关于VR，你必须了解这些相关知识！
很多虎友都是刚刚接触VR的⼩⽩，在看我们评测时遇到很多VR的专有名词都表⽰很迷茫，甚⾄很多虎友看完评测后也不知道到底是说了什么。因此，这期新栏⽬我们就先科普下虚拟现实的常⽤名词，让⼤家更直观、更深刻的了解到VR 到底是怎么⼀回事！
概念名词
虚拟现实（VR）
VR是英语Virtual Reality的简称，中⽂译为虚拟现实，是⼀种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利⽤计算机⽣成⼀种模拟环境，是⼀种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体⾏为的系统仿真使⽤户沉浸到该环境中。这是⼈⼯构造的，存在于计算机内部的环境。⽤户能够以⾃然的⽅式与这个环境交互（包括感知环境并⼲预环境），从⽽产⽣置⾝于相应的真实环境中的虚幻感，沉浸感，⾝临其境的感觉。
沉浸感
弓箭制作
沉浸感是评价 VR 体验的最重要条件。沉浸感即感觉到⾃⼰真的在虚拟世界的程度。好的 VR，必然是让体验者感觉真的在⼀个虚拟世界，⽽⾮在眼前放了⼀块巨⼤的屏幕。沉浸感来源于很多⽅⾯，视觉是很重要的⼀块。VR 头显的主要作⽤，就是把虚拟世界以⽴体的⽅式显⽰在⼈的眼前。当⼀个虚拟物体在眼前，你离它近，它就显得⼤些，离它远就⼩些，从左边看能看到它的左⾯，从右边能看到它的右⾯，它冲到你眼前，你会下意识的躲开，这就是视觉上的沉浸感。除了视觉，沉浸感还应该包含多种感觉。
⼀种是听觉。听到背后有⼈喊我，回头刚好看到这个⼈，听觉感受到的声源位置能看到声源。VR 下的听觉需要声场技术。⼀种是⼒反馈。虚拟世界⾥受到了⼒的作⽤时，⾝体能感受到对应的⼒。这需要⼒反馈和⼀些运动模拟设备。还有⼀些其它感觉，如温度、嗅觉等。调⽤的感觉越多，沉浸感越好，但成本也越⾼。⽬前即便单纯视觉也可以做到不错的沉浸感。 眩动症
眩动症是VR设备带来的副作⽤之⼀，它由⼤脑和⾝体处理信息的不⼀致引起。⼈体由眼睛和内⽿平衡器官来判定是否在运动中，正常情况下，⼆者传送给⼤脑的信息是统⼀的。但是在VR中，眼睛所见到的景象告诉⼤脑“我在运动”，但是内⽿器官却传递给⼤脑静⽌的状态信息。Science杂志表明(Science Magazine)，⼤脑对这种差异的解释是：“我中毒了，这都是幻觉！”⽽⼈体会本能地产⽣反应来将“毒素”排出体外，也就导致了呕吐。对于很多⼈来说，使⽤VR设备时，想要跳跃或者飞其实都不是好的想法。但是这种症状也因⼈⽽异。每个⼈的承受能⼒都不同，所以并不是所有⼈都会眩晕呕吐。眩动症对于开发者来说也是难题之⼀，他们要到⽅法使⼈们玩⼉得开⼼⽽⼜不会引起眩晕。
技术名词
FOV（视场⾓）
视场⾓，英⽂ Field of View，简称 FOV。在显⽰系统中，视场⾓就是显⽰器边缘与观察点(眼睛)连线的夹⾓。如上图所⽰，AOB ⾓就是⽔平视场⾓，BOC就是垂直视场⾓。也就是说：请⼤家睁开你们的双眼，在不转动头部的情况下四周转动眼球，是不是可以发现我们的眼睛可以看向上下左右四个⽅位呢？那么在头部保持静⽌且不翻⽩眼的范围内，往上看到的极限到往下看到的极限就是垂直视场⾓，⽽往左看到的极限到往右看到的极限这个范围就是⽔平视场⾓啦！⽽VR 头显的视场⾓通常指⽔平视场⾓。
