聊一聊 VR虚拟现实（二）：VR眼镜的分类

小波妞

经过2016 “VR元年” 的沉淀，市场上出现了琳琅满目的VR眼镜产品，它们外观类似，价格却从 100 到 5000 不等，这之间到底有什么不同？为什么会造成价格如此大的区别？下面我们就详细地聊一聊。
一、基本原理

为了更好的理解这三种分类，我们先从VR的基本原理说起。
其实VR眼镜的概念很简单：
把一个显示器罩在人的眼睛上，人向哪里看，就在显示器里显示对应方向的景物，从而让人感觉自己身处一个无限大的虚拟空间中。

要实现这个概念，需要如下几个基础结构：

1. 处理器
计算的核心，用来生成图像，根据陀螺仪数据计算姿态定位 等。为了防止眩晕，VR眼镜要求图像刷新率达到90Hz。这对运算速度要求很高。所以，一个VR眼镜的处理器芯片性能指标至关重要。

2. 显示器
分别向左右眼睛显示图像。一般当我们说 2k 屏幕的VR眼镜 时，是指一整块屏幕的长边的尺寸，比如 2k*1k 尺寸。但如果说：单眼2k，则是指屏幕短边的尺寸是2k。2017年，市场上主流的配置是 单眼1.5k左右。屏幕分辨率越高，要求配备的处理器也越强大。

3. 凸透镜片
如果把显示器直接贴在人眼前，人眼是很难聚焦这么近的物体的。凸透镜片的目的，就是通过折射光线，将显示器上的画面成像拉近到视网膜位置，使人的眼睛能轻松看清几乎贴在眼前的显示屏。

4. 陀螺仪
显示器里的景象，如果要随着人头部的运动而实时产生变化。则必须知道人头部的朝向，比如，当带着VR眼镜的人，向上看时，眼睛里的显示器，需要实时的显示虚拟的天空，而这个“向上看”的动作，就需要 陀螺仪 来检测。具体陀螺仪的原理就不介绍，大家只要知道，它是能检测到物体在空间中的姿态/朝向 即可。

有了如上4个基本结构，一个基本VR眼镜就成型了。
另外，这里还要再介绍两个概念：3dof 和 6dof。
dof：degree of freedom，即 自由度。
VR中，3dof是指 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 位置相关的 3个自由度（上下、左右、前后）。

当我们说 3dof VR眼镜时，是指该VR眼镜可以检测到头部的 3个方向的转动，但是不能检测到头部的 前后左右的移动。而 6dof 眼镜，则是可以全面的检测到 头部的 空间和角度信息。

二、分 类
实际中，根据VR眼镜具体实现方式，我们一般把它们分成三大类：
1. 手机盒子 嵌入机 ，Screenless Viewer
2. VR头戴显示器 PCVR，Tethered HMD
3. 一体机 Standalone HMD, All in one HMD
下面就分别介绍一下这三种眼镜的不同。

>> 手机盒子
手机盒子 属于体验级VR眼镜产品，基本都是 3dof VR。它利用用户的手机，担任了 处理器 + 显示器 + 陀螺仪 的角色，而VR眼镜本身只提供了一个 凸透镜（如下图所示），这就使得这类眼镜的成本非常低。

以Google的 Cardboard 为例，它整个镜身由纸板构成，配备了两个镜片。部件总共只要19.95美元。



基本上，市面上 1000 元以内的 VR眼镜，都是嵌入机，三星的Gear VR就属于此类：


这一大类VR眼镜，在观看体验上并没有本质的不同。因为 显示效果的好坏，完全取决于眼镜里插入的手机的屏幕分辨率、处理器速度、传感器精度 。当前主流手机最多2K分辨率，所以这就成了手机盒子类设备的清晰度上限，跟一体机动辄 4K 分辨率，差了一大截。有一些 嵌入机 使用了额外的 传陀螺仪感器 进行姿态检测，以提高检测精度和速度。


另外，一些高端的手机盒子还配带了 3dof的手柄控制器，使得操作更加便利。
如果要在 手机盒子 上实现 6dof VR，则需要增加一些外设，比如 nolo 的 6dof 交互套件：

另外一种实现手机盒子 6dof VR的方式是，通过手机摄像头拍摄外部世界的画面，再实时计算画面的变化，来估计头部的 位置变化。
但是以上几种方式的体验都是差强人意，只能“凑合”使用。离满意的效果还差很远很远。


>> 头戴显示器
相对于入门体验级的 手机盒子，VR头戴显示器 则属于VR眼镜里的高端存在。为了达到极优秀的显示效果，它们需要连接PC（Sony的PSVR是连接PS4），使用PC的CPU和显卡来进行运算。



另外，跟手机盒子比，它们自带 6dof 头部检测 和 6dof 手柄。
当前的VR头戴显示器，比较好的是四大厂商的产品：


HTC vive
Oculus
PSVR
微软MR头盔
这四种眼镜最大的区别在于其 6odf定位技术 的不同。


目前的 VR 6dof检测技术主要有三类：


1. 外置激光定位
通过外置的激光发射器对设备进行定位，特点是，速度快，位置准，缺点是 成本高。HTC vive 便是用了此种方式（ Lighthouse 技术，由 Valve 公司研制 ）。


