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Oculus具体提供给三星Gear VR什么技术?

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2017-8-27 17:28:20 | 显示全部楼层
为什么Gear VR上印有powered by Oculus?
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h56321651|2017-8-27 17:28:20 | 显示全部楼层
最最核心的一点是, Oculus首次在手机VR上达成了20ms内的延迟, 目前还没有第二家做到, 这也拉开了与Cardboard(包括各种塑料版本)的体验差距

Barrel Distortion: 提供了比Cardboard更好的FOV
Chromatic Aberration: 对透镜的色散问题进行了校正, 避免边缘像素的RGB不重合
Head Tracking: 虽说Cardboard也有, 但是手机内置的传感器精度和频率(延迟)远不如GearVR集成的那个, 不过遗憾的是没有Position Tracking, 只有Orientation
Asynchronous Timewarp: 这个是GearVR的核心竞争力, 连PC上还没普及(需NV驱动和Oculus驱动升级), 大大降低GearVR的延迟, 并能保证在FPS低于60FPS(甚至达到30FPS)时的体验, Cardboard这时候早就一片残影了
Direct front buffer rendering: 相对于double buffer (backbuffer) rendering少了点延迟
Sound Spatialization: VR下的3D音效表现力不再限于两个声道的立体声, 而是可以通过Head Tracking的支持对声音进行定位, 可以听出前后高低甚至环境音的空间位置
GearVR SDK: 这个就不用说了
Oculus Store: 手机VR应用商店, 这个到底算Oculus帮了三星还是利用了三星呢?
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wg861226|2017-8-27 17:28:20 | 显示全部楼层

  • Direct front buffer rendering,根据我们的测试,能减少大概10-20ms的延迟
  • 异步timewrap,也是减小延迟用的
  • 其实还有一个,gearVR在每个渲染帧之间中插入black frame,用来减小视觉残留,不知道这个是不是利用了oled的特性
  • 其他还有很多零碎的优化,例如尽量让绘制和vsync信号对齐、使用mesh来做distortion和色散矫正等等。
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a157407265|2017-8-27 17:28:20 | 显示全部楼层
尽管远在开发 3D 游戏引擎的早期,卡马克就是受到《星际迷航》的“全息甲板(Holodeck)”、《雪崩》小说的“超元域(Metaverse)”等虚拟现实概念的影响。但 3D 游戏还远不是虚拟现实,最多不过是虚拟现实进程中的一小步而已。

直到2012年4月,等卡马克看到 MTBS3D 论坛上帕尔默·拉奇(Palmer Luckey)所发的 Oculus Rift 原型机的帖子时,大神着实兴奋了一把——这才是虚拟现实应有的样子嘛!于是他赤膊上阵,亲手改进原型机早期的不足之处,并进一步改写《毁灭战士3》代码来为一个初出茅庐的小伙子做内容。而在随后的 E3 游戏展,卡马克更是主动召集媒体来演示这台尚在襁褓中的 Rift 原型机,以重新点燃整个技术圈对于虚拟现实的热情。
▲卡马克在 2012 E3 上展示 Rift 原型机
早在 22 岁的时候,卡马克就做出了世界上第一款 3D 电脑游戏:《德军总部 3D》。要知道在那个 386、486 的年代,流畅地绘制 3D 图像可不是件容易的事。3D 游戏运行很慢的一个重要原因是需要绘制的物体太多,CPU 运算不过来。卡马克独辟蹊径的使用了“射线追踪”算法,剔除掉视野外的物体,结合削减多边形、动态缩放这些技术,终于能创造出一个流畅的三维世界。后来的《毁灭战士》和《雷神之锤》系列游戏不仅风靡全球,也成为整个行业的标杆。据说最初的显卡之所以能被发明出来,就是有人想要玩好《毁灭战士》。而其后的版本更新,就连 Windows 都要先来打听卡马克打不打算支持。
▲德军总部 3D▲德军总部 3D
如今虚拟现实行业的一开始,同样要受限于计算能力的不足,60Hz 液晶屏上最多维持住 30fps 的图像,在玩电脑游戏时或许还能忍受,可戴上 VR 稍微扭头动动屏幕图像就会一片混浊,卡到没法玩……这就是动态模糊。好在卡马克用异步时间扭曲(Asynchronous Timewarp)解决了这个难题,就是直接修改图像渲染参数来生成中间帧,从而能让图像的帧率跟得上屏幕本身的刷新率:
“理论上,异步时间扭曲允许你把一个 30fps 的游戏升级到 60fps,以更好地匹配屏幕 60Hz 的刷新率。”
▲异步时间扭曲(Asynchronous Timewarp)

这就解决了虚拟现实难以推广起来的一大障碍。而今,不论是做显卡的 AMD、Nvidia,还是对手 HTC 的 Vive 都在使用卡马克的这个方法来规避当前芯片技术整体计算水平上的局限。