从VR体验⽅⾯来讲，FOV越⼤，越不容易产⽣眩晕，沉浸感也越强（这点在玩⼀些第⼀⼈称视⾓的战射击游戏中也能体验到），所以在选购PC VR的时候我们完全可以选择⼀些⼤FOV的产品，不过这并不适⽤在⼿机VR上，因为如果你的VR设备视野太过开阔，⼿机屏幕尺⼨⼜过⼩那么在体验的时候你就会发现⼿机的边框，从⽽降低沉浸感，所以在购买⼿机VR产品的时候⼀定要看好⾃⼰⼿机尺⼨⼤⼩以及设备FOV⼤⼩后再进⾏购买（下⽅我们也准备了常见⼿机屏幕尺⼨适配的FOV⾓度）。
刷新率和帧数
刷新率和帧数
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男性功能内裤所谓的刷新率说的就是显⽰器每秒刷新的速度，60Hz就是指显⽰器每秒刷新60次；帧数指的是显卡每秒传输图⽚的数量，也可以理解为显卡每秒刷新次数（玩⼉LOL的时候右上⾓的FPS显⽰的就是帧数），显卡性能越强悍，帧数就越⾼，画⾯稳定性就越好，说的再直⽩⼀点，屏幕决定刷新率、显卡决定帧数。
但是因为最后还是需要通过显⽰器来传输给我们的双眼，所以如果帧数超过屏幕刷新率则以屏幕刷新率为基准，⽐如⽤GTX970显卡玩LOL，最⾼帧数会跑到400+，但是显⽰器刷新率只有60HZ，那我们双眼看到的刷新次数其实也只有
60Hz，超过的不予显⽰。可⼀旦显卡性能太差，游戏帧数太低，那画⾯就会出现卡顿，这种情况下也更容易眩晕。对于VR设备来说，玩游戏的时候60FPS就是最低标准，所以头显刷新率最低也不能低于60Hz。
余晖
余晖指⼈眼在观察景物时，光信号传⼊⼤脑神经，需经过⼀段短暂的时间，光的作⽤结束后，视觉形象并不⽴即消失，这种残留的视觉称“后像”，视觉的这⼀现象则被称为“视觉暂留”。由于⼈眼的视觉暂留效应，刷新率⾜够⾼就不会察觉到屏幕只有每⼀帧很短时间发光。但是为了弥补亮度的不⾜，每⼀帧内像素发光的强度要⼤⼤提升。低余晖显⽰对VR头显的意义在于，头动时物体的轨迹更加接近于物
理世界的真实轨迹：这时头部运动带来的拖影会⼤⼤降低，同时也就⼤⼤减轻了晕眩感。
畸变
畸变⽤通俗的话来说就是图像扭曲变形，给⼈以中间凸出（桶形畸变）或是凹陷（负畸变）感觉，这也属于像差的⼀种，是由于⼈眼处于光学系统中的前后位置不同造成的。 为了让⽤户在视觉上拥有真实的沉浸感，VR设备就要尽可能的覆盖⼈眼的视觉范围，因此就需要在VR设备⾥装⼀个特定的球⾯弧度镜⽚。但利⽤弧形镜⽚将传统的图像投射到⼈的眼中时，图像是扭曲的，⼈眼就没有办法获得虚拟空间中的定位，即在虚拟现实中你的周边都是哈哈镜的空间，四周都是扭曲的图像。对球⾯镜⽚来说，出现畸变是不可避免的，⽽且随着FOV（视场⾓）的增⼤，边缘图像畸变会更加明显。
不过通过特定的算法⽣成畸变镜⽚对应的畸变图像，然后这些畸变图像在经过畸变镜⽚投射到⼈眼之后，就会变成正常的图像，类似于“负负得正”吧。当然，这种⽅法也有⼀定缺陷，由于图像在显⽰时边缘的图像就已经被压缩了，因此经过透镜后虽然消除了畸变，但空缺的信息⽆法恢复，会出现清晰度下降的问题。北并且因为每⼀帧都要经过软件的后处理，对硬件性能的要求也更⾼，这也是为什么HTC Vive和Oculus对电脑配置要求⽐较⾼的原因。
VR“延迟”(delay)是指从⼈的头部移动开始⼀直到头显设备(HMD)的光学信号映射到⼈眼上⾯全部的等待时间(latency time)。其中需要经过的全步骤如下图所⽰。
