虚拟黑客机器人_黑客技术虚拟现实技术

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vr技术学什么?

又被人翻出来了,很多人私信我怎么学VR,我很欣慰,时隔我回答那个问题两年后,在2017回归冷静的VR元年里,还有这么多的人喜欢VR,想尝试做些什么。

从2014年底VR(虚拟现实)被cardboard开始带进人们的生活后,VR这两个字母可以说是红极一时,从一开始的养在深闺人未识到后来暴风妖股惊爆眼球,3大头显各显神通,毫无疑问VR在这两年里掀起了一股浪潮。很多人知道我在做VR后,就开始问我,怎么学VR?此时的你,或许刚刚听说VR这个名词,觉得好奇,想尝试下,或许刚刚从体验馆里出来,激动不已,说这就是我想做的,又或者已经久经阵仗,各类游戏挥手既能通关,觉得没一个能打的,想自己上马……不管你出于怎样的动机,但当你抱着一腔热血想踏入VR开发的领域,这时候你就可以……先来个冰桶冷静冷静了。

仅有一腔热情是不成的,你需要面对一些残酷的现实:刚刚过去的2016年里资本由年初的疯狂到年末的迅速冷静,伴随的是众多浑水摸鱼的公司的消亡,这个由资本催生的迅速膨胀的行业将在2017年回归冷静。不会再出现只会逻辑代码的蹩脚程序猿就能拿高薪做主程,不会再出现玩过几个VRDemo就口若悬河宣称自己有个惊世Idea让大家来搞一波,不会再出现拿着个三流Demo就能拿上一大笔融资胡天海地忽悠一堆投资人……仿佛又回到了2014年前,这个行业只需要,也只留得下真正想做事的人。

假如以上没有吓到你,依然一心想在这个行业做出一些价值,那么,恭喜你,你即将踏入一个充满希望和未来的世界,你将会接触到一些前沿的科技,解决一些行业的痛点,甚至如乔布斯那般,引爆一个技术奇点,开启新一轮的科技革命。

那么,即将踏上征程的你,请先检查手边的工具,搭建属于自己的武器:

1、一台PC是必不可少的,笔记本或者台式都行,性能需要高一点,有个独显就行,当然要比610M这种垃圾好一点,不要问我怎么知道的……

2、一个VR头显,可以是三大头显,也可以是MoblieVR,甚至用纸折个cardboard也能正常工作。不过为了较好的体验,不卡的手机,加上带着舒服点的国产盒子就可以了。假如你有三星的手机,可以尝试GearVR,专门针对VR做了优化,再假如你有小米5以上的新款手机,甚至可以多花200块钱买个小米VR,提前感受下DreamVR的体验,虽然是缩水版……

3、假如手边还有空余的外设,比如飞行摇杆,体感设备,那当然是多多益善了,虽然你一时半会是用不上他们的。

有了1、2两点,就可以进行VR的学习了。

首先在开发之前,至少应该对VR这个概念有个深刻的了解,这时候我推荐看我的叨逼文:

VR的前世今生系列

,有点长2W多字,讲了下VR相关的历史,看看就好,嫌长可以直接跳过。

一些行业内的大神的博客或者知乎也是非常值得关注的,比如:

我看他教程学会unity的真·老司机

康拓耶夫

生命不息创业不止的老司机

许荣雨

焰火工坊的

娄池

特能侃的交互设计师

胡痴儿

以及刚毕业就义无反顾跳坑的后起之秀:

王星杰

等等,知乎上藏着很多大神有待大家去发掘,在诸位大触面前,我这只萌新只能瑟瑟发抖。

接下来就是正式的开发之路了。踏出第一步总是艰难的,点开百度,搜索VR开发,你会发现你的屏幕充斥着“7天快速上手”,“21天从入门到精通”等等诸如此类的文章,这些文章有一个共通点就是提到了游戏引擎。作为目前主流的VR解决方案,学习一款热门的游戏引擎是较为快速的上手方案了。这类引擎已经集成了大量的新特性支持对VR的开发,甚至鼠标点点就能做出一个应用。

详见:

VR内容设计的整个工作流程是怎样的,需要get哪些新技能?