2. 外置图像处理定位
通过外部放置摄像头，拍摄 头盔/手柄 上的光点，来进行定位，Oculus（红外线） 和 PSVR (可见光）都是使用这种方式。


3. 内置图像处理定位（ InsideOut 定位）
通过头盔上的摄像头拍摄画面的变化，来估计头盔运动。微软MR眼镜使用的是这种方式。它的优势是不需要额外架设设备。但是，定位精度上，比激光定位要差一些。


头戴显示器，制作成本 比 手机盒子 要高很多。另外，使用的时候，还需要配合功能强大的PC 或者 PS4(PSVR)。所以，一整套设备下来，总体价位很高。但是它的体验确实是最好的。


>> 一体机
顾名思义，一体机就是自带显示器、陀螺仪、计算模块的机型，它不需要额外插入手机就可以运行。

一体机 使用移动芯片（ 如 高通骁龙系列 ）来进行图像和定位计算。脱离了 PC/PS4 等外部设备的连线束缚，即开即用，非常方便。

目前，大部分一体机还都是 头部 3dof + 手柄 3dof，价格介于 手机盒子 和 头盔显示器 之间，下一代会有 头部 6dof 和 手柄 6dof 的一体机，比如 Pico 的Neo CV ，使用摄像头进行 InsideOut 定位。
一体机最大的优势就是便携，头盔显示器 虽然显示性能好，但是无法随身携带（比如 外出旅行）。另外，即便都是在房间中使用，头盔显示器 的连线，也会一定程度上阻碍用户的自由移动。

这三大类 VR 眼镜，性能、价位、应用场景 各不相同，手机盒子方式，因为其体验较差（分辨率低、传感器差），从2018年期，逐渐开始被淘汰，一般存在于一些线下快速体验的场景中（为了省钱）。而一体机在最近两年，开始逐渐崛起，在VR设备中占据了半壁江山。相信不久的将来，VR会像手机一样，成为每个人必备的数码设备。

文章来源：知乎，作者-Rockeymen

请修改昵称……

一时新鲜，几天就没兴趣了

孤独爪爪

VR眼镜没接触看见便宜的总感觉心不踏实，可恶

祈雨inore

66666

李半仙✨吖✨

学习

M凡夫俗子

越看越期待

a北林

学习

飞天鱼

不觉明历

溜鲸鱼的猫

一分钱一分货

BS_2408871

。。。

小波妞

经过2016 “VR元年” 的沉淀，市场上出现了琳琅满目的VR眼镜产品，它们外观类似，价格却从 100 到 5000 不等，这之间到底有什么不同？为什么会造成价格如此大的区别？下面我们就详细地聊一聊。
一、基本原理

为了更好的理解这三种分类，我们先从VR的基本原理说起。
其实VR眼镜的概念很简单：
把一个显示器罩在人的眼睛上，人向哪里看，就在显示器里显示对应方向的景物，从而让人感觉自己身处一个无限大的虚拟空间中。

要实现这个概念，需要如下几个基础结构：

1. 处理器
计算的核心，用来生成图像，根据陀螺仪数据计算姿态定位 等。为了防止眩晕，VR眼镜要求图像刷新率达到90Hz。这对运算速度要求很高。所以，一个VR眼镜的处理器芯片性能指标至关重要。

2. 显示器
分别向左右眼睛显示图像。一般当我们说 2k 屏幕的VR眼镜 时，是指一整块屏幕的长边的尺寸，比如 2k*1k 尺寸。但如果说：单眼2k，则是指屏幕短边的尺寸是2k。2017年，市场上主流的配置是 单眼1.5k左右。屏幕分辨率越高，要求配备的处理器也越强大。

3. 凸透镜片
如果把显示器直接贴在人眼前，人眼是很难聚焦这么近的物体的。凸透镜片的目的，就是通过折射光线，将显示器上的画面成像拉近到视网膜位置，使人的眼睛能轻松看清几乎贴在眼前的显示屏。

4. 陀螺仪
显示器里的景象，如果要随着人头部的运动而实时产生变化。则必须知道人头部的朝向，比如，当带着VR眼镜的人，向上看时，眼睛里的显示器，需要实时的显示虚拟的天空，而这个“向上看”的动作，就需要 陀螺仪 来检测。具体陀螺仪的原理就不介绍，大家只要知道，它是能检测到物体在空间中的姿态/朝向 即可。

有了如上4个基本结构，一个基本VR眼镜就成型了。
另外，这里还要再介绍两个概念：3dof 和 6dof。
dof：degree of freedom，即 自由度。
VR中，3dof是指 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 位置相关的 3个自由度（上下、左右、前后）。

当我们说 3dof VR眼镜时，是指该VR眼镜可以检测到头部的 3个方向的转动，但是不能检测到头部的 前后左右的移动。而 6dof 眼镜，则是可以全面的检测到 头部的 空间和角度信息。

