聊一聊VR虛擬現實（十三）：進入VR行業需要學習哪些計算機技術？

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聊一聊VR虛擬現實（十三）：進入VR行業需要學習哪些計算機技術？

2022-12-17

最近隨著VR知乎上經常有人問行業的復蘇:我以后想做。VR，你需要學習什么計算機技術？本文系統介紹：進入VR計算機軟件技術哪些計算機軟件技術。

由于篇幅有限，技術細節不會在術細節，主要介紹某一方向所需的軟件知識，以供進入VR行業學生參考。

- 設備端 -

首先，是VR與眼鏡平臺相關的工作包括以下三個部分：

一、顯示技術

目前的VR設備有三類:外接頭顯(包括:PCVR 和 PSVR）、一體機和手機盒。這三類VR現有計算設備中使用的眼鏡操作系統（Windows、Android 等等)。因此，從系統層面來看，沒有新的技術內容。但在顯示層面上，它比現有的計算設備更復雜。

當游戲引擎渲染一個時VR畫后，不能像 PC 或者手機直接上屏，還需要反畸變、合成、位置預測等過程才能貼在屏幕上。這需要很多計算機圖形學和操作系統相關知識。

此外，為了進一步提高渲染效率，還需要引入視覺渲染技術。為了解決這個問題 VAC (收斂沖突)未來將引入問題光場顯示這些技術也需要計算機圖形學相關知識。

二、定位技術

VR圖像的生成取決于定位的準確性。這涉及兩種技術：頭部定位和手柄定位。定位技術可分為以下三類：

1. 外部激光定位（Lighthouse）

通過計算外部激光發射器掃描空間頭盔和手柄接收激光信號的時差推導出設備的空間坐標。其特點是:速度快，位置準確，缺點是成本高。HTC vive 就是這樣。

Lighthouse技術，由Valve公司研制

2. 外部視覺定位

攝像頭放在外面拍攝頭盔/手柄計算設備的位置，Oculus Rift（紅外線）和 PSVR (可見光)都是這樣使用的。要準確高效地檢測出光標點，需要計算機視覺的圖像處理知識。

PSVR定位光標點

3. 內置視覺定位（ InsideOut 定位）

估計頭盔運動是通過頭盔上攝像頭拍攝圖片的變化來估計的。WMR、Quest使用這種方法。它的優點是不需要額外的架設設備。但定位精度比激光定位差。

還需要根據圖片推斷相機的運動計算機視覺相關知識。

Quest頭盔上的四個定位攝像頭

InsideOut 頭部定位對應的手部定位有點復雜，分為電磁手柄定位，超聲手柄定位和視覺手柄定位三種方法。前兩種通常是硬件直接定位坐標，最后一種仍然是基于計算機視覺，是攝像頭從外置攝像頭換成了頭盔上的攝像頭。

三、識別技術

在某些情況下，為了更準確地反映用戶的動作，還需要識別人體的各種狀態。包括：手勢識別、身體姿勢識別、表達識別、眼睛跟蹤。手勢識別有兩種技術路線：一種是戴手套，用硬件識別，另一種是基于計算機視覺識別。前者優勢準確，后者使用方便。

基于視覺的手勢識別

身體姿勢識別類似于手勢識別，也有佩戴硬件和視覺兩套方案。但現在常用的是基于硬件。基于視覺的姿態識別通常用于監控場景VR其準確性也比較少見硬件方案差很多。

慣性動作捕捉設備

眼動追蹤主要是計算機視覺方案，現在有眼部肌電信號進行眼動跟蹤，但只存在于實驗室。最后，表情識別只能靠計算機視覺來做。所有上述識別內容，仍處于較前沿狀態，在實際應用中主要是B端場景，C端使用相對較少。Oculus Quest 最近剛剛推出手勢識別預計越來越多的C端應用將嘗試這種新的交互方式。

- 應用端 -

搭好VR眼鏡平臺后，內容需要根據不同的應用場景進行填充。應用程序端的相關技術可分為以下類別：

一、內容開發

首先是最常見的VR在技術層面上，游戲應用開發與普通3D游戲沒有區別，大部分都是用的。 U3D，Ureal 等待引擎開發。因此，我想在未來從事VR內容開發的學生可以直接從游戲引擎開始。

《Job Simulator》，基于銷量過百萬Unity3D

二、視頻制作

VR目前視頻制作設備比較成熟。用戶在使用時，避免了早期拼接步驟，直接輸出 360度全景視頻。

制作簡單，但視頻領域仍有兩種新技術需要探索：視頻分片編解碼和容積攝影。

編解碼視頻分片可以解決兩個問題：帶寬不夠以及芯片解碼限制。未來為了傳輸和播放12K我們需要優化編解碼環節的視頻。

Rockeymen：聊一聊VR虛擬現實(8):VR視頻的清晰度

目前，一些公司已經朝著這個方向投資。 VR4P、VSBIT、威爾云等。

容積攝影在之前的文章中，我們還介紹了技術：

Rockeymen：聊一聊 VR虛擬現實(5):我們離黑客帝國有多遠

它主要通過多攝像頭從多個角度拍攝相同的場景，最終 “拼” 一個人可以 “走進去” 的3D視頻場景，很酷。

要實現這一點，也需要一些圖像處理的知識。

體積攝影效果

三、網絡技術

云VR會是VR該領域的一個大趨勢是，它需要在云服務器輸到本地。VR可參考相關內容：

Rockeymen：聊一聊VR虛擬現實(9):也說5G與云VR

下圖是一種云VR 服務架構。它主要考慮的是云內容編碼及高效傳輸。因此，一個計算機網絡技術專家，也可以快速投資云VR的領域。

一種云VR服務架構

此外，未來流行的虛擬社交網絡將對網絡傳輸有更高的要求。圖像同步所需的數據量比傳統的網絡游戲大一個量級。目前，最受歡迎的VR社交游戲：VRChat，同時，在線人數超過2萬。同時，單個房間的人數上限只有30人左右。想要實現。還需要對數據同步做很多研究。

目前最火的VR社交游戲：VRChat

一般來說，如果你想做點什么VR與眼鏡平臺相關的工作需要與計算機圖形學、計算機視覺和操作系統相關的知識。如果你想VR在應用端做一些工作，現在的3D游戲，視頻娛樂所需的技術知識相似。，因為VR眼鏡公司也要做上層系統應用，所以也會涉及3D開發內容。

希望以上介紹能加入。VR這個行業的學生很有幫助。

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