通常采用的引擎有unity,unreal engine 和cryengine,可以说是三款最热门的商用引擎了。假如你刚刚接触开发,我建议学习unity,目前来说,unity是使用最广泛,资料最多,素材最多的引擎,你可以很快上手,并用丰富的素材做出一个大概的Demo。假如有建模和美术基础,可以尝试unreal engine,这是一个对美术友好的引擎,你大可一行代码不写,像做材质一样控制程序逻辑。假如你有一定的基础,又敢于尝试,cryengine也是不错的选择(吗?)

一些入门教程供您参考:

雨松MOMO的Unity研究院我那太监了的UE入门教程

实践一般都是有着某种方向和目的,一个渐进的道路是从简单的全景图片做起,找张全景图丢进引擎,找段代码绑定陀螺仪和视角,发布个VR版本的APP,一个最简单的VR应用就诞生了。接着就开始熟悉VR的各种理论,双目视觉,场景交互,灯光,材质,渲染,物理等等都有待探索学习。

具体的引擎学习不再阐述,只要明白一点:

常到相关社区逛逛对新人来说很有用,这里推荐几个:

Gad-腾讯游戏开发者平台游戏蛮牛

虚幻中国社区

值得一提的是,一些非常有用的资源会加快你学习的速度,比如官方的VR Demo,第三方插件VRtoolKit等。

当你学会使用某一款引擎后,你可以更深入的尝试了,对于刚出道没多久的菜鸟们,混迹于各种各样的行业,接触行业应用,尝试用VR解决一些需求,熟悉团队协作,开发流程,接触各种行业解决方案。

一些热门的行业有:游戏开发设计,房地产建筑表现,影视动画,新媒体艺术,教育医疗等等。各行各业都有自己的圈子,此处就不在赘述。

一些已经开始在各个行业内耕耘的企业,注意:此图出自某位大神的答案,一时半会找不到链接了,哪位找到麻烦告知替换:

当在这个行业摸爬滚打了一段时间后,开始发现自己已经能够胜任某一方的工作,你开始不满足现状,会进行更加深入的尝试。

这期间你会意识到基础的重要性,于是你啃完了 图形学相关,高级编程技术,人机工程学,人机交互设计等等:

打好了基础才能进行进行更深入的尝试,通过理解不同的渲染方式,实现更加细腻的画面表现,酷炫的特效,高级光影效果等等。(渲染这块我比较坑,属于菜逼中的战斗鸡,而且说实话,动辄几万十几万的工程量,不如自己看论文实现……)

这里有本大触的书可以看,能试读到第五章,我反正觉得,6翻了:

thegibook| 《全局光照技术:从离线到实时渲染》(2017年出版)

还有个牛逼的论坛:OpenGPU

或者你可以尝试一些新的表现形式,研究交互,各种各样的人机交互技术,语音识别,动作捕捉,人脸识别。

VR交互设计理念:

胡痴儿的VR/AR界面设计汇总

VR游戏界面设计︱怎么做到实用又逼真?

又或者你不满足引擎给你提供的功能,开始修改底层,甚至自己创造各种各样的轮子,成为一只高级码农。

游戏程序员的学习之路(中文版)

当然你也有可能突发奇想,想创造一个虚拟的生物,于是你转而研究人工智能。

有一天你发现硬件对你的束缚越来越大,转而研究硬件,从驱动到机械结构,突破各种各样的物理界限。当你发现机械已经无法支撑你的产品,你开始研究生物技术,企图直接在人脑中构造你的VR帝国,最终,你创造了一个新的人机交互模式,人们称它为:黑客帝国。

最后,当你产品出货亿万,覆盖整个星球,整个世界都在你的麾下瑟瑟发抖,这时候,记得给我定制上一打妹纸哟。

vr技术的发展阶段?

1985年由于冷战时期航天事业的发展需求,NASA(美国航空航管理局)用了五年的时间研发出了目前主流VR都依然使用的LCD光显戴显示器。目的是让宇航员从模真环境中学习内部控制空间站外部的机器人进行太空作业。

1987年游戏巨头任天堂推出了消费型的商业性VR眼镜,虚拟领域第一次进行民用/商用领域。

1989年 VPL Research公司研发了第一套商业VR设备,虽然年代久远但是这套设备跟现在主流VR还有着极高的相似度,配有可跟踪的体感技术。虽然造价有点相当的昂贵导致几乎无人问津但是虚拟现实这个名词正式诞生了。

