深度揭秘Daydream View研发全过程

2016-11-21 12:30:15     作者:百度VR      来源:百度VR

标签: VR 虚拟现实

谷歌首款VR头显DaydreamView已经在数周前发货了,但其总部加州圣克拉拉县的山景城的一间房子里却装满了谷歌VR开发团队用过的模具和配件。桌子上摆满了布样、成型泡沫外壳以及一些笨重的黑色东西,像极了狂欢节佩戴的面...

谷歌首款VR头显Daydream View已经在数周前发货了,但其总部加州圣克拉拉县的山景城的一间房子里却装满了谷歌VR开发团队用过的模具和配件。桌子上摆满了布样、成型泡沫外壳以及一些笨重的黑色东西,像极了狂欢节佩戴的面具,其实这是View表面部分早期使用的3D打印的实物模型。还有一个盒子里装满了形状各异、大小不一的塑料磁盘,上面写着简单的警告语:边缘过于锋利,按钮互相不适配。

过去几年,我见到过很多公司、科研机构以及修补匠制作出的VR头显原型,但绝大数只是概念机。当Valve建立一家小型博物馆来纪念Vive头显制作过程的时候,标志着不同动作追踪系统的研发时间轴开始形成。但Daydream不同,其性能大大提升同时配有新手柄,显然构造的基础远不是2014年谷歌发布的Cardboard平台。为下一波技术革新,从去年下半年开始到今年,谷歌Daydream View团队花了整整一年半时间踏踏实实将技术落地。

谷歌VR部门负责人克莱•巴沃尔

VR一直与科幻紧密相连,从某种角度来看,这是好事。VR 技术允许每一个人在虚拟空间里去真切地感受和创造,这种造物主般的感觉不再被程序和美术独享,每个人都有机会去创造和利用属于自己的独一无二的虚拟世界 ,正如 Star Trek 里著名的全息甲板 (Holodeck) 和 Matrix 里的母体。但同时VR未必能够融入绝大数人的日常生活。头显在商业展会上看起来很好,但不适合摆设在温馨的家庭中。

谷歌VR部门负责人克莱•巴沃尔(Clay Bavor)将Daydream描述为“稀奇的”平台,而View头显必须具有这样一种特征:基于优质布料上的超级舒服设备,而不是家用电子产品。但在谷歌尽力制作硬件的过程中,这一点很大程度上还是未知领域。

谷歌是在2015年中期开始构想Daydream View头显的,一年后公开宣布进入VR游戏制作。正是谷歌在Cardboard上的实验,才使得View头显必须具备的核心要素突显出来:一款智能手机、一副放大镜片以及一个盛装前两者的盒子。尽管Cardboard推动了移动端VR的繁荣,但其也有根深蒂固的局限性。用户必须用双手把头显贴在脸上,而交互也只是限制在点头和单个控制按钮的操作。除了移动端VR头显,其他的PC头显笨重、昂贵,同样限制了普通用户市场的爆发。

“Cardboard仅仅是一款简单的设备,但我们还是从其在市场中的成功学到了很多东西,似乎看到了整个产业还会有什么样的头显制作出来,当然现在VR还处于初期,没有特备成功的设备,”Daydream及谷歌VR的产品经理安德鲁•纳特克(Andrew Nartker)说道,“人们并没有正确处理好头显的舒适度和交互感之间的关系。”

Daydream View头显的核心“科技”

View头显的核心“科技”是一个双层烟囱和一些透镜

谷歌制作View头显的起点是一个简装的框架,有点巴洛克风格,看起来像由廉价的黄白色塑料制作而成的双层烟囱,但从本质上来看这就是最原始VR头显框架,只需在一头增加透镜片,另一头捆绑手机就可以使用了。View头显融合了NFC芯片的特征,可以将手机调整为VR模式,但头显的形状却是核心“技术”,因其才是将人们引入虚拟世界的关键。正如房间里放满了头显原型所示,做到让人们佩戴VR设备的过程极其舒适并非易事。