延迟会影响玩家的注意⼒，延迟较⼤的时候会产⽣晕动症，也就是俗称的晕车晕船。其原理是视觉接受的⾃⾝的⾝体状态，与负责感知⾝体状态的中⽿前庭器官不⼀致，中枢神经对这⼀状态的反馈就是恶⼼，来提醒⾝体状态的异常。简单来说，戴上VR头显移动头部的时候，由于延迟，视觉观察到的变化⽐⾝体感觉到的慢慢，产⽣冲突继⽽造成晕眩。这个延迟只有控制在20ms以内，⼈体才不会有排斥反应。同时超过20ms也不⼀定就会造成晕眩恶⼼，就像有些⼈晕车有的⼈不晕，每个⼈的体质对延迟的敏感度和排斥反应的⼤⼩不同。
折叠炕桌物距和瞳距
物距调节，调节屏幕和眼睛之间的距离，类似于近视/远视调节。对于VR设备的物距调节主要是前后调节，⼤部分的VR 设备都兼容0-600度近视。 瞳距调节则是对两眼之间的距离进⾏调节，主要的作⽤是减少重影，对于VR设备的物距调节主要是左右调节。
所谓的物距调节，就是调节屏幕和眼睛的距离，也叫作近视/远视调节，适合不同眼镜度数的⽤户。
⽽瞳距调节则是对两眼之间的距离进⾏调节，主要的作⽤是减少重影，看上⽅的动图其实就已经完全明⽩了（请⾃⾏忽略⼴告词汇）。抓鸡工具
VR算法
反畸变：由于显⽰屏上的图像在透过透镜放⼤时，图像会被畸变。为了抵消这个畸变，就需要对图像进⾏拉伸扭曲，这样投射到视⽹膜上的就是没有变形的图像。不难理解，既然透镜会造成图像的变形，那么只要以毒攻毒，在透镜之前对透镜做⼀次变形，出来的图像就是没有畸变的。
反⾊散：⾼中物理课上都学过三棱镜的实验，让⼀束⽩光穿过三棱镜，从三棱镜射出的是⼀道彩虹。那是因为不同颜⾊的光线折射率不同。采取类似反畸变的做法，利⽤光路是可逆的原理，既然经过透镜的时候会发⽣⾊散，那何不在进⼊透镜之前先将图像做⼀次⾊散，这样经过透镜出来的就是正常图像了。
Timewarp：作⽤在于降低延迟，Timewarp在图像显⽰之前，额外获取⼀次旋转信息，然后对图像做处理，就能减少从旋转到最终图像输出之间的延迟。理想状况下，这样的延迟可以减少到⼏个毫秒，任何⼈都⽆法感觉到这个延迟的存在。
硬件名词
Cardboard/⼿机VR盒⼦
⾕歌在2014年IO⼤会上发布了这个由纸板制成的⼿机头戴⽀架。使⽤者可以将⼿机固定在⽀架的前端，然后⼿持该设备罩在眼前。Google Cardboard仅仅由纸板、此贴、橡⽪筋等基础材料组成，它没有内置任何传感器⽽是依赖于⼿机的加速器、陀螺仪、摄像头等。由于缺少硬件的驱动，⼀些观点抱怨其较低的成像质量。
但是另⼀⽅⾯，其低廉的价格使得体验虚拟现实的门槛变得相当低。⽽最新版的Google Cardboard可以⽀持最⼤6英⼨的⼿机，这使得更多⼈可以很容易地体验到VR。使⽤者可以在Google Play下载到相应的app进⾏体验。⽽⽬前市⾯上⼤部分的⼿机VR眼镜都属于Cardboard，它们之间的区别只在于外观、材质、镜⽚，⽽从整体的体验上来说，没有太⼤的区别，因此这⾥也统称这些设备为⼿机VR盒⼦。
三⼤头显
三⼤头显指索尼PSVR、 HTC Vive以及Oculus CV1，这三款VR代表⽬前VR设备的最⾼⽔平，并且它们都属于主机端设备，需要⼀台PC或者特有的主机系统的⽀持，并且它们都⽤于空间定位技术，且都拥有独占平台的⽀持。因此不论是显⽰、体验、内容上都是⽬前最顶尖的，当然价格也是现⽬前VR设备⾥最顶尖的。
