1.3　主流的虚拟现实设备

在了解了虚拟现实的相关基础技术后，我们接下来简单认识一下当前市场上主流的几款虚拟现实头戴设备，为后面的实战开发做好准备。图1-2展示了当前市场上的主流虚拟现实头戴设备。

1.3.1　Oculus系列

2012年，Oculus成立于美国加利福尼亚州，并于2012年9月通过Kickstarter众筹平台发售初代产品DK1。2014年3月，Facebook以20亿美元收购了Oculus。

Oculus系列VR设备主要包含两种型号Oculus Rift S及Oculus Quest，分别面向不同的人群。

1. Oculus Rift S

2016年3月，Oculus推出第一代面向消费者的正式产品Oculus Rift CV1。2019年3月，Oculus发布了升级版的Oculus Rift S，需要连接电脑使用。

Oculus Rift S产品由以下几个部分组成。

（1）头戴显示模块

Oculus Rift S将上一代的OLED屏幕替换为LCD屏幕，单眼分辨率达到1440×1280，同时保持高达80Hz的刷新率，相比上一代的90Hz略有下降。

（2）透视镜

对用户来说，他们希望得到一个填满整个视野的图像，且不失真。一般情况下，这需要又重又贵的镜头组，但是Oculus Rift S使用了一对放大镜，开发人员扭曲游戏画面使用户通过镜片看到一个正常的画面。新一代镜片不仅能清晰显示画面，还能缓解纱门效应问题。

（3）位置跟踪模块

相比上一代产品，Oculus Rift S增加了Oculus Insight模块。无论玩家在空间的哪个角落，该模块都可以在无须借助外部感应器的条件下捕捉玩家的动作，并投射到VR中。

（4）交互输入设备

早期的Oculus Rift S仅支持使用游戏手柄和传统的键盘、鼠标进行人机交互，这显然不能满足VR所追求的沉浸感需求。2016年年底，Oculus正式发布了Oculus Touch，这是一款专用于VR互动的输入设备。Oculus Touch采用了类似手环的设计，可以对玩家的手部进行跟踪，而传感器也可以追踪手指运动，同时为用户的抓握带来便利。

需要特别说明的是，在2020年9月的Oculus Connect开发者大会上，Facebook官方正式宣布放弃纯PC端的VR产品线，集中精力打造Oculus Quest这种VR一体机设备。在2021年，Oculus Rift S产品线全面停产。

2. Oculus Quest

Oculus Quest是Oculus 2019年5月重点推出的一款新品。与需要搭配电脑使用的Oculus Rift S不同，Oculus Quest属于独立的一体机，如图1-3所示。

在2020年9月的Oculus Connect开发者大会上，Facebook发布了全新的Oculus Quest 2。

从某种程度上讲，我们可以把Oculus Quest看作是一个增强版的安卓智能设备。它内置了独立的计算单元、6GB RAM内存以及64GB或256GB的存储空间，并配备了专门的无线控制器。

Oculus Quest 2配备了一块单眼分辨率为1832×1920的OLED屏幕，刷新率为90Hz，仅重503克。得益于清晰度的提升以及视场角的增大，Oculus Quest 2的纱门效应问题有所缓解。Oculus Quest 2还内置了立体扬声器和麦克风，这样用户无须再单独购置耳机。Oculus Quest的续航时间为2.5小时。

Oculus Quest 2和Oculus Rift S一样内置了Oculus Insight追踪功能，使用内置的传感器捕捉用户的肢体动作，追踪范围覆盖整个场景。

Oculus Quest 2也支持Oculus Touch，可以摆脱电脑独立使用，方便随身携带。

Oculus Quest 2内置了独立的计算单元（高通骁龙XR2，也就是定制版的高通865处理器），性能相比上一代大大提升。

此外，通过Oculus Link服务，Oculus Quest 2可以很好地实现PC端的虚拟场景体验。

1.3.2　HTC VIVE系列

VIVE最早是HTC与Valve合作推出的虚拟现实产品，于2016年4月1日开始向消费者发售。和Oculus系列产品类似，HTC VIVE系列产品同样分为需要连接电脑使用的VR头戴设备和无须连接电脑使用的独立VR一体机。

1. VIVE和VIVE Pro

VIVE是该系列的初代产品，VIVE Pro则是该系列的专业升级版。因为两者的区别主要是性能上的提升，所以可以归为一个类。

VIVE/VIVE Pro产品主要由3部分组成。

（1）头戴显示设备

VIVE支持的单眼分辨率为1080×1200，VIVE Pro支持的单眼分辨率为1440×1600，刷新率同为90Hz，视场角为110°。

VIVE中内置了支持Steam VR追踪技术的传感器、G-sensor校正、陀螺仪传感器。而VIVE Pro还多了一个瞳距传感器。

（2）两个支持大空间（Room-scale）追踪的Lighthouse定位器

Lighthouse定位器由VIVE头盔上配备的陀螺仪传感器、加速度计和激光定位传感器以及外壳上二三十个定位传感器组成，可以通过固定在天花板上的Steam VR基站跟踪佩戴者在特定区域内所处的位置。Steam VR基站跟踪的范围可以根据佩戴者所处区域的大小进行调节。