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对于虚拟现实,卡马克认为移动版的 Oculus 会是未来,这就是为什么他会看上跟三星合作的 Gear VR 项目,这一点也正是他下定决心离开为之奋斗20多年的 id 软件的原因。
不过,跟三星合作的前几个月却是困难重重。由于大公司的官僚作风,卡马克迟迟拿不到三星手机前置缓冲区(front buffer)的访问权限,尽管他反复给三星写过长篇大论的邮件来解释这一点的重要性。
意识到三星的人理解不到要点,卡马克索性直接黑了这部手机,并把做出来的效果拿给三星负责驱动的人看,对方终于能理解到点子上了:
“噢,天哪!这么做太糟糕了……”
▲黑掉这台 Note 4 吧
这一招很管用。前置缓冲渲染能让他们减掉两帧的延迟,而那非常重要!
看到这样做的真正效果后,三星不仅欣然接受,还特地写出合适的程序接口来交给卡马克一个正式的权限,并开始提供合作预期之外中的一些便利,因为他们明白了卡马克的建议将会带来真正的改进。
而这场合作的成果,可不仅仅是三星得以用 Oculus 的技术来生产 Gear VR,Oculus 也终于能让三星来为 Rift 产品生产专门的 OLED 显示屏。
尽管这次合作的过程一波三折,但与多年前的坎坷经历相比,已能算相当顺畅了。
那要回到1990年,当时 PC 机的性能不仅比不上苹果机,就连街机和任天堂的游戏机都比不上。很多人都想把任天堂的《超级玛丽》移植到电脑上,可难点在于超级玛丽每移动一下就要重新绘制整个背景。尽管游戏背景上只有几片“白云”,电脑还是要绘制整片“天空”。
这时卡马克写了一段代码,“欺骗”电脑认为白云就是整个屏幕,这样蓝色的天空背景不动,直接绘制白云就好了。
▲超级玛丽▲超级玛丽

紧接着,连续工作72小时,卡马克他们一个像素不差地移植了《超级玛丽3》,并满怀希望的寄给了任天堂。几周后,他们收到了任天堂的“亲切”答复:
“小伙子们,干得不错,但我们对 PC 机没有任何兴趣。”
现在的虚拟现实设备与手机相比,就像当年的 PC 机与游戏机。不同的是,如今的三星显然要比任天堂更明白如何去跟上“时代”的步伐。

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除了基本技术上的进步,虚拟现实现在更缺的就是内容了。
不知道是不是为了弥补当年移植主机游戏的遗憾,卡马克将《吃豆人》《刺猬索尼克》这样的街机游戏带进了虚拟现实,这便是 Oculus Arcade。
同时,为了让人们在虚拟现实中可以体验到 IMAX 般的观影效果,卡马克还亲自帮 Netflix 把 Netflix Living Room 带进虚拟现实。
不过,要说卡马克最想要的,那还要数《我的世界》……卡马克认为它是目前虚拟现实里面最最重要的游戏,没有之一。
▲风靡世界的游戏《我的世界》
然而,《我的世界》创始人 Markus 却非常反感 Facebook,并在 Twitter 上公开拒绝了他。
▲Markus 说 Facebook 让我毛骨悚然
可卡马克并没有就此放弃。后来 Markus 的态度也有所软化,却最终把《我的世界》以 25 亿美元的价格卖给了微软。于是,卡马克只好直接接触微软:
“我不会向你要求任何东西,只要让我们去尝试就行,让我来尝试把它做成一个 VR 的游戏……我非常有信心把它做成一个很酷的东西,所以你们的任何要求我都能同意。”
微软没有任何理由拒绝掉这样的提议,但 Oculus 的律师却十分担心卡马克是白白在为微软做嫁衣。
可卡马克极力坚持这个做法,因为这是他现在能为虚拟现实做到的最好的事情:
“这是我们为虚拟现实所能做出来的唯一最为重要的应用,它将确保我们获得一批狂热、忠诚的支持者群体来告诉人们虚拟现实为什么能这么棒。”
▲卡马克宣布我搞定《我的世界》了
而《我的世界》之于虚拟现实的重要程度,该行业的著名先驱人物杰伦·拉尼尔(Jaron Lanier)则想到的更多:
“每当一个全新的平台诞生时,开创新经济模式的方法亦随之改变……现在启动一个虚拟现实行业平台的要点在于,我们可以……(创建一个)极其简单、便捷的小额支付世界,在那里每一个人都是真正平等的,每一个人都会是买家和卖家,每一个人都是一等公民……再让我们看看这将会发生什么奇迹。那可能会很伟大!……关键是你确实需要付出相当的努力和匠心才能做出好东西,做出一个像《我的世界》那样美好的世界……”
相应的,回想起当年卡马克与微软之间的交锋,其实会有这样一种感觉——“出来混,迟早是要还的”。
▲比尔·盖茨:不要打断我说话
那还是《毁灭战士》最为火爆的年头,一心想用多媒体这个卖点来推广 Win 95 盖茨打起了这款游戏的主意。诚然,《毁灭战士》确实是展现 Win 95 多媒体属性的最佳应用。
只是还没等比尔·盖茨开口去收购,卡马克就下手从微软挖走了一员正在为下一代系统准备技术的大将。回过神来的微软只好去求 id 帮忙,帮忙把《毁灭战士》移植到 Win 95 上来替微软吸引用户,而 id 的回应则是:卡马克现在没空。
铩羽而归的微软反过来提议:由微软自己来把《毁灭战士》移植过来,id 软件连一根手指头都不用动,收益仍全归 id 所有。卡马克没有理由拒绝。最后由微软出资为《毁灭战士》Windows 版所举行的“审判日”发布活动上,比尔·盖茨还化身游戏中的一名角色来宣传视频中搞怪(上图)……微软甚至还在 Excel 95 软件内精心布置了一枚来自《毁灭战士》的彩蛋。
以后的结果正是,不惜血本的微软确实成为了 PC 游戏平台无可争议的霸主。

