臺灣虛擬現實科技有限公司首席科學家及墨匠科技股份有限公司執行長王銓彰介紹VR的發展,以及開發時所面臨的挑戰。
王銓彰投身于現實增強(AR)與虛擬現實(VR)領域超過10年,在今日的“VR技術的挑戰與未來”議題中,他將帶領大家了解VR技術的演進,探討目前VR技術所面臨的挑戰與問題,并分析VR未來技術發展的機會。
VR的演進
“其實VR從很久之前就開始有了”,他補充,但想法再厲害,如果做不到仍然無法成為一個產業,即使到了現在,VR還是有很多挑戰存在。
他說:“VR的概念是指利用3D技術重建虛擬互動環境,并且是具沉浸式的環境,這樣才是虛擬現實。自1960年就有人提出了概念,主張VR要是利用視角差建立一個浮空圖像,且聲音要立體、椅子會動,并有電風扇和香味的設計。接著陸續有人研究如何做出更便利的裝置,在1980至1990年代,NASA也有了實驗性的頭盔、耳機、手套等,之后陸續發展出VR Cave,透過半透明屏幕在四周呈現圖像等。”
之后,VR相關技術停止了,直到近年才再次起步,而是甚么樣的原因讓世界變了?王銓彰提出,在停止的這幾年間,陸續有了可以通過程序直接將圖像呈現出來的GPU、可以算出擬真的材質的Shader、小又具高分辨率屏幕的智能手機、讓業界和學生都可以使用一樣工具的高端引擎、小型電池、跨領域技術整合等種種因素,讓VR技術能再次發展。
VR的挑戰
在開發VR軟件首先需要解決的問題就是“暈眩”。他說:“眼睛是非常敏感的部位;當頭往右轉的時候,腦部會接收信號‘頭往右轉’,告訴眼睛兩邊的肌肉要調整眼睛往反方向做合理的調整,讓你的眼睛看到的圖像是穩定的,這是前庭眼反射,如果沒有這樣的反應,人就會容易跌倒。一旦眼睛跟大腦的節奏沒有跟上,身體就會產生反應,像是通過惡心、嘔吐的方式提醒你,你的身體處正處在一個不正常的環境。”
至于如何解決這些,就跟游戲的設定有關系,而在這之前也要了解暈眩有兩種狀況:第一,當人處在一個穩定環境,但是畫面快速跑來跑去,就會有可能很不舒服,如射擊游戲;如果畫面與眼睛有距離,人可以很容易調節,但當畫面就在眼睛前時,就會需要很長的調節力時間;第二,眼睛看到的圖像沒在動,可是身體卻感到晃動,這種就類似暈車、暈船的狀況?! ?/p>
他說:“拖影會影響人的感受,OLED屏幕可以減少這樣的情況,但是每個單位能放進的pixel數較低,顏色也較不自然;而LCE屏幕的顏色雖然較自然,但卻要特別去解決拖影的問題。而我們公司開發的VR裝置就是選用LCE,以呈現較自然的顏色,并透過Backlight Blinking的技術,借由模擬OLED的主動發光效果解決拖影的問題。”
正在進行的臺北國際游戲開發者論壇上,臺灣虛擬現實科技有限公司首席科學家王銓彰為大家介紹了R的發展,以及開發時所面臨的挑戰,一起來了解下。
第二個VR面臨的問題是“延遲”,程序需要透過運算將畫面呈現給使用者,要如何在最短時間內呈現就是需要去考察的;而王銓彰團隊的解決方式是“預測演算”。
而要讓圖像在很近的屏幕上呈現給使用者,就需要借由光學系統,但同時也要留意折射率,以整形變形的方式輔助讓畫面正常呈現。
VR的未來
他想像,未來在裝置里頭會有眼睛追蹤,可以追蹤眼睛的視線目標。他提到,人的眼睛很特別,以中心視線左右的范圍,不同的角度能清楚辨識的東西也不同,例如說中心視線5至10度的范圍內可以容易辨識字體;這眼睛這樣的構造來說,在視線中心的圖像都會比較清晰,旁邊會模糊。若有了眼睛追蹤技術,就可以達成多分辨率算圖,而不像現在只能統一分辨率,根據國外的研究數字,這樣可以增加80%的性能。
另外他也提到,光場圖像,通過這個技術可以抓到光的顏色、光照射進來的角度、位置等;雖然目前還有很多挑戰,但VR還可以持續發展?! ?/p>