配有可跟踪的体感技术,超昂贵的造价。

1991年 NNSA科学设计了一套VR系统用于模拟火星机器人操作。这倒引起了商业机构的注意推出了VR街机主要是利用当时人民好奇的心理曾大受欢迎。

1997年佐治亚理工学院和埃默里大学的研究人员合作创建虚拟现实模拟越南战区为治疗退伍军人PTSD病症,当时反馈的信息来看还挺有成效。这也是VR第一次在医疗领域作出贡献,这种医疗手法到现在依然在医疗领域使用。

虚拟现实模拟战区,治疗退伍军人PTSD病

1999年最著名的电影三部曲《黑客商国》红爆全球,虚拟世界这个话题再一次引发全球讨论。

2007年谷歌宣布提供全景图像展示街景,2010年谷歌街景再次升级为3D原型。

2012年一个Oculus Rift的众筹项目登陆在Kickstarter网站,Oculus Rift具有两个目镜,双眼分辨率1280×800,配有陀螺仪使得游戏的沉浸感大幅提升。这个项目的巨大成功使得VR突破旧派的风格打破并引发VR的新纪元。

这个项目的巨大成功VR突破旧派的风格

2014年Facebook收购20亿美元的价格收购了Oculus,同期索尼也进入VR市场发布PS VR,两家巨头竞相登场激发了市场的热情正式开启了VR元年。

2017年微软提出并设计出第一代MR设备。

2018年VR一体机的需求兴起。

2020年脸谱网发售第二代VR设备Quest2,在产品配置全新升级带来的VR体验大幅度提升导致销量激增,Quest2有望成为VR历史上单个产品销量过千万级的产品。

回顾整个历史,VR发展历史这四阶段。

第一阶段(1963年以前)有声形动态的模拟是蕴含虚拟现实思想的阶段

第二阶段(1963—1972)虚拟现实萌芽阶段

第三阶段(1973—1989)虚拟现实概念的产生和理论初步形成阶段

第四阶段(1990年至今)虚拟现实理论进一步的完善和应用阶段

目前VR正以高速往着高分辨率,低延迟,高精确定位方向发展,生态应用也越来越多,更感知配件也在不断在研发和成熟起来,未来可期

什么是VR虚拟现实技术?

今天不聊专业术语,大白话讲讲虚拟现实技术(VR)。

现阶段虚拟现实技术的主要载体是VR眼镜,它就是一个头戴显示器,里面两块显示屏,左右眼各一个,用来显示通过建模模拟出来的环境。看过3D电影的话就是把3D电影的画面使劲拉近,戴上眼镜,你就站在了虚拟世界中。周围的环境都是三维软件制作的,没有真的实物,玩过3维游戏的话,就想象你是里面的角色,看周围环境就是虚拟现实。

虚拟现实显示技术

但VR眼镜只是虚拟现实显示技术,真正的虚拟现实需要感知和交互,你想在虚拟现实中跑动就需要万向跑步机让你在原地奔跑,需要体感手套让你感受虚拟中的重量、温度、粗糙与柔软,需要体感服让你感受到子弹的冲击感等。所以虚拟现实技术是一整套设备,一切都成熟的时候我们就可以在虚拟现实中生活,跟真正现实唯一的差别是你可以随心所欲,上天入地、一个跟头十万八千里都不是问题。

虚拟现实装备

这里有许多影视作品都在演绎这种虚拟现实形态,很火的《头号玩家》可以关注一下。

现阶段最好的效果展望

当然,虚拟现实也在发展,《黑客帝国》那一天到来的时候,倒是不需要虚拟眼镜、手套、衣服这些了,侵入式的脑后插管可以体验真正的虚拟现实。

帮我举例说明虚拟现实技术。

虚拟现实技术是一个新兴的技术 刚出来有一两年的时间 深圳上海等大城市很需要这方面的人才,主要是在动画,电影,游戏,军事等领域使用,虚拟现实是计算机与用户之间的一种更为理想化的人-机界面形式。通常用户戴一个头盔(用来显示立体图象的头式显示器),手持传感手套,仿佛置身于一个幻觉世界中,在虚拟环境中漫游,并允许操作其中的“物体”。与传统计算机相比,虚拟现实系统具有三个重要特征:临境性,交互性,想象性。虚拟现实技术潜在的应用范围很广,诸如国防、建筑设计、工业设计、培训、医学领域。例如建筑设计师可以运用虚拟现实技术向客户提供三维虚拟模型,而外科医生还可以在三维虚拟的病人身上试行一种新的外科手术。