二、分 类
实际中，根据VR眼镜具体实现方式，我们一般把它们分成三大类：
1. 手机盒子 嵌入机 ，Screenless Viewer
2. VR头戴显示器 PCVR，Tethered HMD
3. 一体机 Standalone HMD, All in one HMD
下面就分别介绍一下这三种眼镜的不同。

>> 手机盒子
手机盒子 属于体验级VR眼镜产品，基本都是 3dof VR。它利用用户的手机，担任了 处理器 + 显示器 + 陀螺仪 的角色，而VR眼镜本身只提供了一个 凸透镜（如下图所示），这就使得这类眼镜的成本非常低。

以Google的 Cardboard 为例，它整个镜身由纸板构成，配备了两个镜片。部件总共只要19.95美元。



基本上，市面上 1000 元以内的 VR眼镜，都是嵌入机，三星的Gear VR就属于此类：


这一大类VR眼镜，在观看体验上并没有本质的不同。因为 显示效果的好坏，完全取决于眼镜里插入的手机的屏幕分辨率、处理器速度、传感器精度 。当前主流手机最多2K分辨率，所以这就成了手机盒子类设备的清晰度上限，跟一体机动辄 4K 分辨率，差了一大截。有一些 嵌入机 使用了额外的 传陀螺仪感器 进行姿态检测，以提高检测精度和速度。


另外，一些高端的手机盒子还配带了 3dof的手柄控制器，使得操作更加便利。
如果要在 手机盒子 上实现 6dof VR，则需要增加一些外设，比如 nolo 的 6dof 交互套件：

另外一种实现手机盒子 6dof VR的方式是，通过手机摄像头拍摄外部世界的画面，再实时计算画面的变化，来估计头部的 位置变化。
但是以上几种方式的体验都是差强人意，只能“凑合”使用。离满意的效果还差很远很远。


>> 头戴显示器
相对于入门体验级的 手机盒子，VR头戴显示器 则属于VR眼镜里的高端存在。为了达到极优秀的显示效果，它们需要连接PC（Sony的PSVR是连接PS4），使用PC的CPU和显卡来进行运算。



另外，跟手机盒子比，它们自带 6dof 头部检测 和 6dof 手柄。
当前的VR头戴显示器，比较好的是四大厂商的产品：


HTC vive
Oculus
PSVR
微软MR头盔
这四种眼镜最大的区别在于其 6odf定位技术 的不同。


目前的 VR 6dof检测技术主要有三类：


1. 外置激光定位
通过外置的激光发射器对设备进行定位，特点是，速度快，位置准，缺点是 成本高。HTC vive 便是用了此种方式（ Lighthouse 技术，由 Valve 公司研制 ）。


2. 外置图像处理定位
通过外部放置摄像头，拍摄 头盔/手柄 上的光点，来进行定位，Oculus（红外线） 和 PSVR (可见光）都是使用这种方式。


3. 内置图像处理定位（ InsideOut 定位）
通过头盔上的摄像头拍摄画面的变化，来估计头盔运动。微软MR眼镜使用的是这种方式。它的优势是不需要额外架设设备。但是，定位精度上，比激光定位要差一些。


头戴显示器，制作成本 比 手机盒子 要高很多。另外，使用的时候，还需要配合功能强大的PC 或者 PS4(PSVR)。所以，一整套设备下来，总体价位很高。但是它的体验确实是最好的。


>> 一体机
顾名思义，一体机就是自带显示器、陀螺仪、计算模块的机型，它不需要额外插入手机就可以运行。

一体机 使用移动芯片（ 如 高通骁龙系列 ）来进行图像和定位计算。脱离了 PC/PS4 等外部设备的连线束缚，即开即用，非常方便。

目前，大部分一体机还都是 头部 3dof + 手柄 3dof，价格介于 手机盒子 和 头盔显示器 之间，下一代会有 头部 6dof 和 手柄 6dof 的一体机，比如 Pico 的Neo CV ，使用摄像头进行 InsideOut 定位。
一体机最大的优势就是便携，头盔显示器 虽然显示性能好，但是无法随身携带（比如 外出旅行）。另外，即便都是在房间中使用，头盔显示器 的连线，也会一定程度上阻碍用户的自由移动。

这三大类 VR 眼镜，性能、价位、应用场景 各不相同，手机盒子方式，因为其体验较差（分辨率低、传感器差），从2018年期，逐渐开始被淘汰，一般存在于一些线下快速体验的场景中（为了省钱）。而一体机在最近两年，开始逐渐崛起，在VR设备中占据了半壁江山。相信不久的将来，VR会像手机一样，成为每个人必备的数码设备。

文章来源：知乎，作者-Rockeymen

请修改昵称……

一时新鲜，几天就没兴趣了

孤独爪爪

VR眼镜没接触看见便宜的总感觉心不踏实，可恶

祈雨inore

66666

李半仙✨吖✨

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一分钱一分货

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