看VR盛宴中的傳感器應(yīng)用如何讓你大開眼界 - 全文

　　前幾年看的大片阿凡達(dá)，其中的虛擬和現(xiàn)實(shí)切換、海底的探測(cè)，還有太空翱翔，甚至于自己駕駛飛船，都讓人驚嘆不已。而現(xiàn)在大熱的VR（虛擬現(xiàn)實(shí)），能夠使這些夢(mèng)想成真。從廣義上來講，虛擬現(xiàn)實(shí)，它的涵蓋范圍是非常廣泛的，包括VR，AR，MR，實(shí)際上現(xiàn)在大家講的比較多的是VR、AR，如果從狹義上區(qū)分，VR很顯然就是我們跟虛擬世界進(jìn)行互動(dòng)，一般是帶著VR頭盔。

　　對(duì)于AR，即增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，是把虛擬的東西放到現(xiàn)實(shí)的場(chǎng)景里一起看。VR這兩年發(fā)展比較快，各種大的基金投資、并購一起涌入。而AR技術(shù)的要求比VR更加嚴(yán)格、更高。

　　VR的特性

　　VR主要有三個(gè)特點(diǎn)：沉浸感，交互性，構(gòu)想性。之前的交互，比如人與人之間的交流、互動(dòng)，是通過我們的語言、耳朵、鼻子、眼睛等實(shí)現(xiàn)的，這些都可以看作是傳感器。而現(xiàn)在，如果要跟虛擬世界交互的話，就需要更多的傳感器，這些傳感器對(duì)人的探測(cè)，對(duì)環(huán)境的探測(cè)加到一起，傳感的信息量會(huì)有比較大的增長(zhǎng)。大家都學(xué)過立體幾何，解立體幾何題不容易，而如果帶上VR，你就可以走到立體的形狀里去，身臨其境的去看，了解它的精準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。

　　VR產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r

　　VR產(chǎn)業(yè)發(fā)展分為四個(gè)階段，目前產(chǎn)業(yè)處于第二階段，即市場(chǎng)啟動(dòng)期，以探索應(yīng)用領(lǐng)域，挖掘盈利模式為主要特征，離爆發(fā)期已經(jīng)不遠(yuǎn)。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備以頭戴3D顯示器落地于消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)，該階段以挖掘用戶需求、構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)為主要特征；產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重，技術(shù)優(yōu)勢(shì)不明顯。

　　預(yù)計(jì)2017~2025，VR發(fā)展將進(jìn)入第三階段，即高速發(fā)展期。在此期間，虛擬現(xiàn)實(shí)生態(tài)系統(tǒng)搭建完畢，產(chǎn)品將被消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)接受，并廣泛應(yīng)用到行業(yè)市場(chǎng)。行業(yè)經(jīng)過洗牌，市場(chǎng)寡頭將產(chǎn)生。

　　而到2026年，VR將到達(dá)第四階段，即市場(chǎng)成熟期。那時(shí)，市場(chǎng)發(fā)展趨于成熟，進(jìn)入門檻提高，競(jìng)爭(zhēng)加劇。

　　眼下，從Google到Microsoft，從Apple到Facebook，巨頭紛紛布局VR，資本的觸角史無前例的涌向了這個(gè)虛實(shí)相生的跑馬場(chǎng)！Google于2014年，5.42億美元投資了Magic Leap公司，以推廣Google Cardboard；Microsoft1.5億美元買了81項(xiàng)VR專利，并于2015年1月發(fā)布了Hololens；Facebook20億美元收購了Oculus，并于2016年Q1發(fā)布了Oculus Rift消費(fèi)版；蘋果則于2015年5月收購了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)公司Metaio。

　　據(jù)Digi-Capital預(yù)測(cè)，到2020年，VR市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到300億美元，AR規(guī)模將達(dá)到1200億美元。被認(rèn)為是繼PC和智能手機(jī)之后又一千億美金增長(zhǎng)智能產(chǎn)業(yè)。

　　VR技術(shù)發(fā)展軌跡

　　VR市場(chǎng)規(guī)模的爆發(fā)，依賴于技術(shù)瓶頸的突破，取決于暈眩的解決、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的建立，困于多產(chǎn)業(yè)、多場(chǎng)景的復(fù)雜融合，VR將成持久戰(zhàn)。此后，進(jìn)入“VR+行業(yè)”階段，相對(duì)成熟的VR技術(shù)，與電商、旅游、體育、社交結(jié)合，形成全新的消費(fèi)場(chǎng)景和商業(yè)形態(tài)，接近Facebook CEO扎克伯格所說的“下一個(gè)計(jì)算平臺(tái)”；更進(jìn)一步，VR可以創(chuàng)造出逼真的“虛擬世界”，成為人們生活的一部分；最終，無數(shù)個(gè)虛擬世界相互打通，最大程度實(shí)現(xiàn)生活的虛擬化。隨著AI（人工智能）技術(shù)進(jìn)步，“VR+AI”將創(chuàng)造出科幻級(jí)的虛擬世界，給予消費(fèi)者想要的一切。

　　VR 產(chǎn)業(yè)鏈

　　VR 產(chǎn)業(yè)鏈較長(zhǎng)，參與廠商眾多，涵蓋硬件、系統(tǒng)、平臺(tái)、開發(fā)工具、內(nèi)容以及內(nèi)容運(yùn)營銷售等。作為一個(gè)尚處于萌芽期的產(chǎn)業(yè)，其每個(gè)環(huán)節(jié)都存在較多的競(jìng)爭(zhēng)者以及潛在進(jìn)入者。國內(nèi)廠商大多集中在產(chǎn)業(yè)鏈前半部分，尤其在硬件領(lǐng)域較為集中，而在內(nèi)容、開發(fā)平臺(tái)、軟件及周邊產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域基本處于空白。

