探討虛擬實境 VR 技術(shù)的演進(jìn)、挑戰(zhàn)與未來發(fā)展機(jī)會

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（GNN 記者 Jessica 報導(dǎo)） 2016-07-02 22:12:22

　　2016 年被稱為虛擬實境 VR 元年，多款 VR 裝置也陸續(xù)上市。而在今日的臺北國際開發(fā)者論壇中也特別開設(shè)了「VR 技術(shù)的挑戰(zhàn)與未來」議題，由臺灣虛擬現(xiàn)實科技有限公司首席科學(xué)家及墨匠科技股份有限公司執(zhí)行長王銓彰介紹 VR 的發(fā)展，以及開發(fā)時所面臨的挑戰(zhàn)。

　　王銓彰投身於擴(kuò)增實境（AR）與虛擬實境（VR）領(lǐng)域超過 10 年，在今日的「VR 技術(shù)的挑戰(zhàn)與未來」議題中，他將帶領(lǐng)大家了解 VR 技術(shù)的演進(jìn)，探討目前 VR 技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)與問題，並分析 VR 未來技術(shù)發(fā)展的機(jī)會。

臺灣虛擬現(xiàn)實科技有限公司首席科學(xué)家及墨匠科技股份有限公司執(zhí)行長王銓彰

VR 的演進(jìn)

　　「其實 VR 從很久之前就開始有了」，他補(bǔ)充，但想法再厲害，如果做不到仍然無法成為一個產(chǎn)業(yè)，即使到了現(xiàn)在，VR 還是有很多挑戰(zhàn)存在。

　　他說：「VR 的概念是指利用 3D 技術(shù)重建虛擬互動環(huán)境，並且是具沉浸式的環(huán)境，這樣才是虛擬實境。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影像，且聲音要立體、椅子會動，並有電風(fēng)扇和香味的設(shè)計。接著陸續(xù)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(jī)、手套等，之後陸續(xù)發(fā)展出 VR Cave，透過半透明螢?zāi)辉谒闹艹尸F(xiàn)影像等。」

　　之後，VR 相關(guān)技術(shù)停止了，直到近年才再次起步，而是甚麼樣的原因讓世界變了？王銓彰提出，在停止的這幾年間，陸續(xù)有了可以透過程式直接將影像呈現(xiàn)出來的 GPU、可以算出擬真的材質(zhì)的 Shader、小又具高解析度螢?zāi)坏闹腔坌褪謾C(jī)、讓業(yè)界和學(xué)生都可以使用一樣工具的高階引擎、小型電池、跨領(lǐng)域技術(shù)整合等種種因素，讓 VR 技術(shù)能再次發(fā)展。

VR 的挑戰(zhàn)

　　在開發(fā) VR 軟體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(dāng)頭往右轉(zhuǎn)的時候，腦部會接收訊號『頭往右轉(zhuǎn)』，告訴眼睛兩邊的肌肉要調(diào)整眼睛往反方向做合理的調(diào)整，讓你的眼睛看到的影像是穩(wěn)定的，這是『前庭眼反射』，如果沒有這樣的反應(yīng)，人就會容易跌倒。一旦眼睛跟大腦的節(jié)奏沒有跟上，身體就會產(chǎn)生反應(yīng)，像是透過噁心、嘔吐的方式提醒你，你的身體處正處在一個不正常的環(huán)境。」

　　至於如何解決這些，就跟遊戲的設(shè)定有關(guān)係，而在這之前也要瞭解暈眩有兩種狀況：第一，當(dāng)人處在一個穩(wěn)定環(huán)境，但是畫面快速跑來跑去，就會有可能很不舒服，如射擊遊戲；如果畫面與眼睛有距離，人可以很容易適應(yīng)，但當(dāng)畫面就在眼睛前時，就會需要很長的適應(yīng)力時間；第二，眼睛看到的影像沒在動，可是身體卻感到晃動，這種就類似暈車、暈船的狀況。

　　他說：「餘暈殘影會影響人的感受，OLED 螢?zāi)豢梢詼p少這樣的情況，但是每個單位能放進(jìn)的 pixel 數(shù)較低，顏色也較不自然；而 LCE 螢?zāi)坏念伾m然較自然，但卻要特別去解決餘暈殘影的問題。而我們公司開發(fā)的 VR 裝置就是選用 LCE，以呈現(xiàn)較自然的顏色，並透過 Backlight Blinking 的技術(shù)，藉由模擬 OLED 的主動發(fā)光效果解決餘暈殘影的問題。」

　　第二個 VR 面臨的問題是「延遲」，程式需要透過運(yùn)算將畫面呈現(xiàn)給使用者，要如何在最短時間內(nèi)呈現(xiàn)就是需要去考量的；而王銓彰團(tuán)隊的解決方式是「預(yù)測演算」。

　　而要讓影像在很近的螢?zāi)簧铣尸F(xiàn)給使用者，就需要藉由光學(xué)系統(tǒng)，但同時也要留意折射率，以整形變形的方式輔助讓畫面從銅形正常呈現(xiàn)。

VR 的未來

　　他想像，未來在裝置裡頭會有眼睛追蹤，可以追蹤眼睛的視線目標(biāo)。他提到，人的眼睛很特別，以中心視線左右的範(fàn)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 度的範(fàn)圍內(nèi)可以容易辨識字體；這眼睛這樣的構(gòu)造來說，在視線中心的影像都會比較清晰，旁邊會模糊。若有了眼睛追蹤技術(shù)，就可以達(dá)成多解析度算圖，而不像現(xiàn)在只能統(tǒng)一解析度，根據(jù)國外的研究數(shù)字，這樣可以增加 80% 的效能。