看VR盛宴中的传感器如何让你大快朵颐

前几年看的大片阿凡达，其中的虚拟和现实切换、海底的探测，还有太空翱翔，甚至于自己驾驶飞船，都让人惊叹不已。而现在大热的VR （虚拟现实），能够使这些梦想成真。从广义上来讲，虚拟现实，它的涵盖范围是非常广泛的，包括VR ，AR ，MR ，实际上现在大家讲的比较多的是VR 、AR ，如果从狭义上区分，VR 很显然就是我们跟虚拟世界进行互动，一般是带着VR 头盔。对于AR ，即增强现实，是把虚拟的东西放到现实的场景里一起看。VR 这两年发展比较快，各种大的基金投资、并购一起涌入。而AR 技术的要求比VR 更加严格、更高。

VR 的特性

VR 主要有三个特点：沉浸感，交互性，构想性。之前的交互，比如人与人之间的交流、互动，是通过我们的语言、耳朵、鼻子、眼睛等实现的，这些都可以看作是传感器。而现在，如果要跟虚拟世界交互的话，就需要更多的传感器，这些传感器对人的探测，对环境的探测加到一起，传感的信息量会有比较大的增长。大家都学过立体几何，解立体几何题不容易，而如果带上VR ，你就可以走到立体的形状里去，身临其境的去看，了解它的精准结构。

VR 产业发展状况

VR 产业发展分为四个阶段，目前产业处于第二阶段，即市场启动期，以探索应用领域，挖掘盈利模式为主要特征，离爆发期已经不远。目前，虚拟现实设备以头戴3D 显示器落地于消费级市场，该阶段以挖掘用户需求、构建生态系统为主要特征；产品同质化严重，技术优势不明显。

预计2017~2025 ，VR 发展将进入第三阶段，即高速发展期。在此期间，虚拟现实生态系统搭建完毕，产品将被消费级市场接受，并广泛应用到行业市场。行业经过洗牌，市场寡头将产生。

而到2026 年，VR 将到达第四阶段，即市场成熟期。那时，市场发展趋于成熟，进入门槛提高，竞争加剧。

眼下，从Google 到Microsoft ，从Apple 到Facebook ，巨头纷纷布局VR ，资本的触角史无前例的涌向了这个虚实相生的跑马场！Google 于2014 年，5.42 亿美元投资了Magic Leap 公司，以推广Google Cardboard ；Microsoft1.5 亿美元买了81 项VR 专利，并于2015 年1 月发布了Hololens ；Facebook20 亿美元收购了Oculus ，并于2016 年Q1 发布了Oculus Rift 消费版；苹果则于2015 年5 月收购了增强现实公司Metaio 。

据Digi-Capital 预测，到2020 年，VR 市场规模将达到300 亿美元，AR 规模将达到1200 亿美元。被认为是继PC 和智能手机之后又一千亿美金增长智能产业。

VR 技术发展轨迹

VR 市场规模的爆发，依赖于技术瓶颈的突破，取决于晕眩的解决、行业标准的建立，困于多产业、多场景的复杂融合，VR 将成持久战。此后，进入“VR+ 行业”阶段，相对成熟的VR 技术，与电商、旅游、体育、社交结合，形成全新的消费场景和商业形态，接近Facebook CEO 扎克伯格所说的“下一个计算平台”；更进一步，VR 可以创造出逼真的“虚拟世界”，成为人们生活的一部分；最终，无数个虚拟世界相互打通，最大程度实现生活的虚拟化。随着AI （人工智能）技术进步，“VR+AI ”将创造出科幻级的虚拟世界，给予消费者想要的一切。

VR 产业链

VR 产业链较长，参与厂商众多，涵盖硬件、系统、平台、开发工具、内容以及内容运营销售等。作为一个尚处于萌芽期的产业，其每个环节都存在较多的竞争者以及潜在进入者。国内厂商大多集中在产业链前半部分，尤其在硬件领域较为集中，而在内容、开发平台、软件及周边产业等领域基本处于空白。