虚现实是利用计算机技术,对现实的运动进行模拟和声像演示。

在虚拟机过程中,操纵者可以身临其境地感觉到这个过程的运动情况,可以对设备进行操纵,可以查看生产过程、实验过程、施工图过程、供应过程、物流过程等活动的各种技术参数的动态值,从而确认现实的系统是否有能力完成预定的任务和如何去完成,也可从中发现运动过程的缺陷和问题,予以改进。

随着物流的远程化和国际化,物流的流程跨越若干国家、若干种运输工具,客户根本没有可能对这个系统进行实地考查,客户在进行业务外包时,又不能只听一些情况介绍或者录像演示的过程做出最后的判断,在这种情况下,采用模拟现实个办法,客户可以直接进入计算机系统虚拟的世界,对关键环节。操纵、演示,观察和分析有关过程的动态数据,以判定此项业务是否可以外包给这个系统;另一方面,第三方物流公司,也需要借助于模拟现实系统,来分系物流时间、物流成本等,以对是否可以接受客户的要求作出决策。

典型的虚拟现实系统有以下几部分组成:

1)效果发生器。效果发生器是完成人与虚拟环境交互的硬件接口装置,包括人们产生现实沉浸感受到的各类输出装置,例如头盔显示器、立体声耳机;还包括能测定视线方向和手指动作的输入装置,例如头部方位探测器和数据手套等

2)实景仿真器。实景仿真器是虚拟现实系统的核心部分,它实际上是计算机软硬件系统,包括的软件开发工具及配套硬件组成,其任务是接受和发送效果发生器产生或接收的信号。

3)应用系统。应用系统是面向不同虚拟过程的软件部分,它描述虚拟的具体内容,包括仿真动态逻辑、结构,以及仿真对象及之间和仿真对象与用户之间交互关系。

4)几何构造系统。它提供描述仿真对象物理属性,例如形状、外观、颜色、位置等信息,应用系统在生成虚拟世界时,需要这些信息。

虚拟现实技术系统软硬件设备有如下几种:虚拟现实工作站、专业工程投影机、专业偏振玻璃镜头、虚拟 现实投影屏幕、三维图形工作站、多通道、立体投影、虚 拟现实播放器、实时图形渲染引擎、虚拟现实SDK软件开发包 及工程定制、虚拟现实头盔显示器、三维立体摄影数码相机、音响设备等。

虚拟现实技术是如何工作的?

人类想要逃避乏味的现实去往另外一个世界的愿望古已有之。我们会听故事,读小说,看电影,玩游戏,到了计算机技术兴起的现在,就有了虚拟现实技术(Virtual Reality,简称 VR)。

最终极的虚拟现实技术或许像电影《黑客帝国》演绎的那样,一根连接线插在脑后,我们就进入了另外一个世界。当然这只是科幻中的畅想,真实的虚拟现实技术究竟是怎样的呢?

虚拟现实技术的概念早在上世纪60年代就提出了。人类通过视觉,听觉,嗅觉,触觉和味觉等几种感官接受外界的信息。其中最重要的可能是视觉。

有研究认为人类接受的信息80%是来自于视觉,所以目前的虚拟现实技术也主要集中于如何让人能够“看到”虚拟世界。至于如何“触摸”,如何“嗅闻”,如何“品尝”虚拟现实,就是以后的工程师需要考虑的问题了。

想让人看到虚拟世界,要做的不仅仅是将屏幕安装在人的眼前。想让人对屏幕上呈现的画面产生“世界”的错觉,需要做的事情大概有两条:

第一,双眼看到视角略有差别的画面,这样才会有立体感。

第二,用户在转动头部的时候,画面会跟随着视野而改变。想要实现虚拟现实的效果,做到这两条最重要,画面是否非常逼真,反倒不是特别要紧。

做到第一条并不是很困难,我们只需要在双眼各覆盖一个屏幕,并且显示不同的画面就可以。要做到第二条,就不是那么容易了,头显得有能够测量头部运动的手段才行,而且这个手段还得足够“快”,不然画面的显示跟头部运动脱节,用户就会感受到严重的晕眩。