外置IMU头戴
外置IMU也就是⼤家常常说的九轴传感器（3轴加速传感器、3轴陀螺仪和3轴地磁传感器），⽽拥有⾃带传感器的⼿机VR设备被称之为外置IMU头戴。外置传感器的作⽤是在您使⽤VR时进⾏实时采样，并利⽤复杂的融合运算提⾼精度减⼩误差，极⼤提⾼了VR的体验效果，尤其在体感交互、游戏等⽅⾯优势更加突出。⽬前⼿机端VR设备上使⽤了外置传感器的设备有⼩⽶VR正式版、暴风魔镜5、华为VR、极幕VR、三星gearvr。
VR⼀体机
简单的来说VR⼀体机就是将VR盒⼦和⼿机组合在了⼀起，和⼿机VR盒⼦不同的是⼤部分的⼀体机都是带有外置传感器，另外部分⼀体机还在系统底层进⾏了算法优化，这使得VR⼀体机的体验相较于⼿机VR盒⼦会更好⼀些。⽬前VR ⼀体机中体验较好的有⼤朋M2、暴风⼀体机Matrix、IDEALENS K2等。
主机端VR
主机端VR的特点是需要⼀台强⼤处理性能的主体配合使⽤，且都拥有空间定位装置，需要⼀定的空间施展，价格也⽐
主机端VR的特点是需要⼀台强⼤处理性能的主体配合使⽤，且都拥有空间定位装置，需要⼀定的空间施展，价格也⽐较昂贵，代表作就是上⽂提到的三⼤头显（索尼PSVR、 HTC Vive以及Oculus CV1）。作为真正意义上的VR设备，如果你是想要体验真正能惊艳到你的VR，那么主机端VR就是你的⽬标了。
透明导电薄膜LCD屏幕和OLED屏幕
普通的液晶显⽰屏(LCD)是⼀种介于固态与液态之间的物质，本⾝是不能发光的，需借助要额外的光源才⾏。当每⼀帧像素总是在发光的时候，就会出现余晖，所以，LCD 也被称为“全余晖”显⽰。⽽ OLED 显⽰技术与传统的 LCD 显⽰⽅式不同，⽆需背光灯，具有⾃发光的特性，所以，OLED可以做到低余晖显⽰，并且它的响应时间是 LCD 的千分之⼀，显⽰运动画⾯绝对不会有拖影的现象。⽽LCD屏幕相⽐OLED屏幕在VR中的表现就是响应速度较慢，头部转动的时候，画⾯慢半拍才反应。然后就是拖影严重，导致整个画⾯的清晰度更加下降，晕眩感更强烈。
总的来说，OLED 屏幕材质在使⽤虚拟现实头盔玩游戏的时候，作⽤尤其⼤，可以很⼤程度上解决拖影、模糊、延迟等问题，增强沉浸感。⽬前市⾯上使⽤OLED屏幕的设备有⼤朋M2、HTC VIVE、Oculus rift、PS VR、蚁视⼆代、IDEALENS K2。⽽三星gearvr虽然是⼿机盒⼦，但是因为其适配的⼿机都是采⽤的OLED屏幕，因此也属于OLED 屏幕的VR设备。⽽使⽤LCD屏幕材质的VR设备则清晰
度较⾼，画⾯显⽰效果好，适合于2D、3D和静态VR视频的观影，⽬前市场上使⽤LCD屏幕材质可以达到较⾼清晰度的VR设备以暴风⼀体机Matrix、酷开⼀体机、蓝珀S1为代表。
空间定位
通过各类光源捕捉来⾃⼈体的动作并且投射到VR设备显⽰的虚拟世界中，实现空间定位。⽬前主要有三种定位技术，分别来⾃HTC Vive的激光定位技术、Oculus Rift 主动式红外光学定位技术、PS VR的可见光定位技术，三种技术各有优缺点，不过⽬前体验最好的是HTC ViveLighthouse定位技术。
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