目前，VR 头戴显示设备呈现出了4 大发展方向：外接式头戴显示器、头戴手机盒子、一体式头戴显示器、全息眼镜。现阶段主流的虚拟现实显示设备以前两种为主。

知觉捕捉设备方面，在各类知觉中，目前视觉捕捉是绝对主流，听觉、触觉捕捉尚不成熟，嗅觉、味觉捕捉还处于实验室阶段。而在知觉反馈设备方面，目前视觉反馈设备尚不理想，主流的视觉反馈设备有眼镜、头盔、一体机三类，其中眼镜比较简陋、沉浸感不足，头盔和一体机沉浸感较好，但价格较高、便捷性较差。相比之下，听觉反馈已经相当成熟。

VR 应用场景

目前，许多高校都在积极研究虚拟现实技术及其应用，并相继建起了虚拟现实与系统仿真的研究室，将科研成果迅速转化实用技术。VR 眼镜还能够解决网购衣服不合身等问题，戴上眼镜后，买家可以在海量的衣服中搜寻合身的衣服，一件件在身上试穿。此外，VR 在医学、地产、体育赛事、游戏、影视、社交、体验店等领域的应用越来越多。

传感器在 VR 中的应用

VR 及AR 作为一种全新的人机交互方式，被业界广泛认为是继智能手机之后的下一个风口。其革命性主要体现在人机交互方式的变化，从而在时间+ 空间上解放了用户。传统计算机通常使用显示器、键盘、鼠标等接口设备进行交互，它们是面向计算机开发的，用户需要学习设备的操作方法。而虚拟现实系统采用的输入/ 输出设备，可使用户利用自己的感觉来感知环境，是专门为用户设计的。

在VR 信息收集系统中，传感器发挥着关键性的作用，而且需要用到的传感器种类繁多，包括手势传感器、手指弯曲传感器、动作追踪传感器、触觉传感器、眼动追踪、MIC/ 阵列MIC 、光敏传感器、光纤传感器、激光传感器、红外传感器、直立式摄像头、定位传感器、头像识别传感器、惯性传感器和嗅觉传感器等。

下面，我们就以目前市场上的主流VR 产品为例，介绍一下位置追踪传感器、动作追踪传感器，以及视觉/ 光学、声学、压感/ 触控器件的应用情况。

首先是Oculus 的Rift ，其采用的“星座系统”位置追踪传感器，通过外置IR CCM ，可以监控40 盏红外Led 灯；在动作追踪方面，其通过加速度计、陀螺仪、磁力计实现；视觉/ 光学部分，采用直立式外置IR-CCM( 星座系统一部分) 和环境光线传感器；声学上则是内置了立体环绕耳机、MIC ；通过振动马达实现压感/ 触控。

另外一个例子就是HTC 的Vive ，它用了2 个Lighthouse 激光基站+80 个光敏传感器；其它相应配置分别为加速度计、陀螺仪，前置CCM ，内置MIC ，振动马达。

再有一个主流产品就是PlaystationVR ，它仅360 度头部追踪，依靠9 个Led 及加速度计、陀螺仪实现，需搭配PS CCM 使用；动作追踪方面采用加速度计、陀螺仪和磁场感应器；外置PS CCM ；该产品没有配置声学器件；压感/ 触控器件也是振动马达。

目前市场上还有一款名为暴风魔镜的VR 产品，它采用了神秘公司LeapMotion 的手势识别系统；动作追踪通过加速度计和陀螺仪实现；视觉/ 光学则为2 个CCM ；声学部分为数字MIC 和可拆卸式耳机；通过侧面触控板实现压感/ 触控。

产品布局

目前，国内多家主打传感器的企业都已经重点布局到了VR 产品上，其中，歌尔就是一家，其产品布局比较有特色，吸引了我的关注，它采用了蜂窝式的扩张模式，为客户提供“零件+ 配件+ 整机”的一站式声光电整体解决方案。

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