虚拟现实技术研发:藏在风口噱头背后的真突破
上次去中关村的创业咖啡,碰到几个做VR研发的小孩蹲在角落啃包子,对着台破头盔样机揉发红的眼睛。那瞬间我突然明白,现在对外讲的VR全是风口、元宇宙概念,没人提研发坑里堆着多少没解决的破事。
虚拟现实VR晕动症大脑信号冲突示意图
说实话,我见过某头部大厂的内部测试数据,就算把刷新率拉到240Hz,分辨率堆到8K,还是有三成以上的人玩半小时会犯恶心。这是刻在基因里的本能,不是靠堆硬件参数就能消掉的。最近两年研发思路转了,开始从神经适配上下手,比如走两步给一点微弱的前庭电刺激,骗大脑说你真的在动,有效率能提到七成,可惜还是有部分人完全不管用。
另一个卡了十几年的坑,是触觉反馈。现在卖的消费级VR手柄,振两下就敢叫“全域力反馈”,你摸玻璃和摸毛绒玩具,振动能差出多少?对吧?我上个月看北航机器人研究所发的最新成果,他们做的柔性电极触觉手套,能模拟不同纹理的摩擦力差,连硬币上的纹路都能摸出来,精度真的够。可惜什么?一双手套成本快两万,根本没法走到消费端,研发人员现在天天在抠材料成本,想想都累。
虚拟现实视网膜投影VR光学系统结构图
不过话说回来,这个技术原来最大的问题是追眼,你眼球一动,投影位置没跟上,整个画面就糊成一团。斯坦福计算视觉实验室今年发的成果,用轻量化AI模型实时预测眼球运动,重构投影光路,把延迟降到了3ms,人眼完全感知不出滞后,真的太绝了。国内舜宇已经在试产相关的光学组件,估计再过两年就能见到成品。
第二个方向,是脑机接口和VR的结合。不是那种用脑电波控制游戏的花活,是直接给大脑的视觉皮层发信号,跳过眼睛和显示屏幕这一步。Meta去年年底发的非侵入式研究成果,用电极给枕叶发特定信号,能让测试者直接看到低分辨率的字母和图形,不需要开任何显示器。虽然现在分辨率还很低,只能识别简单形状,但你细想,这直接把VR硬件的天花板捅破了啊——以后搞不好就是一个细发带就能用VR,哪还用戴几斤重的大头盔压得鼻子疼?
虚拟现实技术研发,从来不是为了炒元宇宙概念
很多人提起VR,第一反应就是打游戏看片,或者就是资本炒元宇宙的噱头。其实现在最落地的研发成果,全在B端科研和工业领域。
比如外科手术培训,原来医学生练缝合,要么抢稀缺的尸体标本,要么用千篇一律的硅胶模型,根本模拟不了不同病人器官软硬、粘连程度的区别。现在国内中山医学院已经用VR+力反馈系统给八年制学生做培训考核,学生能反复练同一个复杂手术,还能感受不同病灶的触感,去年考核通过率比原来的传统方式高了17%,误诊率降了快四分之一,这就是实实在在的进步。
还有文物修复领域,杭州一个小初创团队,把被烧毁的圆明园正本堂按史料1:1重建了VR场景,戴着头盔能走进去摸每一根斗拱,看当年的彩画细节,比看一百张考古图纸都直观,现在已经给故宫考古所做了好几个项目了。
吐槽一句,现在资本市场太搞笑了,前两年元宇宙热的时候,不管什么阿猫阿狗的VR项目都能融到钱,现在一棒子打死全说VR是伪需求。这帮人哪进过研发实验室啊,根本不知道多少研发人员天天蹲在无尘间里磨镜片、调算法,啃一个硬问题啃三五年。
也有人说,现在AR火了,VR没必要搞了。扯呢,AR是给现实加信息,VR是完全重构一个场景,训练、模拟、沉浸式创作这些核心需求,VR根本绕不开。最近AI生成VR内容火了,原来一个设计师做三个月才能建完的VR场景,现在输入文字一天就能生成可交互的成品,研发的重心已经慢慢从硬件参数卷到内容和交互了,这个变化太明显了。
说实话,我挺期待接下来三年的,原来卡脖子的那些问题,一个个都在破局。VR不是什么改变世界的神话,也不是一文不值的伪需求,它就是一群研发人员一点点啃出来的技术,等着吧,用不了多久,你就能在生活里随处见到它的影子。
现在的虚拟现实技术研发,到底卡在哪了?
