頻中，樣機(jī)的功能是通過外部傳感器來實(shí)現(xiàn)的，這限制了原先確定好的活動(dòng)空間。

價(jià)格、內(nèi)容和移動(dòng)性是VR設(shè)備的瓶頸

如果你在追HBO的電視劇《Silicon Valley》，你可能已經(jīng)注意到這一季中出現(xiàn)了一個(gè)新角色，編程神童Keenan Feldspar。在劇集中（警告：有劇透?。?，他打造了一款浸入程度很高的VR樣機(jī)。在所有大肆宣傳平息之后，解決方案飽受詬病，因?yàn)樗枰慌_(tái)價(jià)值10000美元的設(shè)備才能正常工作且不能自由移動(dòng)。這正是現(xiàn)實(shí)生活中VR產(chǎn)品所面臨的情形。阻礙現(xiàn)在的VR產(chǎn)品在市場(chǎng)上大量銷售的最主要因素是價(jià)格及這種沉重設(shè)備無法自由移動(dòng)。這部劇的粉絲認(rèn)為Feldspar的角色是電視劇版的Oculus創(chuàng)建人Palmer Luckey。Luckey自己最近把推特的頭像換成了Feldspar的照片。

Luckey在Facebook于2014年以20億美元的價(jià)格收購自己的公司時(shí)加入了Facebook。其首款HMD，Rift于2016年推出，但銷量讓人失望，因此Luckey被Facebook炒了魷魚。自那時(shí)起，他發(fā)推特確認(rèn)自己通過Patreon給一個(gè)名為Revive的項(xiàng)目投了2000美元。此項(xiàng)目讓專為Oculus Rift設(shè)計(jì)的VR游戲在競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品HTC Vive上運(yùn)行。目前，優(yōu)質(zhì)內(nèi)容是特定VR生態(tài)系統(tǒng)吸引消費(fèi)者的一個(gè)主要區(qū)別因素。但顯然，Luckey相信內(nèi)容應(yīng)該是跨平臺(tái)的，我也傾向于同意此觀點(diǎn)。

順便要提到的是，Khronos Group正在打造一個(gè)名為“OpenXRis工作組”的適用于VR和AR應(yīng)用和設(shè)備的公開免版稅標(biāo)準(zhǔn)。如果成功的話，這會(huì)打造出一款跨平臺(tái)架構(gòu)，免去了為每類設(shè)備的API移植應(yīng)用、游戲及引擎的需要。

移動(dòng)VR的挑戰(zhàn)

移動(dòng)設(shè)備上的挑戰(zhàn)稍有不同。受限的問題已經(jīng)解決，剪掉煩人的電線意味著開啟了基于位置的內(nèi)容的無盡機(jī)會(huì)。但仍有其它挑戰(zhàn)，首先是能耗。移動(dòng)意味著電源被整合進(jìn)HMD內(nèi)部，電池大小和重量由不影響用戶舒適度的頭顯設(shè)備決定?，F(xiàn)在電池從前面移到了后面，用以平衡重量。除了影響設(shè)備運(yùn)行時(shí)間的電池大小，還得考慮處理量。渲染全高清圖像所需的處理能力遠(yuǎn)低于渲染4K分辨率的圖像的，而4K正是處理量的分水嶺。

舉個(gè)例子，Caraok獨(dú)立式VR頭顯設(shè)備（圖4）配有一塊3200mAh 400g的鋰電池，號(hào)稱使用時(shí)間長達(dá)3小時(shí)。頭上戴著這么重的東西，你能3小時(shí)不低頭嗎？沒有明確的答案，但有一件事很確定：處理必須極為高效才能讓電池的每mAh都能發(fā)揮作用。

圖4：Caraok：你也許能玩上3小時(shí)，但你的頸部肌肉能支持那么長的時(shí)間嗎？（消息來源：Amazon）

也許正在開發(fā)獨(dú)立式VR頭顯設(shè)備的Oculus的原型機(jī)（代號(hào)“太平洋（Pacific）”）會(huì)給這些問題提供一些答案。Facebook的CEO Mark Zuckerberg稱其會(huì)在Rift受限的浸入式體驗(yàn)和Samsung Gear VR的輕型設(shè)備體驗(yàn)中找到“平衡點(diǎn)”。這意味著享受其它Oculus設(shè)備所具有的相同功能——浸入式游戲、視頻觀看及社交網(wǎng)絡(luò)，但無需電腦為其供電也沒有那些惱人的電線。標(biāo)價(jià)200美元，這有可能就是最佳價(jià)位。