当首款支持Daydream的谷歌手机Pixel发布后,评测人员认为其设计平淡无奇。但当Daydream研发团队讨论View头显时,“普通”并不是一件坏事。头显的每一部分都是在粗略地模仿人们熟悉的柔软物品——滑雪护目镜、鞋子、短上装,甚至帐篷和风筝。

“至少在今天,世界上还没有完美无瑕的VR头显出来,而我们借用了人们可穿戴的一切东西来设计设备的布料,” 巴沃尔说道。

其实,世界上并不存在能够完全满足VR头显要求的布料。VR头显也比任何一副运动护目镜都重,尤其是插上与头显相适配的大屏幕手机后。佩戴合适、重量均衡是个一直存在的问题,这点对于戴眼镜的用户来说尤其重要。同时,谷歌不想使用一些调节部件让用户烦恼,包括独一无二的头戴式皮带。

“头带让一些新用户看着就害怕,而且市场上也几乎不存在带有类似莫霍克头型线绳的产品,” 纳特克说道。其实,头显最好不要装置有绳线,摆脱线绳是个重要的目标。

Daydream View头显颜色与布料的选择

颜色、网线、磁铁的选择

就如一些硬件测评人员所强调的,单一条带是View让人们难以适应的元素之一。但View本来可以更糟糕、更重。可讽刺的是,表面上看起来极其简单的双层烟囱使用了太多塑料,因此其被更为简陋的框架取代了。3D打印的面罩可以分散面部上的压力,将压力均匀地分布在用户的前额和颧骨上。这样人眼周围的空间会变大,从而更好地佩戴眼镜。最终,View头显面罩采用的是重量极为轻的柔软透气针织布料,周边布带也有一定的角度,从而能可以更好地分配重量。

通过调整重量和合适的角度让人体佩戴舒适并不是谷歌Daydream团队所考虑的唯一问题,还需要让一些让用户尤其一些新用户看到View头显时,立刻就能明白使用该设备可以做些什么。一些不必要的曲线,即使很庄重优雅,也必须消减,比如,用来把手机固定在View头显的扣件。现在来看Daydream头显前面有一个弹性锁环,横跨在顶部的挂钩上,但谷歌研发团队也曾测试过使用卡扣、拉链以及磁铁设计方案,想要创造一个完全封闭的效果。

“谷歌研发人员十分喜欢磁铁,因为磁铁令人很兴奋,” 纳特克高兴地回忆道这个部件的研发过程。但如果没有像弹性绑带一样显眼的扣件,人们不会明白该如何插入手机,因此磁铁方案并不可行。“经过一些用户测试,他们的反馈彻底推翻了我们所认为的更好、更有意思、更酷的磁铁方案。”

Daydream团队探讨时做的笔记

“我们认为的更好、更有意思、更酷的方案,其实并不可行”

谷歌对服装制造并不在行,因此是个巨大挑战。在一件普普通通的衣服上,“即使缝针距离相差几毫米,但看起来仍然是一条直线,这没问题,”Daydream View产品经理桑迪普•沃瑞科(Sandeep Waraich)说道,“但在家用电子产品上,每一毫米的针距都很重要,必须保证缝线丝毫不差,保证缝线百分之百笔直。”

为此,谷歌和布料制造商使用激光水平系统来确保布料文理更加容易地笔直排列。这也解释了目前用户在购买View头显时只有三种颜色可选择的原因,而不是五颜六色,因为只有这三种颜色的布料可以使用激光水平系统。

正如谷歌很多产品原型所具有的元素一样,颜色必须让人看起来就有占有的欲望。这也是为什么谷歌放弃使用像绒面革那样不太灵活的布料,杜绝使用颜色过于光亮的网丝,因为其不能避光。

远远望去,纯色布料明显看起来像塑料,会大大削减View所具有的美感,给人留下相当怪异的强烈印象。谷歌曾使出浑身解数去解决VR现在通用的帽衫布料,但其实背后谷歌还尝试使用了摩托夹克和复古迷你裙面料,之所为没有公布出来是因为世人可能不会接受。巴沃尔在谈到未来几年可能为View增加更多颜色选择时表示,“我建议明亮鳄梨绿色的头显。”

