第四节　VR关键技术

VR使用户产生如同“在场”的真实感觉并能置身其中，主要靠的是以下关键技术。

一、立体显示

VR显示技术与普通影视的区别之一是立体感。用户在使用VR设备时感到很新奇，实际上原理很简单。VR在显示时，呈现在用户两只眼睛中的是分别产生的不同图像，显示在不同的位置，由此形成视觉差异，使用户“自己欺骗自己”并形成立体的感觉。目前市场上流行的VR显示器以头戴式为主，一般都会向用户提供VR片源，通过扫描二维码或者下载APP，进行注册后只需点击片源即可在手机屏幕上形成一分为二的两个小屏幕，用户在使用时一个眼睛看到奇数帧的图像，另一个眼睛看到偶数帧的图像，由于奇数帧、偶数帧之间的不同图像形成了视觉差，就产生了立体感。

二、感觉反馈

在VR系统中，当用户看到一只虚拟杯子并伸手去抓时，会得到相应的反馈感觉，这是VR交互性的表现之一，也是VR区别于普通影视的特点之一。尽管用户的手在VR系统中并没有真正接触到杯子，但可能感觉穿过了虚拟杯子的“表面”，这在现实生活中不可能的情况，却在VR中能够产生，只需在手套内层安装一些可以振动的触点并模拟触觉即可完成。

从感觉反馈的角度说，人会本能地追求VR的真实感，但这一追求会因人的情感系统带有天生的移情反应功能，从而把VR世界里的物体和真实世界画上等号。比如在VR里看到一只摇着尾巴的小狗，人可能主观地认定它对自己没有伤害而降低警觉性，因此会在感觉反馈的程度上比在现实世界中对小狗反应的强烈程度低一些。

如果长时间佩戴VR设备，眼睛与肢体都容易产生疲劳感，根据近年VR硬件设备的性能，允许用户体验的最佳时间段大约是5至10分钟，时间过长就会产生疲劳感。其他情况比如突然晃动镜头、突然停止画面或者帧率过低等，都会让用户感到不舒服。另外，重力感是唯一无法欺骗身体的感觉，比如在某个VR项目中过山车翻转了180°，但实际上用户清楚地意识到重力还是朝下，这时不但沉浸感会降低，而且用户会有不舒服的感觉，除非该项目有可以旋转180°的体验座椅搭配使用。

三、跟踪技术

在VR虚拟环境中，每一个物体相对于系统的坐标系都有一个位置，用户也是如此，用户眼睛看到的影像是由自己头部所朝的方向、所处的位置及物体的位置决定的。因此，用户可以利用跟踪头部运动的VR头盔实现“在场”的逼真感。在普通影视作品及传统的计算机图形技术中，用户的视觉系统和运动感知系统是相互分离的，场景的改变要通过视力或配合鼠标、键盘等配件来实现，而VR则允许用户借助于头部跟踪，随时随地使图像的视角发生改变，并使视觉系统和运动感知系统建立起适时的关联，不仅可以通过双眼的立体视觉去认识环境，而且可以通过头部的运动去观察环境，这才实现了各种感觉、知觉的逼真感。

四、声音

在VR系统中，声音的方向与用户的头部运动是无关的。即使如此，若在体验时把耳朵塞住，沉浸感可能会有所下降，因为人的耳朵除了感知声音传递，还负责人体的平衡感。如果不听声音而只看VR默片，损失的除了听觉信息，还有与声音感知相关的其他信息，因此效果会差很多。人脑计算声音的方向，靠的是声音传递到两只耳朵的强度差和时间差，然后分析出这段声音是需要被注意还是可以忽略，进而决定是否选择转头去往声源的方向看，就像是人脑具有“过滤”机制。正因为人脑有这样的功能，即使是在嘈杂的环境里，如果有人叫自己的名字也能听到。因为声音到达两只耳朵的时间、距离、强度都有所不同，当用户头部转动时，听到声音的方向就会改变。而立体声的效果要靠左右耳听到不同位置录制的不同声音，并在此基础上产生一种方向感。

据研究，人耳如果接收到3000Hz以上的高频音时就会下意识地往上看，而接收到750Hz以下的低频音时会下意识地往下看，这是VR项目在策划与编导时引导用户听觉与视线走向的理论依据。

五、语言

人把语音输入VR系统时能得到处理，仿佛VR能“听懂”人的语言，并能通过输出设备与人进行实时交互，也是如同VR系统实现其他功能一样经过了计算机的复杂运算。人们在尝试把人的自然语言输入计算机时遇到两个问题：一是效率，为便于计算机理解，输入的人类自然语言可能无法做到言简意赅。二是正确性，计算机没有人的智能，理解语音的方法是对比和匹配，因此无法保证百分之百正确。实际上，计算机识别人的语音确实是有一定困难的，如连续语音中词与词之间没有明显的停顿，同一字词的发音受前后字词的影响，不同人说同一个词时会有所不同，即使是同一人发音也可能因受到心理、生理和环境的影响而有所不同，从而造成一定的误差。

可见，VR技术对艺术的决定作用是不可忽视的，尽管我们一直强调剧情策划编导及故事情节对VR艺术的重要作用，但VR对技术的依赖要远远超过普通影视作品。