现在大家看到的VR头显,基本上都是这样:一个戴在眼睛前面的大方块,里面是一块屏幕,和眼睛前边的两个透镜。为了测量头部的运动,头显一般还会包括额外的手段。比如使用惯性传感器,就像我们手机里的那种,来测量头部的转动;以及使用类似拍电影里的那种摄像头的办法跟踪头盔上的马克点,来测量头部的移动。

头显是目前虚拟现实最重要的硬件部分,但是它并不是虚拟现实的全部。

除了“看到”虚拟世界,我们还希望能够“走进”这个虚拟世界,与虚拟显示做交互。在虚拟世界中感知自己的身体是虚拟现实技术的另一个非常重要的组成部分。

基本上,所有人在第一次戴上虚拟现实头显之后的第一个动作就是抬起双手试图找到自己的手,这生动的说明了虚拟现实中,能够感知到自己的身体和手是多么重要的环节。

为了解决这个问题,各种跟踪人身体和手部运动的技术也都被发明出来。比方说使用惯性传感器来跟踪全身的运动;或者使用摄像头来捕捉手部。届时,戴上虚拟现实头显,穿上《三体》中所说的“V装具”,玩家就可以漫步于虚拟世界之中,想想是不是很酷?

上面我们谈到了“显示”和“交互”,虚拟现实的第三个重要的环节,就是“内容”。我们有了能够逼真的显示虚拟世界的头显,有了能够将我们的身体、我们的手带入虚拟世界的动作捕捉系统,就需要内容能够让我们来体验了。还好,现在的虚拟现实产业,已经有丰富的正在开发或者已经公布的内容可以让我们体验。

第一个大类就是转播类。想像一下,你能够在现场最前排的位置观看NBA比赛,或者摇滚音乐会,那该有多酷?有了虚拟现实你就可以做到了。现在有很多公司就在开发相应的设备,拍摄出的视频是360度球形视野的,戴上VR头显,观众就可以随意看到周天任何一个角度的画面。想想看,这样身临其境的感觉,跟去现场也差不多了。

第二大类就是游戏,这可能是虚拟现实目前最激动人心的部分。美国一家公司致力于将虚拟现实技术应用到主题公园中,打造非常逼真的虚拟现实体验。想想也是,玩家端坐在家里玩虚拟现实游戏,只能在一个小范围内活动,多没劲;而在主题公园里,配合各种相应的设备机关,就可以化身为冒险者,在各种各样的虚拟世界里冒险:比如阴森的地牢,或者末日后的废墟,或者未来的空间站等等。很可能这才是未来虚拟现实游戏的最适合的形态。

那么我们可以坐在家里玩的虚拟现实游戏会有些啥呢?日本一家公司的虚拟现实游戏可以在虚拟现实中与美少女谈恋爱!在夏日波光粼粼的海边,面对一个美丽的金发少女,跟她坐在一起,似乎能真的感受到她柔顺头发上洗发水的清新气味……可以想见,这款游戏必然是宅男们的心头好。

第三个大类就是社交。读过尼尔·斯蒂芬森《雪崩》的读者都知道,在书中,未来的虚拟现实构成了一个巨大无比的世界,所有人都在其中与人交流。这个世界被称之为“超元域”(Metaverse)。

如今“超元域”已然成为虚拟现实产业的术语,未来我们也可以在一个自己构建、自己定制规则的巨大世界中互相交流互动,一起娱乐、生活。在这个世界里我们的交流方式就不再是QQ、微信的文字,而是真切的面对面,这该有多棒!

如果说互联网是建构在现实上的第一层虚拟空间,那么虚拟现实就是建构在互联网上的第二层虚拟空间。未来,我们也可能遇到一个问题:习惯与虚拟现实构成的世界,可能不愿意再回到现实——当虚拟世界中已经能满足你的所有需求,为什么还有回到现实中来呢?

到那时,你会选择红药丸,还是蓝药丸?

(出品:科普中国;制作:北极星科普创客团队;监制:中国科学院计算机网络信息中心;“科普中国”是中国科协携同社会各方利用信息化手段开展科学传播的科学权威品牌。如需转载请与移动端科普融合创作办公室mobile@cnic.cn 联系。)

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