Daydream View手柄的设计

“人们喜欢触控板,因为它可以发出信号,有点像手机”

关于手柄的其他选择,谷歌认为不会有第二个备用手柄出现。与头显适配,最早的手柄概念看起来十分像各式各样的超大尺寸忘忧石、棋牌游戏令牌或者廉价的烹饪配件;一种类型是长的平魔杖,一种类型是给人压抑感的小小画线板;一种类型总是让人想起化妆盒,或者想起电影《它在身后》(It Follows)中出现的超现实贝壳电子阅读器。这些类型都太夸张、太虚幻了,但最终的View手柄却不是这样,其像奶油夹心面包形状的遥控器,操作起来相当简单。

当然,目前View手柄依然有点不可思议。“定位困难”这一冰冷冷的字眼被写在了几个抛弃不用的不规则长方形物体上。还有一种类型的手柄看起来像行李牌,每个角打着一个圆滑的孔,在屋子里四处翻腾了一会,也找不出到底使用它可以做什么。所有的这一切奇怪的构想设计或许只是强化了VR硬件是技术人员扮演科幻人物这一想法,而不是为了日常使用。

Daydream团队迅速决定使用结实的、两端大小不一的遥控器形状的手柄,因此用户可以很容易准确指向任何方向。这样手柄的顶端变成了触控板,像三星Gear VR的机载控制器。“人们喜欢触控板,因为它可以发出信号,有点像手机,其他的有点像控制杆或者方向键,” 纳特克说道。View手柄一开始很“苗条”,经用户使用反馈后,谷歌团队把其变得更加“丰满”了。“我们想要采用扁平、细长的设计仅仅为了给用户带来艺术感,但忽略考略手掌不习惯空空的,总想要拖住或者抓住一些东西。”

谷歌Daydream团队探讨过的各种可能

人体工程学是一项比技术还难处理的问题,手柄也需要按照一些严格的工程学来设计。View手柄大致是基于电视的螺旋仪遥控器来设计的,因此需要类似的指向机械技术。但如果用户长时间用来重度交互,手柄就会成为“VR鼠标”,因此需要设计的更加精确,几乎不会抛锚才行。View手柄的核心技术是在一款黑色的被谷歌团队称之为“车库开门器”的砖形物中进行测试的,外部还有一个盒子,用来提供接近目前View手柄所具有的位置追踪功能。也就是说,谷歌在模拟全身运动控制时,它有一个现实世界的标准来对照。

谷歌的终极目标是最终的Daydream系统能完美地将动作追踪与手机或者VR头显上的摄像头结合起来,但谷歌负责人表示,即使Oculus一体机Santa Cruz使用了inside-out的追踪方案,目前Daydream还是做不到这一点。“在一个空间中追踪头显的位置是一个非常棘手的难题,现在行业中还没有人能真正解决这个问题,更别说使用手柄来在空间中追踪其自身,”纳特克说道。一些大的科技公司比如Oculus、微软和高通都在纷纷研发inside-out追踪方案,但它们没有精准的交互方式,而已经存在的Leap Motion追踪模块,也只是解决诸如“可行性”和“范围”的问题。

View头显并不是谷歌野心的极限,更不是Daydream系统的极限。据传闻,谷歌正在研发眼球追踪技术,而谷歌VR负责人巴沃尔也坦承,Daydream(白日梦)从名字上就已经暗示了其将不仅仅应用于移动VR头显,也会应用于所有一体机设备。且无论未来谷歌是否能够实现这一远大梦想,至少现在的View头显会比一款简单电子产品更耐得住时间的考验。“现在View性能的提升关键在于智能手机的升级,而不是头显本身的升级。”

或许多年之后,View头显的简单设计依然留存。“在头显中增加越多部件,其制作就会越复杂,费用也就越高,安装起来也就更费劲,” 巴沃尔说道,“我们希望头显能够简简单单,用户可以轻易地佩戴或者脱掉头显。”

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