VR傳感器：破解“暈動”關鍵點

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

　　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。

　　“在業內研討會上，專家們更喜歡探討諸如如何減輕VR頭盔的重量等硬指標問題，”已經體驗過市面上大多數VR產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產品的眩暈問題才是推動產業發展首當其沖要解決的問題。”

　　暈眩感是如何產生的？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，當人轉動視角或是移動的時候，畫面呈現的速度跟不上，暈眩感即由此產生。實驗證明，從用戶做出頭部運動，到其看到相應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產品的供應商，歌爾股份2016年的出貨量預計將占據全球高端VR市場的80%。該公司研發部長杜洋告訴《中國電子報》記者，個體不同的生理特性決定了對VR設備眩暈感的耐受程度，除此之外，延遲是導致眩暈的最主要原因。

　　對于VR設備而言，產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。據悉，大朋VR設備在國內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，就會直接導致暈動癥。

　　“目前，VR設備中的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以及所處的物理位置。”趙俊表示，“因此，IMU傳感器在VR中起著基礎核心的作用。”

　　杜洋把VR設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，主要用來實現動作捕捉，特別是使用者左右前后的移動。

　　第三類是VR設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傳感器等已經被廣泛使用，而眼球追蹤用到的紅外攝像頭，以及實現手勢識別、實現AR功能的傳感器等可能會被應用在未來的VR設備中。

　　不難看出，作為智能終端的一類產品，VR設備中應用的傳感器本身并未突破現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商。但是，為何相近性能的傳感器應用在不同品牌的VR設備中，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品的體驗。”杜洋解釋道，“傳感器本身能實現的功能比較單一，但結合算法就可以實現復雜的功能。比如HTC Vive的Lighthouse定位方案，就是用紅外激光發射器配合紅外光傳感器，從而實現精確的動作捕捉和定位。”

　　傳感器供應商并不會提供算法，算法需要VR設備商自己開發。上面提到的第一類傳感器的算法已經比較成熟，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，調校和適應不同的環境因素要花費很多精力。”趙俊表示，“我們在校準、精度、實時性和適應不同環境等方面做了很多工作。”