外內(nèi)及內(nèi)外追蹤

大多數(shù)固定式VR設(shè)備都是通過在室內(nèi)布置傳感器對(duì)用戶的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行“外內(nèi)”追蹤，從而確定HMD的位置。反其道而行之的內(nèi)外追蹤是將傳感器置于用戶所佩戴的頭顯設(shè)備上。內(nèi)外追蹤是移動(dòng)HMD必須具備的功能。這要求頭顯設(shè)備上的傳感器更智能，此外傳感器要與顯示屏和處理器共用電源。盡管內(nèi)外追蹤更為復(fù)雜且更具挑戰(zhàn)性，但其顯著優(yōu)勢(shì)是真正實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的完全自由移動(dòng)。由于不依賴于外部傳感器，因此你能在任何地方使用它，而不僅僅是預(yù)配置的房間。內(nèi)外追蹤仍不像外內(nèi)追蹤那樣精確，但它在迎頭趕上。計(jì)算方面的挑戰(zhàn)是實(shí)現(xiàn)6度自由追蹤，以及眼球追蹤和手勢(shì)追蹤。

VR的一項(xiàng)需要很多處理能力的功能是生成超高清圖像，以帶來真實(shí)的而非像素化的體驗(yàn)。圖像的360度特性甚至讓這一功能更難實(shí)現(xiàn)。由于與游戲計(jì)算機(jī)和控制臺(tái)相比，通常移動(dòng)系統(tǒng)的處理能力要低，因此VR設(shè)備的分辨率也會(huì)比較低。

注視點(diǎn)渲染

注視點(diǎn)渲染可能是VR領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新。通過追蹤用戶的眼球運(yùn)動(dòng)，注視點(diǎn)渲染讓設(shè)備只顯示用戶注視位置的高分辨率圖像。其它任何東西的顯示分辨率在用戶注視之前都較低。為此，蘋果悄悄收購了SensoMotoric Instruments，一家專注于研究追蹤人的眼球運(yùn)動(dòng)技術(shù)的公司。同樣，Google買下了同樣致力于追蹤眼球運(yùn)動(dòng)技術(shù)的公司Eyefluence。這些都是上述公司鎖定移動(dòng)VR領(lǐng)域的清晰信號(hào)，它們都明白注視點(diǎn)渲染是未來的發(fā)展方向。

游戲之外：醫(yī)療、教育、旅游等

VR、AR及XR開啟了我們擁抱生活和體驗(yàn)的無盡可能。盡管娛樂是此技術(shù)最受歡迎的使用領(lǐng)域，但這只是開始。如果醫(yī)療機(jī)構(gòu)能夠從全球任何地方做手術(shù)或培訓(xùn)同事，那就可以挽救很多生命和/或治療很多人。教育可以跨躍邊界，讓很多有需求的人獲益。

旅游業(yè)可以使用這些技術(shù)，讓人們體驗(yàn)異域風(fēng)情或在老地方有新發(fā)現(xiàn)。但要讓所有這些可能成為現(xiàn)實(shí)，技術(shù)必須要成熟。處理必須高效智能。在不影響儲(chǔ)備充足電能以實(shí)現(xiàn)活動(dòng)不中斷的情況下，頭顯設(shè)備還要輕，佩戴要舒適。一旦所有這些要求都能滿足，那么所有這些令人興奮的使用案例都會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。

高效視覺處理器必須是移動(dòng)VR的核心元件。為獲得舒適愉悅的體驗(yàn)，4K變形修正、注視點(diǎn)渲染、內(nèi)外追蹤及傳感器融合等計(jì)算上的挑戰(zhàn)必須在低能耗和最高速的條件下予以解決。了解CEVA如何看待成像和計(jì)算機(jī)視覺移動(dòng)的更多信息。