聊一聊VR虚拟现实（十三）：进入VR行业需要学习哪些计算机技术？

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聊一聊VR虚拟现实（十三）：进入VR行业需要学习哪些计算机技术？

2022-12-17

最近随着VR知乎上经常有人问行业的复苏:我以后想做。VR，你需要学习什么计算机技术？本文系统介绍：进入VR计算机软件技术哪些计算机软件技术。

由于篇幅有限，技术细节不会在术细节，主要介绍某一方向所需的软件知识，以供进入VR行业学生参考。

- 设备端 -

首先，是VR与眼镜平台相关的工作包括以下三个部分：

一、显示技术

目前的VR设备有三类:外接头显(包括:PCVR 和 PSVR）、一体机和手机盒。这三类VR现有计算设备中使用的眼镜操作系统（Windows、Android 等等)。因此，从系统层面来看，没有新的技术内容。但在显示层面上，它比现有的计算设备更复杂。

当游戏引擎渲染一个时VR画后，不能像 PC 或者手机直接上屏，还需要反畸变、合成、位置预测等过程才能贴在屏幕上。这需要很多计算机图形学和操作系统相关知识。

此外，为了进一步提高渲染效率，还需要引入视觉渲染技术。为了解决这个问题 VAC (收敛冲突)未来将引入问题光场显示这些技术也需要计算机图形学相关知识。

二、定位技术

VR图像的生成取决于定位的准确性。这涉及两种技术：头部定位和手柄定位。定位技术可分为以下三类：

1. 外部激光定位（Lighthouse）

通过计算外部激光发射器扫描空间头盔和手柄接收激光信号的时差推导出设备的空间坐标。其特点是:速度快，位置准确，缺点是成本高。HTC vive 就是这样。

Lighthouse技术，由Valve公司研制

2. 外部视觉定位

摄像头放在外面拍摄头盔/手柄计算设备的位置，Oculus Rift（红外线）和 PSVR (可见光)都是这样使用的。要准确高效地检测出光标点，需要计算机视觉的图像处理知识。

PSVR定位光标点

3. 内置视觉定位（ InsideOut 定位）

估计头盔运动是通过头盔上摄像头拍摄图片的变化来估计的。WMR、Quest使用这种方法。它的优点是不需要额外的架设设备。但定位精度比激光定位差。

还需要根据图片推断相机的运动计算机视觉相关知识。

Quest头盔上的四个定位摄像头

InsideOut 头部定位对应的手部定位有点复杂，分为电磁手柄定位，超声手柄定位和视觉手柄定位三种方法。前两种通常是硬件直接定位坐标，最后一种仍然是基于计算机视觉，是摄像头从外置摄像头换成了头盔上的摄像头。

三、识别技术

在某些情况下，为了更准确地反映用户的动作，还需要识别人体的各种状态。包括：手势识别、身体姿势识别、表达识别、眼睛跟踪。手势识别有两种技术路线：一种是戴手套，用硬件识别，另一种是基于计算机视觉识别。前者优势准确，后者使用方便。

基于视觉的手势识别

身体姿势识别类似于手势识别，也有佩戴硬件和视觉两套方案。但现在常用的是基于硬件。基于视觉的姿态识别通常用于监控场景VR其准确性也比较少见硬件方案差很多。

惯性动作捕捉设备

眼动追踪主要是计算机视觉方案，现在有眼部肌电信号进行眼动跟踪，但只存在于实验室。最后，表情识别只能靠计算机视觉来做。所有上述识别内容，仍处于较前沿状态，在实际应用中主要是B端场景，C端使用相对较少。Oculus Quest 最近刚刚推出手势识别预计越来越多的C端应用将尝试这种新的交互方式。

- 应用端 -

搭好VR眼镜平台后，内容需要根据不同的应用场景进行填充。应用程序端的相关技术可分为以下类别：

一、内容开发

首先是最常见的VR在技术层面上，游戏应用开发与普通3D游戏没有区别，大部分都是用的。 U3D，Ureal 等待引擎开发。因此，我想在未来从事VR内容开发的学生可以直接从游戏引擎开始。

《Job Simulator》，基于销量过百万Unity3D

二、视频制作

VR目前视频制作设备比较成熟。用户在使用时，避免了早期拼接步骤，直接输出 360度全景视频。

制作简单，但视频领域仍有两种新技术需要探索：视频分片编解码和容积摄影。

编解码视频分片可以解决两个问题：带宽不够以及芯片解码限制。未来为了传输和播放12K我们需要优化编解码环节的视频。

Rockeymen：聊一聊VR虚拟现实(8):VR视频的清晰度

目前，一些公司已经朝着这个方向投资。 VR4P、VSBIT、威尔云等。

容积摄影在之前的文章中，我们还介绍了技术：

Rockeymen：聊一聊 VR虚拟现实(5):我们离黑客帝国有多远

它主要通过多摄像头从多个角度拍摄相同的场景，最终 “拼” 一个人可以 “走进去” 的3D视频场景，很酷。

要实现这一点，也需要一些图像处理的知识。

体积摄影效果

三、网络技术

云VR会是VR该领域的一个大趋势是，它需要在云服务器输到本地。VR可参考相关内容：

Rockeymen：聊一聊VR虚拟现实(9):也说5G与云VR

下图是一种云VR 服务架构。它主要考虑的是云内容编码及高效传输。因此，一个计算机网络技术专家，也可以快速投资云VR的领域。

一种云VR服务架构

此外，未来流行的虚拟社交网络将对网络传输有更高的要求。图像同步所需的数据量比传统的网络游戏大一个量级。目前，最受欢迎的VR社交游戏：VRChat，同时，在线人数超过2万。同时，单个房间的人数上限只有30人左右。想要实现。还需要对数据同步做很多研究。

目前最火的VR社交游戏：VRChat

一般来说，如果你想做点什么VR与眼镜平台相关的工作需要与计算机图形学、计算机视觉和操作系统相关的知识。如果你想VR在应用端做一些工作，现在的3D游戏，视频娱乐所需的技术知识相似。，因为VR眼镜公司也要做上层系统应用，所以也会涉及3D开发内容。

希望以上介绍能加入。VR这个行业的学生很有帮助。

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