VR設(shè)備傳感器的分類介紹

　　VR傳感器：破解“暈動”關(guān)鍵點

　　火爆的VR（虛擬現(xiàn)實）市場少不了傳感器的強大支持。作為VR設(shè)備中實現(xiàn)人機交互功能的核心零部件，傳感器應(yīng)用得好與壞，在很大程度上決定了VR設(shè)備的用戶體驗。

　　VR的沉浸式互動體驗讓使用者津津樂道，但對于很多用戶來說，不舒適的眩暈感也成為VR飽受詬病的一大障礙。當(dāng)下，頭盔體驗過程中以及隨后的一段時間，用戶都可能會出現(xiàn)強烈的眩暈感，感到疲勞、眼花、惡心等，這些都是VR暈動癥的表現(xiàn)。

　　“在業(yè)內(nèi)研討會上，專家們更喜歡探討諸如如何減輕VR頭盔的重量等硬指標(biāo)問題，”已經(jīng)體驗過市面上大多數(shù)VR產(chǎn)品的賽迪顧問分析師侯云仙告訴《中國電子報》記者，“但我認為，VR產(chǎn)品的眩暈問題才是推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展首當(dāng)其沖要解決的問題?！?/p>

　　暈眩感是如何產(chǎn)生的？侯云仙解釋道，VR體驗對性能的要求是普通PC游戲的7倍，流暢、高分辨率的畫面感對顯卡性能提出了很高的要求。同時，在VR全視角的屏幕中，當(dāng)人轉(zhuǎn)動視角或是移動的時候，畫面呈現(xiàn)的速度跟不上，暈眩感即由此產(chǎn)生。實驗證明，從用戶做出頭部運動，到其看到相應(yīng)反饋圖像的延遲時間不能超過20ms，否則會有很明顯的拖影感。

　　作為Oculus和索尼第一代VR產(chǎn)品的供應(yīng)商，歌爾股份2016年的出貨量預(yù)計將占據(jù)全球高端VR市場的80%。該公司研發(fā)部長杜洋告訴《中國電子報》記者，個體不同的生理特性決定了對VR設(shè)備眩暈感的耐受程度，除此之外，延遲是導(dǎo)致眩暈的最主要原因。

　　對于VR設(shè)備而言，產(chǎn)品體驗主要就是動作捕捉的準確性和顯示的延遲這兩方面，而這很大程度上都是由設(shè)備中的IMU（慣性）傳感器決定的。

　　杜洋指出，降低延遲，提高IMU傳感器的精度，以及使用AMOLED屏，可以在很大程度上改善眩暈問題。

　　“不眩暈才是真VR”正是大朋VR一體機的宣傳語。據(jù)悉，大朋VR設(shè)備在國內(nèi)市場的占有率已超過六成。該公司工程師趙俊也在接受《中國電子報》記者采訪時指出，對比智能手機中的傳感器，VR設(shè)備對傳感器精度和實時性的要求更高，如果精度和實時性不夠，就會直接導(dǎo)致暈動癥。

　　“目前，VR設(shè)備中的IMU傳感器主要用來捕捉頭部的運動。而使用者在虛擬世界的物理信息主要就是頭部的朝向姿態(tài)以及所處的物理位置?！壁w俊表示，“因此，IMU傳感器在VR中起著基礎(chǔ)核心的作用?！?/p>

　　杜洋把VR設(shè)備中的傳感器分成三個大類：最主要的一類是IMU傳感器，包括加速度傳感器、陀螺儀和地磁傳感器，用來捕捉使用者的頭部運動，特別是轉(zhuǎn)動。

　　第二類是動作捕捉傳感器，目前的方案有紅外攝像頭和紅外感應(yīng)傳感器等，具體方案不一樣，用到的傳感器也不同，主要用來實現(xiàn)動作捕捉，特別是使用者左右前后的移動。

　　第三類是VR設(shè)備中會用到的其他類型的傳感器，比方說佩戴檢測用的接近傳感器、觸控板用的電容感應(yīng)傳感器等已經(jīng)被廣泛使用，而眼球追蹤用到的紅外攝像頭，以及實現(xiàn)手勢識別、實現(xiàn)AR功能的傳感器等可能會被應(yīng)用在未來的VR設(shè)備中。

　　不難看出，作為智能終端的一類產(chǎn)品，VR設(shè)備中應(yīng)用的傳感器本身并未突破現(xiàn)有智能終端傳感器的體系框架。以最重要的IMU傳感器來看，也就是那么幾家主流供應(yīng)商。但是，為何相近性能的傳感器應(yīng)用在不同品牌的VR設(shè)備中，用戶體驗卻相差巨大？

　　“傳感器性能其實都差不多，但算法直接決定了產(chǎn)品的體驗?！倍叛蠼忉尩?，“傳感器本身能實現(xiàn)的功能比較單一，但結(jié)合算法就可以實現(xiàn)復(fù)雜的功能。比如HTC Vive的Lighthouse定位方案，就是用紅外激光發(fā)射器配合紅外光傳感器，從而實現(xiàn)精確的動作捕捉和定位?！?/p>

　　傳感器供應(yīng)商并不會提供算法，算法需要VR設(shè)備商自己開發(fā)。上面提到的第一類傳感器的算法已經(jīng)比較成熟，各家方案基本差不多；第二類傳感器目前的使用難度最大，對算法要求也最高。

　　“傳感器屬于敏感器件，對溫度、磁場、重力加速度很敏感，調(diào)校和適應(yīng)不同的環(huán)境因素要花費很多精力。”趙俊表示，“我們在校準、精度、實時性和適應(yīng)不同環(huán)境等方面做了很多工作。”