VR頭顯

　　背景起源

　　虛擬現(xiàn)實

　　技術(shù)發(fā)軔于上世紀(jì)60年代，最早應(yīng)用于軍事、航天領(lǐng)域。而游戲行業(yè)是虛擬現(xiàn)實技術(shù)進(jìn)入消費市場的先鋒隊。有觀點認(rèn)為，在不遠(yuǎn)的未來，虛擬現(xiàn)實游戲或顛覆目前的游戲，將成為主流。

　　百順飛虎隊虛擬現(xiàn)實頭盔游戲（飛機游戲）

　　虛擬現(xiàn)實技術(shù)是仿真技術(shù)的一個重要方向是仿真技術(shù)與計算機圖形學(xué)人機接口技術(shù)多媒體技術(shù)傳感技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)的集合是一門富有挑戰(zhàn)性的交叉技術(shù)前沿學(xué)科和研究領(lǐng)域。虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VR)豐要包括模擬環(huán)境、感知、自然技能和傳感設(shè)備等方面。模擬環(huán)境是由計算機生成的、實時動態(tài)的三維立體逼真圖像。感知是指理想的VR應(yīng)該具有一切人所具有的感知。

　　虛擬現(xiàn)實頭盔

　　除計算機圖形技術(shù)所生成的視覺感知外，還有聽覺、觸覺、力覺、運動等感知，甚至還包括嗅覺和味覺等，也稱為多感知。自然技能是指人的頭部轉(zhuǎn)動，眼睛、手勢、或其他人體行為動作，由計算機來處理與參與者的動作相適應(yīng)的數(shù)據(jù)，并對用戶的輸入作出實時響應(yīng)，并分別反饋到用戶的五官。傳感設(shè)備是指三維交互設(shè)備。2015年3月，HTC與Valve聯(lián)合開發(fā)的HTC Vive在MWC2015上發(fā)布。根據(jù)官方資料，HTC Vive由Valve的SteamVR技術(shù)提供支持，不久Steam上將推出利用Vive功能的游戲。

　　研發(fā)歷史

　　美國OculusVR公司自2012年創(chuàng)立，開發(fā)虛擬現(xiàn)實頭盔，僅僅兩年時間，就被Facebook以20億美金收購。Oculus推出的虛擬現(xiàn)實頭顯Rift，號稱面向消費者，定價數(shù)百美金。

　　谷歌2014年就正式推出了經(jīng)濟實惠的硬紙盒+手機（Cardboard）解決方案。

　　微軟2014年在展會上演示了集虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實于一體的“混合現(xiàn)實”微軟全息頭顯，顯示其在娛樂和辦公領(lǐng)域的巨大潛力。

　　三星2014年9月就推出了第一代虛擬現(xiàn)實頭顯設(shè)備Gear，后又宣布與奧酷拉思公司合作生產(chǎn)的第二代Gear虛擬現(xiàn)實頭顯將啟動銷售。

　　2015年9月14日，由國務(wù)院新聞辦、國家旅游局和中國駐紐約總領(lǐng)館指導(dǎo)和支持、五洲傳播中心主辦，首次采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)展示中國旅游資源、推介中國文化的大型海外推廣行動“美麗中國體驗日”首站在美國成功舉辦。虛擬旅游成為中國向世界展示豐富的旅游資源和悠久的中國文化的“新窗口”，應(yīng)用了虛擬現(xiàn)實技術(shù)向世界展示出中國虛擬現(xiàn)實企業(yè)的實力。美麗中國”體驗日的參與者在穿戴了3Glasses虛擬現(xiàn)實頭盔后，對這種虛擬旅游感受到的身臨其境的體驗表示不可思議。在新媒體傳播領(lǐng)域的突破性嘗試，能讓更多人通過游戲式的體驗感受到中國的美景風(fēng)光，走近中國、發(fā)現(xiàn)中國，繼而感受中國、認(rèn)識中國。以3Glasses為代表的中國創(chuàng)造原生VR力量，正引領(lǐng)中國虛擬現(xiàn)實走向世界。

　　工作原理

　　虛擬現(xiàn)實立體頭盔的原理是將小型二維顯示器所產(chǎn)生的影像藉由光學(xué)系統(tǒng)放大。具體而言，小型顯示器所發(fā)射的光線經(jīng)過凸?fàn)?span id="y4wwqie" class='hrefStyle'>透鏡使影像因折射產(chǎn)生類似遠(yuǎn)方效果。利用此效果將近處物體放大至遠(yuǎn)處觀賞而達(dá)到所謂的全像視覺（Hologram）。液晶顯示器（早期用小型陰極射線管，最近已有應(yīng)用有機電致發(fā)光顯示器件）的影像通過一個偏心自由曲面透鏡，使影像變成類似大銀幕畫面。由于偏心自由曲面透鏡為一傾斜狀凹面透鏡，因此在光學(xué)上它已不單是透鏡功能，基本上已成為自由面棱鏡。當(dāng)產(chǎn)生的影像進(jìn)入偏心自由曲面棱鏡面，再全反射至觀視者眼睛對向側(cè)凹面鏡面。側(cè)凹面鏡面涂有一層鏡面涂層，反射同時光線再次被放大反射至偏心自由曲面棱鏡面，并在該面補正光線傾斜，到達(dá)觀視者眼睛。

　　使用方法

　　虛擬現(xiàn)實頭盔的使用方法：

　　虛擬現(xiàn)實頭盔并不能單獨使用，或者單獨使用會影響起使用效果，必須配合以下設(shè)備才能保證他的使用效果。

　　1.配合3D虛擬現(xiàn)實真實場景

　　2.配合大屏幕立體現(xiàn)實屏幕

　　3.和數(shù)據(jù)反饋手套配合使用

　　應(yīng)用

　　虛擬現(xiàn)實立體頭盔的光學(xué)技術(shù)設(shè)計和制造技術(shù)日趨完善，不僅作為個人應(yīng)用顯示器，它還是緊湊型大屏幕投影系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)，可將小型LCD顯示器件的影像透過光學(xué)系統(tǒng)做成全像大屏幕。除了在現(xiàn)代先進(jìn)軍事電子技術(shù)中得到普遍應(yīng)用成為單兵作戰(zhàn)系統(tǒng)的必備裝備外，還拓展到民用電子技術(shù)中，虛擬現(xiàn)實電子技術(shù)系統(tǒng)首先應(yīng)用了虛擬現(xiàn)實立體頭盔。

　　無論是要求在現(xiàn)實世界的視場上同時看到需要的數(shù)據(jù)，還是要體驗視覺圖像變化時全身心投入的臨場感，模擬訓(xùn)練、3D游戲、遠(yuǎn)程醫(yī)療和手術(shù)，或者是利用紅外、顯微鏡、電子顯微鏡來擴展人眼的視覺能力，虛擬現(xiàn)實立體頭盔都得到了應(yīng)用。比如軍事上在車輛、飛機駕駛員以及單兵作戰(zhàn)時的命令傳達(dá)、戰(zhàn)場觀察、地形查看、夜視系統(tǒng)顯示、車輛和飛機的炮瞄系統(tǒng)等需要信息顯示的，都可以采用虛擬現(xiàn)實立體頭盔。在CAD/CAM 操作上，HMD使操作者可以遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)，比如局部數(shù)據(jù)清單、工程圖紙、產(chǎn)品規(guī)格等。波音公司在采用VR技術(shù)進(jìn)行波音777飛機設(shè)計時，虛擬現(xiàn)實立體頭盔就得到了應(yīng)用。