VIVE和VIVE Pro支持最大3.5米×3.5米的追踪区域，更专业的企业版产品支持最大7米×7米的追踪区域。

（3）两个操控手柄

VIVE还提供了两个独立的操控手柄，内置多功能触摸面板、抓握键、双阶段扳机、系统键、菜单键等。此外，HTC还推出了VIVE无线升级套件，从而让玩家摆脱电缆的束缚，在大空间自由活动，如图1-4所示。

VIVE和VIVE Pro产品都需要连接电脑使用（使用线缆或无线升级套件）。

2. VIVE Cosmos

VIVE Cosmos是HTC于2019年推出的全新系列PC VR头显设备，支持单眼1440× 1700的超高分辨率，刷新率、视场角和此前的产品没有区别，分别是90Hz和110°。

VIVE Cosmos的其他技术参数与VIVE Pro类似，同样需要连接电脑使用。与VIVE Pro最大的不同是，它内置了Inside-out追踪技术，无须使用Lighthouse定位器就可以实现大空间的捕捉和定位。

3. VIVE Focus/VIVE Focus Plus

VIVE Focus是HTC于2018年推出的一款VR一体机设备，对标的竞争产品是Oculus Quest。

VIVE Focus无须连接电脑使用，所以被称为VR一体机。它内置了高通骁龙835处理器，支持最高2TB的外部存储，单眼分辨率为1440×1600，刷新率为75Hz，视场角为110°。

和HTC VIVE系列的其他产品类似，VIVE Focus提供了两个独立的操控手柄，内置触控板、菜单按钮、VIVE按钮、扳机和手柄按钮。

1.3.3　Sony PlayStation VR

Sony PlayStation VR（简称PSVR）是Sony公司在VR领域推出的一款跨时代产品。与Oculus Rift及HTC Vive不同，PSVR是基于PlayStation4游戏机的VR设备。

从技术参数上来看，PSVR相比Oculus Rift和HTC Vive略有不同。其分辨率是1080p，支持3D音效，拥有9块LED屏幕，使用PlayStation相机捕捉玩家的位置。

图1-5显示了PSVR和PS Move控制器。

2020年6月，Sony发布了新一代主机产品PS5，并透露了下一代PSVR2的相关信息。

虽然使用Unity也能进行PSVR产品的开发，但是Sony对第三方开发者的审核一向严格，需要申请成为官方注册的开发者（https://www.playstation.com/en-us/develop/）或者申请加入“中国之星”计划（https://www.playstation.com.cn/chinaheroproject/contactus.html）。

1.3.4　其他VR设备

除了HTC Vive、Oculus和PSVR之外，众多国外厂商也推出了自己的VR设备，如Valve Index、HP Reverb G2，这些设备基本上可以分为需要连接电脑使用的PC VR设备和无须连接电脑使用的VR一体机。

国内的知名VR设备包括小鸟看看推出的Pico VR一体机、3Glasses推出的全系列VR设备。另外，华为、小米等企业近两年也都陆续推出了自家的VR头显设备。

1.3.5　Microsoft HoloLens

目前，HoloLens是市面上唯一一款量产的消费级MR产品，一经亮相就惊艳全球科技界。HoloLens的所有计算单元都集成在一个小小的头戴设备中，包括Intel的SoC（System-on-a-Chip）和自行设计的专用图像处理部件。

HoloLens有很多感应器，可以实现5大功能：环境数据采集、实时三维重构、三维场景识别、物理建模、仿真和实时CG图像渲染。

通过HoloLens这套顶尖的光学投影系统，用户可以看到高分辨率、多维度的彩色图像，并且延时很低。这些光学设备是透明的，不会影响用户正常观察现实世界，更好地结合了虚拟与现实。目前来说，HoloLens最大的问题是视场角较小，有比较大的空间没有被覆盖到。

HoloLens小小的主板上承载着所有的计算部件，包括Intel SoC和定制的显示单元。除此之外，它还需要识别手势和语音指令。

2019年的MWC大会上，微软正式发布了第二代混合现实设备HoloLens 2。它内置全新的显示系统，可以在低功耗下显著地实现性能提升。此外，HoloLens 2还更新了用户与全息影像的交互方式，利用新的TOF深度传感器以及内置的语义理解模块来实现更加自然的手势交互，如图1-6所示。

1.3.6　AR眼镜设备

国内外知名的AR眼镜设备包括Google的Google Glass、Snapchat的Snap Spectacles、爱普生的AR眼镜、耐德佳的AR眼镜、Nreal、太平洋未来的Am Glass、深圳增强现实的Oglass眼镜和亮风台科技的Hi AR眼镜等。

目前，这些AR眼镜少部分用于广告、娱乐等领域，共同的缺点是视场角较小，续航能力较差，还有待进一步升级迭代。除了以上已经面市的AR眼镜，目前市场最为期待的还是苹果传闻中的iGlass眼镜，如图1-7所示。