VR设备
原理解释：VR设备是如何工作的？
VR的工作原理是什么？这项可穿戴技术是如何让你感觉自己好像置身火星，实
际上却要撞上自家的橱柜的？今天我们就来说说关于头戴设备最基础的部分。
实际上，Oculus，Sony，三星，Google他们使用的VR技术都离不开三样东西：
PC，游戏主机或者手机来运行应用或者游戏，能够在你眼前显示的屏幕（这可以
是手机的屏幕），以及用于输入的设备——头部追踪，控制手柄，手势追踪，语
音控制，设备上的按钮或触控板。
绝佳的沉浸式体验是每一个VR头戴设备的制造商，游戏或是应用开发者的目
标——一旦实现就可以让虚拟世界变得足以以假乱真，以至于我们忘记了电脑，
头戴设备和其他附件的存在，让我们在虚拟世界和现实世界言行一致。那么，我
们怎样才能做到那样？
基础技术
像Oculus和PSVR一样的头戴设备通常指的是HMD（Helmet-
MountedDisplays，头盔显示器），这意味着它们会在头上附
带显示器。即使是没有音频也没有头部追踪，只拿着Google
Cardboard，将手机屏幕放在你的眼前也足够在虚拟世界里营
造出半沉浸的感觉了。
不断改进硬件的目标是为了创造出和一个实际生活一样，没
有边界的3D虚拟环境——通常情况下，我们只能在电视或者
电脑屏幕上看到这样的虚拟环境。所以，无论你朝哪边看，
挂在在你脸上的屏幕都会跟着你的效果。这和将虚拟影像加
入到你在真实世界所看见的景象的AR技术不一样。
VR设备中，有些影像是从游戏主机或者电脑上通过HDMI数据线传输到头戴显示器上来的，
比如HTCVive和OculusRift。而对于GoogleCardboard和三星GearVR而言，它们的影像
已经呈现在屏幕上了，只需要通过头戴设备展示出来。
VR头戴设备将信号输送到一块屏幕或者两块LCD显示上来。但你的眼睛和屏幕之间还隔
着镜片，这也就是为什么这些设备被称之为「眼镜」的原因。在一些设备中，你还可以调
节两个镜片之间的距离——因为人与人之间的瞳距是不一样的。
这些镜片通过对焦和二次成像来修正每个眼睛看到的图像，改变2D图像的角度来模仿立
体3D影像在不同眼睛里的模样。
VR设备增强沉浸感的另一个重要方式是增加可视范围。比如，图像
的宽度。360的屏幕太贵且不必要。大多数高端的设备都是在100到
110之间，这已经足够使用了。
为了让VR设备显示的图像足够欺骗人脑，至少需要约60帧/秒的刷
新率，才能够保证用户不会眩晕和恶心。而目前的VR头戴设备则远
超过这个水准——Oculus能够保证90帧/秒，而Sony的PSVR则能达
到120帧/秒。
头部追踪
头部追踪意味着当你头戴一款VR设备之时，你眼前的景象会随着你上下左右转动头
部而改变。一套名为6DoF（sixdegreesoffreedom）将你的头部移动转化成x，y，z
三个维度，来精确测量头部的前后左右移动等等动作。
运用在头部追踪系统内的有一系列不同的内部组件，比如陀螺仪，加速计和磁力计。
Sony的PSVR同样也在头盔上用到了9颗LED灯，辅以PS4上的摄像头监视提供360
头部追踪，Oculus也有20颗灯，但是它们不如Sony的更有标识度。
实现头部追踪技术必须降低延迟——我们说的低延迟是50ms或更低，让我们在移动
的时候，能够感觉不到画面的异步。OculusRift将延迟降低到了30ms，让人印象深刻。
降低延迟对于任何动作追踪输入的装置都是至关重要的。
最后，耳机也能用于提高沉浸感。双耳或3D音频可以被用在应用和游戏中去，与头
部追踪技术一块应用，给予穿戴者以临场音效感受。
动作追踪
相对于Cardboard似的设备而言，至今为止头部追踪依然是那些尚未正式发售的高级头盔
的最大优势。但是VR领域的「大玩家」们仍然致力于开发动作追踪的功能。当你戴着VR
头盔向下看的时候，你想做的第一件事肯定是看看自己的手在虚拟世界中的样子。
我们已经见识过LeapMotion的配件——使用红外线传感器来追踪你的手部动作。我们也
用Kinect2摄像头做过一些追踪全身动作的实验。但目前我们已经有的是来自Oculus，
Valve和Sony的输入设备。
OculusTouch是一套无线控制器，设计的初衷是让用户在虚拟空间里如同使用自己的手一
般使用它。比如，在射击游戏中，你可以通过扣下扳机来射击。在