虛擬實境:Google I/O 上展示的新技術與計劃

作者 | 發布日期 2016 年 05 月 19 日 21:13 | 分類 Google , VR/AR follow us in feedly
Google I/O on VR

Google 在今年的 Google I/O 上,其實也針對 AR 與 VR 兩個領域,提出各自的想像與技術突破。雖然這類虛擬實境技術離實際商業化仍有一段時間,不過由於想像潛力太大,因此有開發實力的廠商幾乎都提出過自己的方案,不論是軟體或硬體,例如 HTC Vive,以及這次的 Google Project Tango,以及基於 Android N 開發的 Daydream。



一、Daydream 與 Android「VR 模式」

Daydream 是 Google 預定在今年秋季上市的新 VR 平台,這個平台基本定義了各種 VR 硬體裝置和軟體開發的標準,小從感應器、顯示器和處理器的規格,到 HTC Vive 之類的頭戴式裝置,手機,以及虛擬控制器都有規範。同時 Google 也宣佈,除了將與三星等 8 家知名 OEM 廠商合作,在今年秋季推出符合 Daydream 標準的行動裝置,同時也會在 Google Play 劃出 VR 專區,標示合作的 App 或內容提供商。

由於 Daydream 的規範包含手機標準,因此持有主流手機行動作業系統 Android 的 Google,自然也在這次 Android N 的改版中推出新的「VR 模式」(VR Mode),讓 Android 裝置擁有史上最好的 VR 支援能力,適合搭配 Cardboard 之類的頭戴裝置觀看 VR 內容。

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▲ Google 針對 Daydream 推出的自家頭戴裝置與遙控器。(Source:Google I/O

Google 表示,歷來頭戴式 VR 裝置的問題,就是網路延遲,必須將頭部轉動到裝置接收視覺變化之間的時間差,壓縮到 20 毫秒以下,使用者才能真實地感受自己身處另一個情境,而這一點手機經常都做得很糟,因此這次 Android N 的「VR 模式」,便是特別設計來調整 CPU 與 GPU 性能,以發揮與一般 VR 裝置相同的效果(這也是這次 Android N 要支援 Vulkan API 的原因之一)。

此外,為了延遲時差,Google 也認為必須在行動裝置上設計一枚獨立的減震器,以避免當頭部轉動過快,裝置來不及處理出畫面的問題。同時 Google 也表示,手機螢幕的好壞,亦會直接影響到 VR 的成果。因此若是用戶以不符合 Daydream 標準的 Android 手機開啟 VR 模式,就會看到模糊的畫面。總之各種原因,都讓 Google 決定定義一個新的軟硬體標準,來影響 OEM 廠商。值得一提的是,除了這些基本效能的改進,Google 也在 Android N 上提出一項新功能,可以讓用戶在使用 VR 裝置時,自然地在虛擬世界中看到手機通知。

目前,Google 已經確認,將與三星、HTC、中興、華為、華碩、小米、LG 和 Alcatel 8 間廠商共同合作,推出符合 Daydream 規範的行動裝置(目前為止唯一符合標準的手機,是 Google 自家的旗艦機 Nexus 6P),同時在支援的軟體與內容提供者方面,則會有 Youtube,Street View,Google Play,Play Movie,Google Photos,Netflix,Hulu,HBO Now,EA,華爾街日報,CNN,MLB 與 NBA 等廠商。

最後,Google 也不落人後,預告將推出自己的一系列頭戴裝置,以及一款類似 Apple TV 的遙控器。不過這些裝置目前仍然沒有太多細節,基本只有產品渲染圖與功能展示動畫,同時知道最快會在今年秋天上市。至於 Daydream 的開發者預覽版,將會自即日起推出。

二、Project Tango

Project Tango 簡單而言,是一項「讓行動裝置擁有空間感知能力」的計劃,同時早從 2014 年就開始。符合 Project Tango 裝置的產品(例如平板),能夠透過特殊的 3D 鏡頭,讓裝置「看到」世界,並且搜集空間中的畫面資料。這麼一來,開發者便可以把這些資料拿來做成室內的虛擬 3D 地圖,或是在畫面裡放入 AR 物件。

一個實際的應用方式,是當用戶拿著手機,把鏡頭對準一件博物館文物時,手機螢幕就會在實景的文物上方呈現一個動態的虛擬對話框,讓用戶了解文物背景。或是當用戶把鏡頭對準一個房間,就可以放置虛擬物件,實驗家具擺設。或者當用戶在商城行走,手機畫面可以符現每一家實體商店的折扣標誌,然後指引用戶該去哪間店買東西。總之,Project Tango 可以讓行動裝置像是一個虛擬濾鏡,透過鏡頭或螢幕,看到為實體環境設計的數位內容。

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▲ Project Tango 的區域辨識技術。(Source:Google I/O

不過這個計劃目前有兩個問題。首先,當裝置一旦晃到,就會讓螢幕上的虛擬物件抖動或放大,在畫面的邊緣出現顯示錯誤。此外,這種晃動的容錯率非常小,幾乎只有固定裝置才能避免錯誤,然而一旦把裝置固定,上述的所有應用情境就幾乎派不上用場了。至於這種錯誤的原因,根本在於裝置一旦晃動,系統就會重新計算虛擬物件在空間中的位置。但出於效能的問題,這種計算與重新定位的過程會直接顯示在螢幕上,造成很蠢的晃動錯誤。

因此今年 Google I/O 的重點,便是修正 Project Tango 的這種錯誤。Google 想到的辦法,是發明一種「區域辨識」的技術,不再像以往的版本會不停重覆對環境「追焦」,而是能一次對整個空間辨識完畢。這麼一來,由於系統已經對空間定位完畢,裡面的虛擬物件就可以一次到位,不再需要每動一次,就重新定位。此外,這個區域辨識僅需一行程式碼就能寫入,因此對其他開發者來說,也很容易就能延伸運用。

Google 在會中也做了一次展示,說明改版前後的效果。在舊版中,即使是微晃,虛擬出來的箱子也會閃動。如果直接大力地甩動裝置,虛擬箱子更會直接消失在螢幕裡,然而使用了新技術後,箱子便可以保持衡定,就像個正常的實體箱子。

目前 Google 針對這個方案,僅能做出簡單的 App,用來展示功能,例如讓不同的使用者之間能共享同一個空間的虛擬資料,象徵 Project Tango 有製作多人遊戲的潛力。不過 Google 也表示,聯想(Lenovo)將會在今年年底推出一台 Project Tango 的裝置,不過用途自然將偏向產業面,而非消費面。

(首圖來源:Google I/O

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