PlayStation VR的硬件技术剖析

发表于2016-03-31
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北美时间2016年3月15日,PlayStation 4(以下称为PS4)发表了旗下的假想现实(以下称为VR)对应型头戴式显示器(以下称为HMD)PlayStation VR,在其热度尚未冷却的隔日3月16日,Sony ComputerEntertainment(以下称为SCE)在GDC 2016上举行了名为《PlayStation VR: Development and Innovations》的活动,对PlayStation VR(以下称为PSVR)的硬件方面的机能,以及软件方面的革新进行了解说。

 

活动内容方面,软件相关的内容以《THEPLAY ROOM VR》和《社会VR DEMO》为中心进行解说,这部分以后会另辟文章详细讲述,本文将会以硬件为中心将演讲分解并进行整理。

平台间不是相互对决,而是互利共生的VR业界

硬件方面担任解说的是SCE的工程师ChrisNorden先生,主题是Norden先生所说的VR业界的现状。在图像设备方面,OculusVR更胜一筹呢还是SCE更胜一筹?在VR业界是一个一直存在的对立轴,然而根据Norden先生所说,VR业界目前内部关系“很融洽”。


SCE软件开发4课的Chris Norden


目前的VR业界,各大硬件制造商鳞次栉比,例如SCE,Oculus VR,HTC,Samsung Electronics。并且软件方面也有各大游戏工作室,好莱坞的电影产业,以及Facebook,Google等网络服务业加入,目前的VR正是这样的一个格局。

 

但是至少现阶段各社之间应该考虑的不是如何击溃对手,而是应该为了早日促成VR这一电脑娱乐项目达成共同进步的关系。实际上,各社的技术人员之间也有着频繁的交流,不仅是技术层面的交流,商业方面的情报交换也经常进行。为了将VR这一种全新的体验做好,需要进行互相协作,Norden先生的这种观点实际在VR业界内也有许多人赞同。

 

说会本题的PSVR,Norden先生本次使用的是PSVR的试作品规格进行说明,虽然是2015年试做机的升级版,但是基本上的参数没有太大的变化。使用了一块5.7英寸1920x1080分辨率的EL有机屏幕,PSVR的价格相比较Oculus VR的Rift以及HTC的Vive比较便宜,其原因也与这一块屏幕有着密不可分的联系。



幻灯片中提到的LowPixel Persistence这个项目,就是低残影的意思,就是指使用EL有机显示屏之后,所表现出的影像显示机能。

 

下面的Low Latency意思就是低延迟,这里指的不单单是屏幕的应答速度,而是指系统全体的响应速度,当HMD检测到头部的运动,然后PS4再将对应的影像经由HDMI传输线传输到PSVR的画面上。整个过程的延时时间很短,根据记录延迟在18ms以下。并且为了把延迟时间覆盖的话,在戴着HMD时检测到了头部的移动,在画面处理完成之前,预测移动方向将画面变形拉伸以掩盖处理延迟所需要的时间,这种技术被称为Temporal Reprojection,并且OculusVR有类似的被叫做TimeWarp的处理手法。

 

除此之外PSVR还搭载了叫做Object Based 3D Audio的机能,是一种的能够生成真实的立体声的处理手法,这个在后文有详细介绍。

 

戴着PSVR走动的范围是大约1.9m×1.5m

 

PSVR的试用范围是根据PS Camera的摄像能力决定的。即是大概是1.9m×1.5m的范围之内,并且到达PSCamera无法识别的区域,也会在PSVR显示出相应的警告提示。



宽1.9m就是说在使用PSVR时,只能在中央位置朝左右移动大概1m,对于不需要四处移动进行游玩的PSVR来说,这样的空间也是足够的。


PSVR将使用通过软件内设置的方式调整瞳孔间距

Rift以及Vive不同,PSVR只有一块EL有机屏幕,无法像Rift或是Vive一样通过两块EL有机屏幕来调整瞳孔间距。对于这个问题Norden先生做出了答复,那就是在软件内通过设置来调整瞳孔间距。



Norden先生也说会将用户的瞳孔间距等信息保存在PSN账号上,然后通过PS Camera的识别用户的面容之后再对PSVR进行自动设置。也就是说,如果要在朋友家的PS4上使用PSVR的话,必须要更换成自己的PSN账号才能读取瞳孔间距等数据进行设置,这样一来也繁琐了不少,也许通过软件来设置是不是目前来说最优的方式还有待商榷。

PSVR所对应的多单元格

至今为止,游戏的画面都是在一个平面上,远景与近景也都是在一个平面上,而多单元格作画系统则是将近景与远景分开描绘,之后再合成成为一个画面。例如远景的话,在游戏画面中是不会一直盯着看的,所以远景画面就可以做成30fps,而近景被注视的时间较长,所以使用60fps,游戏人物以及人物周边的画面,由于一直被注视着,所以需要做成120fps,再使用Temporal Reprojection将视角转向其他帧数的画面时产生的误差覆盖掉,就变成了一个没有矛盾的流畅画面。



并且PSVR的画面标准必须严格按照以下三个标准,不能有一点点下滑:画面帧速率60Hz,120Hz Temporal Reprojection&出力——画面帧速率 90Hz,90Hz Temporal Reprojection&出力——画面帧速率 120Hz,120Hz Temporal Reprojection&出力。

PSVR的处理组件中内置立体声处理



PSVR的声音定位感很真实,不仅仅是水平360°,垂直方向360°的音乐定位感也能再现出来,距离感也可以很好的模拟出来。这是介于在PSVR中的处理组件进行的立体音效处理,首先将声音的传播过程,包括到达耳膜产生削减,在耳道内反射传播这一系列过程进行模拟,实现声音的变调处理。

使用处理组件将PSVR和电视的画面分别生成

 

处理组件不仅可以连接HMD,也可以连接电视也有HDMI接口,SCE将这个机能称作为“社交屏幕”。社交屏幕的用处根据VR内容的不同,大体上可以分为两种。

 

第一种就是“镜像模式”,就是将HMD上显示的影像和声音在电视机上重现,但是由于HMD的影响是根据镜头变形之后的画面,所以电视上显示的经由处理组件中的影像处理之后出现的适应平的修正影像。

 

第二种则是“分立模式”,就是HMD显示的影像和声音与电视所显示的不同,利用这个功能,就可以另佩戴HMD和使用电视的两个人同时游玩一个游戏。类似THE PLAYROOM VR这类的非对称视角游戏。



对PSVR硬件的解析就为大家介绍到这里,如果大家有兴趣可以联系我们,我们会根据大家的需求继续撰写一些其他PSVR相关技术文章。最后,希望我们的文章对开发者们尤其是中国的PSVR开发者有所帮助。

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