Google VR 一体机背后：解决跟踪和渲染难题的黑科技，以及如何看待 VR 迷局丨Google I/O 2017

- shenzhenware -

在今天的 Google I/O 大会上，Google 的 VR 负责人 Clay Bavor 公布了 Google 在 VR 和 AR 领域取得的一些进展。

去年，Google 公布了 Daydream VR 平台，今年这一平台将得到更多手机的支持，其中包括了 LG 接下来要发布的旗舰手机。三星虽然有自己的 Gear VR 平台，但旗下的旗舰机型 Galaxy S8 和 S8+ 也将在今年夏天支持 Daydream。

此外更值得关注的是，Google 宣布将与高通、HTC 和联想一同开发移动 VR 一体机。

Bavor 提到，Google 和高通合作研发了供开发者参考的原型方案，并将和 HTC Vive 以及联想合作开发面向消费者的产品，将于年内推向市场。

与 HTC Vive（左）和联想（右）合作的 VR 一体机概念图

Google 并未透露 VR 一体机产品的预计售价，不过据外媒 BackChannel 的报道，其价格可能落在 500 美元上下，与目前市面上 Oculus Rift（599 美元）和 HTC Vive（799 美元）等高端 VR 头显相近。不过要考虑到的是，VR 一体机到手即可独立使用，用户不必再像 Oculus Rift 或 HTC Vive 为其额外配一套价格上万人民币的 PC 主机。

在 VR 领域，一体机（stand alone headset）并不是什么新概念，它区别于手机 VR 和主机 VR，不需要放入手机作为显示来源，也不需要连接 PC 主机获得额外的运算资源，是自带了显示、光学、运算以及定位系统的可以完全独立使用的 VR 设备。

很长一段时间以来，VR 一体机被认为是目前 VR 设备较为理想的形态，既拥有手机 VR 自由便携，不受线缆束缚的特点，又能提供优于手机 VR 的视觉体验。然而，时至今日，真正意义上的 VR 一体机却迟迟没有面市。

在 I/O 大会上，Bavor 提到了几个 VR 一体机的开发中必然面临的挑战，其中包括了跟踪和显示两个方面，这也是目前业界公认的难题。

| 位置跟踪：脱胎于 Tango 的 WorldSense

为了保证 VR 体验的沉浸感，VR 系统需要保证使用者在现实中的运动与虚拟世界中保持一致，这就需要对使用者的运动进行跟踪和定位。Oculus Rift 和 HTC Vive 等主机 VR 设备使用额外架设的摄像头或基站来帮助头显进行定位，而 VR 一体机的位置跟踪系统必须集成到头显上，由传感器主动识别周围环境特征进行定位。

Google 使用了一项名为 WorldSense 的技术来实现这种「inside-out tracking」，实际上，这项技术正是基于 Google 的 3D 感应技术 Tango 实现的。在介绍 AR 方面的进展时，Bavor 着重介绍了 Tango 目前的应用情况。

在定位上，Google 利用 Tango 实现了一项视觉定位（VPS）技术，用于室内的精确定位。内置有 Tango 系统的手机可以通过摄像头扫描和抓取周边环境的视觉特征点，进行定位和导航。

VPS 用于在 Lowe's 超市内导航寻找商品时的特征点对照图

| 显示：更低资源占用和更佳显示效果兼得的 Seurat

与 VR 设备的显示效果相关的因素有很多，如显示屏的尺寸、像素密度、光学系统设计，以及图像处理器性能等等。

实际上，屏幕和处理器性能是目前制约 VR 设备体验进一步提升的两个重要因素，但硬件并不是 Google 擅长的部分，Bavor 也没有具体提及一体机在硬件上的参数。但在去年的 IFA 上，其合作伙伴高通展出了一款 VR 一体机 VR820，或许能给我们一些参考。

高通 VR820

这款头显采用骁龙 820 处理器，配备 70 Hz 刷新率、单眼分辨率 1440*1440 的 AMOLED 显示屏，内置陀螺仪、磁力计、加速度计，前置双摄像头并配有四个麦克风。虽然屏幕刷新率上与主机 VR 还有些差距，但其表现已经明显优于手机 VR 产品，同时，VR820 也支持手势识别和 inside-out tracking。

虽然 Google 可能不打算研发一块效果更好的屏幕或者性能更高的处理器，但这并不意味着其在提升 VR 显示效果方面无能为力。Google 采用了一项代号为 Seurat 的技术，这项技术能在不牺牲画面质量的前提下降低图像渲染所需的运算资源。

BackChannel 的报道中对这一技术的效果进行了描述，作者使用原型机体验了电影『侠盗一号』中的一幕场景，真实程度完全可以媲美高端 VR 设备。这一幕场景的素材来源于电影原画，原素材包含了 5 亿个三角面，渲染运算量巨大，经过 Seurat 优化之后，这段 VR 内容仅使用 7 万个三角面便忠实再现了这一场景，可以在 Daydream 移动平台上流畅运行。

| Clay Bavor：人人都能使用的 VR 才有意义，但还需要更多耐心

在过去近一年的时间里，VR 遭受的质疑几乎和此前被寄予的期望一样多。实际体验不佳、使用场景受限，这波 VR 浪潮似乎要重蹈 90 年代初那次 VR 从爆火到沉寂的覆辙。

但显然，Google 不打算减少在 VR 领域的出力，目前，Google 的 VR/AR 团队达到了数百人。在 Google I/O 之前，Clay Bavor 也在 Medium 上发文，表达了自己对 VR 发展的看法。Bavor 把包含 VR、AR 在内的新的交互方式称为沉浸式计算（immersive computing），而 Google 在 VR 上的愿景是将沉浸式计算带给每一个人，无论是几乎免费的 Cardboard 还是廉价的 Daydream View，都是在这一理念下产生的。Google 也研发过价值 2000 美元、体验绝佳的 VR 设备，但它注定只能待在实验室里，这是没有意义的。

像许多 VR 从业者一样，Bavor 也用智能手机的发展来类比 VR，其成熟是一个循序渐进的过程，不能期待一夜间到来的「转折点」。目前 VR 面临的挑战主要来自两个方面，一是使用阻力，即消费者用上 VR 的便捷程度。研发一体机正是降低使用阻力，让 VR 用起来更便捷的一步。二是技术局限，包括前面提到的显示、跟踪、芯片以及光学、传输、传感器等等，这些硬件技术都在制约着 VR 体验整体的提升，需要整个行业逐步提升。

「如今的 VR 和 AR 设备几乎都是用已有的手机零部件制造的，这就像用自行车和汽车零件来造飞机。你当然可以这么做——怀特兄弟最初就是这么做的——但这显然不会是最终形态。未来几年，我们会看到专为 VR 和 AR 设计的部件，那时候，VR 和 AR 设备才会真正开始变得强大。」（撰稿：陈凯文@深圳湾）■

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