　　目前，VR頭戴顯示設(shè)備呈現(xiàn)出了4大發(fā)展方向：外接式頭戴顯示器、頭戴手機(jī)盒子、一體式頭戴顯示器、全息眼鏡?，F(xiàn)階段主流的虛擬現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備以前兩種為主。

　　知覺捕捉設(shè)備方面，在各類知覺中，目前視覺捕捉是絕對(duì)主流，聽覺、觸覺捕捉尚不成熟，嗅覺、味覺捕捉還處于實(shí)驗(yàn)室階段。而在知覺反饋設(shè)備方面，目前視覺反饋設(shè)備尚不理想，主流的視覺反饋設(shè)備有眼鏡、頭盔、一體機(jī)三類，其中眼鏡比較簡(jiǎn)陋、沉浸感不足，頭盔和一體機(jī)沉浸感較好，但價(jià)格較高、便捷性較差。相比之下，聽覺反饋已經(jīng)相當(dāng)成熟。

　　VR應(yīng)用場(chǎng)景

　　目前，許多高校都在積極研究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其應(yīng)用，并相繼建起了虛擬現(xiàn)實(shí)與系統(tǒng)仿真的研究室，將科研成果迅速轉(zhuǎn)化實(shí)用技術(shù)。VR 眼鏡還能夠解決網(wǎng)購衣服不合身等問題，戴上眼鏡后，買家可以在海量的衣服中搜尋合身的衣服，一件件在身上試穿。此外，VR在醫(yī)學(xué)、地產(chǎn)、體育賽事、游戲、影視、社交、體驗(yàn)店等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越多。

　　傳感器在VR中的應(yīng)用

　　VR及AR作為一種全新的人機(jī)交互方式，被業(yè)界廣泛認(rèn)為是繼智能手機(jī)之后的下一個(gè)風(fēng)口。其革命性主要體現(xiàn)在人機(jī)交互方式的變化，從而在時(shí)間+空間上解放了用戶。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)通常使用顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)等接口設(shè)備進(jìn)行交互，它們是面向計(jì)算機(jī)開發(fā)的，用戶需要學(xué)習(xí)設(shè)備的操作方法。而虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)采用的輸入/輸出設(shè)備，可使用戶利用自己的感覺來感知環(huán)境，是專門為用戶設(shè)計(jì)的。

　　在VR信息收集系統(tǒng)中，傳感器發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用，而且需要用到的傳感器種類繁多，包括手勢(shì)傳感器、手指彎曲傳感器、動(dòng)作追蹤傳感器、觸覺傳感器、眼動(dòng)追蹤、MIC/陣列MIC、光敏傳感器、光纖傳感器、激光傳感器、紅外傳感器、直立式攝像頭、定位傳感器、頭像識(shí)別傳感器、慣性傳感器和嗅覺傳感器等。

　　下面，我們就以目前市場(chǎng)上的主流VR產(chǎn)品為例，介紹一下位置追蹤傳感器、動(dòng)作追蹤傳感器，以及視覺/光學(xué)、聲學(xué)、壓感/觸控器件的應(yīng)用情況。

　　首先是Oculus的Rift，其采用的“星座系統(tǒng)”位置追蹤傳感器，通過外置IR CCM，可以監(jiān)控40盞紅外Led燈；在動(dòng)作追蹤方面，其通過加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)實(shí)現(xiàn)；視覺/光學(xué)部分，采用直立式外置IR-CCM（星座系統(tǒng)一部分）和環(huán)境光線傳感器；聲學(xué)上則是內(nèi)置了立體環(huán)繞耳機(jī)、MIC；通過振動(dòng)馬達(dá)實(shí)現(xiàn)壓感/觸控。

　　另外一個(gè)例子就是HTC的Vive，它用了2個(gè)Lighthouse激光基站+80個(gè)光敏傳感器；其它相應(yīng)配置分別為加速度計(jì)、陀螺儀，前置CCM，內(nèi)置MIC，振動(dòng)馬達(dá)。

　　再有一個(gè)主流產(chǎn)品就是PlaystationVR，它僅360度頭部追蹤，依靠9個(gè)Led及加速度計(jì)、陀螺儀實(shí)現(xiàn)，需搭配PS CCM使用；動(dòng)作追蹤方面采用加速度計(jì)、陀螺儀和磁場(chǎng)感應(yīng)器；外置PS CCM；該產(chǎn)品沒有配置聲學(xué)器件；壓感/觸控器件也是振動(dòng)馬達(dá)。

　　目前市場(chǎng)上還有一款名為暴風(fēng)魔鏡的VR產(chǎn)品，它采用了神秘公司LeapMotion的手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)；動(dòng)作追蹤通過加速度計(jì)和陀螺儀實(shí)現(xiàn)；視覺/光學(xué)則為2個(gè)CCM；聲學(xué)部分為數(shù)字MIC和可拆卸式耳機(jī)；通過側(cè)面觸控板實(shí)現(xiàn)壓感/觸控。

　　產(chǎn)品布局

　　目前，國內(nèi)多家主打傳感器的企業(yè)都已經(jīng)重點(diǎn)布局到了VR產(chǎn)品上，其中，歌爾就是一家，其產(chǎn)品布局比較有特色，吸引了我的關(guān)注，它采用了蜂窩式的擴(kuò)張模式，為客戶提供“零件+配件+整機(jī)”的一站式聲光電整體解決方案。

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