桑間濮上網【VR科普】聽起來有點遠的VR到底有哪些已經實現的黑科技？
虛擬現實 VR 就像是經實技一場突如其來的革命，人人談論 VR 往往是黑科在談那些從現實一下進入虛擬狀態的場景與不知所措。歷史變革告訴我們，科普變革依賴于技術沉淀，聽起對于 VR 目前來看，有點遠的有已想要更真實的到底沉浸感，交互技術是經實技需要克服的重要一環。
所以動作捕捉技術和 VR 產業有了結合，黑科這讓一個曾經面對電子消費者甚遠的科普技術進入了行業視線。
人們需要在虛擬世界中對場景產生動作反饋，聽起甚至于直接與場景中的有點遠的有已一些事物產生交互。對于 VR 來說，可以通過我們頭盔中的傳感器捕捉到頭部動作，但我們需要精確的動作捕捉實現肢體捕捉這一更深層次的需求。
使用什么設備交互?
從目前的市場狀態來看，VR I/O 設備可以是各家 VR 游戲手柄、控制器，還可以是更直接的人手、數據傳感手套。
對于 VR 控制器而言，HTC Vive 擁有自帶的控制器、Oculus Rift 擁有 Touch 控制器，而索尼的 PlayStation VR 依賴的是 PS Move 手柄。
HTC Vive 控制器
這三種輸入方式都可以被稱為通過光學視覺的方式進行 VR 輸入，其他方面也有像 Leap Motion 這種建立解決方案的三方公司，他們則是通過計算機視覺進行動作捕捉，缺點是準確性差。
▲Leap Motion Orion 演示
電影行業的光學捕捉
事實上，動作捕捉在電影方面已經有很純熟的運用。
穿好帶有標定點的裝備服，在幕布背景下實現動作捕捉場景。對于任何一部你所能想到的好萊塢大片，這都是非常常見的一種電影動作捕捉的形式。
比如實現《加勒比海島》、《納尼亞傳奇》那種異形生物的肢體動作、面部表情等;除去使用計算機建立這樣的角色，還需要通過圖像映射實現臉、嘴、眼、鼻子等更細節的動作捕捉。
可以簡單將其理解為，這是一個將實際表演通過捕捉在進行計算，然后映射到三圍數字圖像的過程。
理論上，市面上對于動作捕捉技術的探討主要是兩個方面，光學捕捉和慣性捕捉。而以上的捕捉是通過標定點的光學捕捉，他們往往需要演員穿好帶有標定點的表演服，在任何需要配合的設備細節上也都需要配有標定點。
在越來越多的動作信息捕捉設備面前，甚至細微的面部動作也會無所遁形，但這樣的設備仍然有一定的缺陷，如光學捕捉需要控制好現場的光線，一整套的(越來越多的捕捉相機)捕捉設備也價值不菲。
慣性捕捉
HTC Vive 等這樣的 VR 產品就采用了光學捕捉的方式。然而越來越多的廠商(或是解決方案)開始打另一動作捕捉的主意——慣性捕捉。
“相較于光學動捕，慣性動捕有無場地限制、穿戴時間短、不怕遮擋等優勢，精度在某種程度上也已經不輸光學動捕。更重要的是，慣性動捕比光學動捕成本低很多，這為慣性動捕的普及提供了基礎條件。”諾亦騰 CTO 戴若犁曾這么說。
諾亦騰團隊正在研究慣性捕捉領域，有 Perception Neuron 等產品。
G-Wearables 此前曾詳細介紹的慣性動作式捕捉原理(他們擁有 StepVR 產品)，捕捉處理方式與光學動作捕捉數據處理路徑大致相同：通過數據采集設備采集數據，數據傳輸設備到數據處理單元對數據進行計算加工。
在運動物體的重要節點佩戴集成加速度計，陀螺儀和磁力計等慣性傳感器設備，傳感器設備捕捉目標物體的運動數據，包括身體部位的姿態、方位等信息，再將這些數據通過數據傳輸設備傳輸到數據處理設備中，經過數據修正、處理后，最終建立起三維模型，并使得三維模型隨著運動物體真正、自然地運動起來。經過處理后的動捕數據，可以應用在動畫制作，步態分析，生物力學，人機工程等領域。
在動作捕捉系統中，三個關鍵傳感器陀螺儀傳感器用于處理旋轉運動，加速計用來處理直線運動，磁力計用來處理方向。通俗易懂的講，陀螺儀知道 “我們是否轉了身”，加速計知道 “我們運動多長距離”，而磁力計則知道 “我們的運動方向” 的，在動作捕捉系統中三種傳感器充分利用各自的特長，來跟蹤目標物體的運動。
當然，慣性捕捉在準確性方面居于光學捕捉之下，但仍然有其存在的價值，面對更小的動作捕捉創作團隊，它能有一個不錯的售價，存在的場景寬容度更高。而大型光學捕捉則常見于電影行業，他們精確度更高，這同樣也是非常重要的指標。
目前還有很多團隊正在開發像 Manus VR 這種三方配件的動作捕捉方案，這也成為了時下的一個熱門。
Manus VR 給出的方案是做一對藍牙手套，這對手套安裝有數字傳感器，能夠即時感應佩帶者的動態手勢，并將相關信息直接導入 VR 環境之中，他們可以綁定在 HTC Vive 這種 VR 頭顯設備中。
甚至，目前還會有將慣性捕捉和光學捕捉結合的產品，比如諾亦騰此前發布了一套混合動作姿態捕捉支撐的、虛擬現實商用解決方案——Project Alice。“混合”是指將基于傳感器的慣性動作捕捉和光學動作捕捉結合了起來。
寫在最后，
VR絕對不只是一個放大手機屏幕的光學器材，也絕對不是一個播放全景視頻的眼鏡，這些技術才是VR真正的形態。未來VR還會走的更遠，在目前的追求和研發下相信總有一天VR能真正走到人們的生活中。
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