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至于 id 团队卡马克他们的高冷,反感微软的公司文化只是一方面,最关键一点在于卡马克当时确实很忙——忙着开发《雷神之锤》,同时再把 3D 游戏的技术带上一个新的高度。
而新的挑战意味着新的难题,一心求解难题的卡马克自然是想到了他自学 3D 技术所用的书的作者——计算机图形学界泰斗迈克尔·亚伯拉什(Micheal Abrash),如今 Oculus 的首席科学家,也就是前面提过的那员微软大将。
得知此事后,比尔·盖茨给出优厚的条件力劝亚伯拉什不要跳槽。不过在盖茨和卡马克之间,亚伯拉什毅然选择了陪同卡马克一同去创造历史,因为他希望在图形技术即将取得革命性突破的时刻,自己是置身其中亲自参与的。而后来卡马克离开他一手创办的 id 软件加入 Oculus,大抵也是同样的考虑。
但亚伯拉什比较顾虑的一点则是:每一次在做完一个项目后,自己还能否百尺竿头更进一步。卡马克却能非常有信心地回应:
“我从没怀疑过,嗯”
确实,当前的卡马克又在挑战一项新的高度:为 Gear VR 开发一项内置的位置追踪技术。
想象一下,只需为 Gear VR 装上立体摄像头,再辅以卡马克风骚的算法,你的头显就能立刻感知并计算外部世界的变动……这意味着你再也不用像 HTC Vive 那样只能在固定的房间体验虚拟现实,而是可以自由地探索虚拟世界的全部,想去哪就去哪。
▲网友脑洞可以自由走动的虚拟现实
尽管这一技术还有一大堆的技术细节有待搞定,卡马克表示他有信心解决好这些问题,并决定把接下来几个月的时间都安排在该问题上。

他已经认定了移动版的虚拟现实才会是真正的未来。


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he376858010|2017-8-27 17:28:20 | 显示全部楼层
3D游戏开山祖师卡马克作为Oculus的CTO,和三星合作,来搞GEAR,为了提高帧率,降低延迟,和三星开发人员一起直接修改手机rom底层的相关组件,由于手机硬件更是三星本身开发,因此卡马克的优化工作即使涉及到手机硬件也不奇怪。

此外Oculus dk2的核心组件,那块显示屏,并不是普通的手机屏幕,而是OLED显示屏,
OLED作为优秀的短余晖显示屏,能做到快速的点灭而没有余晖,更是能做到75HZ的刷新率。而传统的液晶显示器,不但余晖时间长,一般也只能做到60HZ的刷新率,用于VR显示其实是不合适的。

此显示技术是三星的核心技术之一,核心到什么程度:这种屏幕不是你想买三星就卖给你的,而其中的显示控制芯片更是核心中之核心,一般的手机厂商更难拿到手。即使你买了这个屏幕,没有原厂的控制芯片,也很难实现75HZ的刷新率。

所以DK2的优秀表现其实是和他使用了三星这块屏幕有着莫大的关系,而三星能向oculus提供这种屏幕(这个显示面板是把note3的屏幕配件拿来直接用的,如果拆开DK2,你会看到显示屏上甚至还有三星的logo XSK),可见两者合作之深。

总之两家公司之间不仅仅是互相用一下对方产品这么简单,而是进行了非常深入的技术合作。
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peter5200|2017-8-27 17:28:20 | 显示全部楼层
也算是相互利用吧,oculus主要提供三星算法,三星主要提供oculus显示屏。
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zjh0008|2017-8-27 17:28:20 | 显示全部楼层
Oculus以帮三星做手机壳为条件交换三星的OLED屏。
技术主要是优化算法,修改Android底层配合三星硬件来降低延迟。所以更新系统要小心哟!
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admin|2017-8-27 17:28:20 | 显示全部楼层
前置渲染,异步时钟,事件接管等技术,oculus home等软件
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