大和有話說

隨著電影《一級玩家》（Ready Player One）的上映，最近虛擬實境（Virtual Reality；簡稱VR）又再掀起了一波熱潮。VR是利用電腦技術模擬出一個立體、擬真的3D空間，當使用者穿戴特殊顯示裝置（VR眼鏡）後，彷彿就會身歷其境，有種身處在現實的錯覺。

 

從手機、PC到一體式VR HMD

過去幾年來，從Cardboard、手機VR、PC VR、到了以改善手機VR與PC VR缺點而生的一體式VR等頭戴顯示裝置（Head Mounted Display；簡稱HMD），目前手機 VR 仍然是相對普及的 VR HMD。

基本上，只要有配備了陀螺儀、加速度計和磁力計的手機，就能夠偵測使用者頭部動作，讓使用者能夠在虛擬世界中自由轉動頭部觀看四周環境。然而，由於手機 VR 可達到的效果有限，以及使用過後的暈眩感，使得大眾的接受度並不高。

相較於手機 VR 是以手機作為主機來輸入影像，PC VR 則是以 PC 主機來輸入影像，因此 PC VR 在內容處理、顯示屏、頭部動作感應等，都比手機 VR 來的優異。除了高階輸出及細緻畫面，且也更具沉浸式體驗。

至於一體式VR，則是解決了PC VR有纜線絆腳、手機VR性能不佳的問題，讓VR的運用可以脫離PC與手機而自成一格。但不論是以上哪種VR裝置，降低使用者暈眩感一直是各家VR HMD大廠努力的方向。

 

全球VR技術三大標準

2016年底，Google、HTC、Samsung、Sony、Oculus、宏碁等六家公司宣布成立全球虛擬實境協會（Global Virtual Reality Association；GVRA）。該協會的任務就是制定「全球VR技術標準」，讓更多的VR硬體和軟體兼容。

全球虛擬實境協會也首次確立了VR產品三大關鍵技術標準，分別是低於20ms（毫秒；千分之ㄧ秒）延時、75Hz以上的刷新率及1kHz以上的陀螺儀刷新率，而這三大關鍵技術正是為了解決VR帶給使用者的暈眩感。

 

1. 延時低於20毫秒：

所謂VR的「延時」，指的是用戶從頭部運動開始，到相應畫面顯示在螢幕所花的時間。所以說，延時越短，VR使用者的體驗就會越好，反之越差。

一般來說，從「用戶頭動」到出現「相應畫面」大概會經過以下步驟：從感測器測得動作而輸入數據；將採集到的數據經過過濾並通過纜線傳輸到主機、遊戲引擎、顯卡；最後用戶在螢幕上看到相對應的畫面。

研究指出，人類頭部轉動和視野回傳的「延時」須低於20毫秒，否則身體感官和視覺將出現違和，就會讓人有強烈的暈眩感。

 

2. 刷新率高於75Hz以上：

比起HMD的畫質、可視角度，更重要的莫過於「畫面刷新率」。畫面刷新率的單位是以Hz表示，舉例來說：60Hz就是指一秒內畫面更新60次的意思。刷新率越高，就越能流暢地播放影片。

一般而言，刷新率越高，VR的延時越小，用戶對VR的體驗也會更好。如果HMD低於60Hz的刷新率，則螢幕不僅在延時的部分無法提升，用戶體驗也會極為糟糕且暈眩感強烈，因此也被業內定義為缺陷級VR產品。

目前看來，刷新率在75～90Hz區間的VR設備為入門級標準指標，高於90Hz的VR設備為中級VR產品。

 

3. 陀螺儀刷新率高於1kHz以上：

VR HMD裡的陀螺儀是用來定位的，可測得使用者頭部轉動的瞬間狀態，讓用戶隨意的在VR裡，上下左右的四處張望。刷新率越高，延時越低，代表著用戶在VR環境裡的定位就越準確，各種動作的模擬也更加到位。

說個題外話，上頭所說的陀螺儀定位是用來「頭部追蹤」，至於用戶的「位置追蹤」（Positional Tracking），則另有「Outside-in tracking」及「Inside-out tracking」等兩種技術。只要在現實世界中走路移動，用戶在VR的世界裡也會同步移動。

Outside-in tracking目前比較主流，它是由外部的攝像頭和發射器來捕捉和追蹤用戶的動作。目前的高端VR HMD大多採用的是這種定位追蹤技術，因為效果較好、實現起來比較簡單，包括HTC Vive（雷射掃描定位技術）、Oculus Rift（主動式紅外光學定位技術）和PS VR（可見光定位技術）在內都是如此。

至於Inside-out tracking的技術門檻較高，它從用戶自身為基點，掃描周圍的環境，從而計算出用戶在空間中的相對位置和運動軌跡。此方案最重要的技術之一為SLAM（simultaneous localization and mapping，同步定位與地圖構建），目前像是Microsoft、Google、Oculus都正積極佈局此技術。

 

VR HMD市場概況

我們在此簡單比較一下Oculus、PS VR、HTC Vive的硬體規格及市場狀況：

雖然SONY在2016下半年才推出PS VR，但是以其優異的性能，迅速成為VR HMD市場的領導者，以2017年Q3的銷售數據來看，若不計入Samsung Gear VR等「手機VR」產品，SONY拿下了全球49％的市佔率，其次分別為Oculus（21％）、HTC Vive（16％）。

在VR HMD領域，Sony之所以能走到霸主地位，一是技術突破，二是遊戲粉絲眾多，三是定價適中。Sony在全球有4000～5000萬家用遊戲機用戶，而且打的是低成本、低門檻鋪市場的策略，所以受到許多遊戲玩家的追捧。

 

行業拐點何時出現？

根據拓墣產業研究院報告，2017 年全球 VR 裝置出貨達到 370 萬台，預估 2018 年 VR 市場出貨量將會成長到 500 萬台。雖然VR產業趨勢正向，但井噴式的成長似乎還沒那麼快。

最主要的原因除了VR HMD的暈眩感、散熱等問題尚待解決外，VR內容端的不足也成為了目前VR市場發展的最大阻礙。現行消費市場端的VR應用仍以遊戲、影音、直播等三大類型為主，但由於內容製作的成本較高，廠商多採觀望階段，

在這樣的雞生蛋、蛋生雞的窘境下，預計最快到2019年，VR內容商才有機會實現盈利，而整個行業的拐點應該也是2020年後的事了。

 

參考資料

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