很多人觉得不就是分辨率不够吗?堆像素不就完了?大错特错。 最无解的问题,还是晕动症。说白了就是眼睛看到的运动,和前庭感受到的运动对不上,大脑直接报警。
虚拟现实VR晕动症大脑信号冲突示意图
说实话,我见过某头部大厂的内部测试数据,就算把刷新率拉到240Hz,分辨率堆到8K,还是有三成以上的人玩半小时会犯恶心。这是刻在基因里的本能,不是靠堆硬件参数就能消掉的。最近两年研发思路转了,开始从神经适配上下手,比如走两步给一点微弱的前庭电刺激,骗大脑说你真的在动,有效率能提到七成,可惜还是有部分人完全不管用。
另一个卡了十几年的坑,是触觉反馈。现在卖的消费级VR手柄,振两下就敢叫“全域力反馈”,你摸玻璃和摸毛绒玩具,振动能差出多少?对吧?我上个月看北航机器人研究所发的最新成果,他们做的柔性电极触觉手套,能模拟不同纹理的摩擦力差,连硬币上的纹路都能摸出来,精度真的够。可惜什么?一双手套成本快两万,根本没法走到消费端,研发人员现在天天在抠材料成本,想想都累。
最近半年跑出的真突破,我只服这两个方向
不要觉得VR研发已经停滞了,其实悄悄跑出来很多东西,只是没被资本拿来炒而已。 第一个是视网膜扫描投影VR,不是原来那种把一块LCD屏幕放你眼前的方案,是直接用激光把图像投影到视网膜上,像素密度直接干到16K每度。什么概念?就是你看虚拟物体的清晰度,和看现实世界的真实物体一模一样,完全没有烦人的纱窗效应。
虚拟现实视网膜投影VR光学系统结构图
不过话说回来,这个技术原来最大的问题是追眼,你眼球一动,投影位置没跟上,整个画面就糊成一团。斯坦福计算视觉实验室今年发的成果,用轻量化AI模型实时预测眼球运动,重构投影光路,把延迟降到了3ms,人眼完全感知不出滞后,真的太绝了。国内舜宇已经在试产相关的光学组件,估计再过两年就能见到成品。
第二个方向,是脑机接口和VR的结合。不是那种用脑电波控制游戏的花活,是直接给大脑的视觉皮层发信号,跳过眼睛和显示屏幕这一步。Meta去年年底发的非侵入式研究成果,用电极给枕叶发特定信号,能让测试者直接看到低分辨率的字母和图形,不需要开任何显示器。虽然现在分辨率还很低,只能识别简单形状,但你细想,这直接把VR硬件的天花板捅破了啊——以后搞不好就是一个细发带就能用VR,哪还用戴几斤重的大头盔压得鼻子疼?
虚拟现实技术研发,从来不是为了炒元宇宙概念
虚拟现实技术研发,从来不是为了炒元宇宙概念
很多人提起VR,第一反应就是打游戏看片,或者就是资本炒元宇宙的噱头。其实现在最落地的研发成果,全在B端科研和工业领域。
比如外科手术培训,原来医学生练缝合,要么抢稀缺的尸体标本,要么用千篇一律的硅胶模型,根本模拟不了不同病人器官软硬、粘连程度的区别。现在国内中山医学院已经用VR+力反馈系统给八年制学生做培训考核,学生能反复练同一个复杂手术,还能感受不同病灶的触感,去年考核通过率比原来的传统方式高了17%,误诊率降了快四分之一,这就是实实在在的进步。
还有文物修复领域,杭州一个小初创团队,把被烧毁的圆明园正本堂按史料1:1重建了VR场景,戴着头盔能走进去摸每一根斗拱,看当年的彩画细节,比看一百张考古图纸都直观,现在已经给故宫考古所做了好几个项目了。
吐槽一句,现在资本市场太搞笑了,前两年元宇宙热的时候,不管什么阿猫阿狗的VR项目都能融到钱,现在一棒子打死全说VR是伪需求。这帮人哪进过研发实验室啊,根本不知道多少研发人员天天蹲在无尘间里磨镜片、调算法,啃一个硬问题啃三五年。
也有人说,现在AR火了,VR没必要搞了。扯呢,AR是给现实加信息,VR是完全重构一个场景,训练、模拟、沉浸式创作这些核心需求,VR根本绕不开。最近AI生成VR内容火了,原来一个设计师做三个月才能建完的VR场景,现在输入文字一天就能生成可交互的成品,研发的重心已经慢慢从硬件参数卷到内容和交互了,这个变化太明显了。
说实话,我挺期待接下来三年的,原来卡脖子的那些问题,一个个都在破局。VR不是什么改变世界的神话,也不是一文不值的伪需求,它就是一群研发人员一点点啃出来的技术,等着吧,用不了多久,你就能在生活里随处见到它的影子。