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Oculus Rift

虚拟现实技术头戴式显示器

Oculus Rift是一个虚拟现实头戴式显示器，由Oculus VR所开发。Rift最初于Kickstarter集资。在此期间，Oculus VR（当时还是一家独立的公司）为Rift的开发筹到了240万美元的经费[1]。

Oculus Rift
托科姆斯特节（Toekomst Festival）上，一名女士正戴着Rift Development Kit 2
研发商Oculus
制造商Oculus
类型虚拟现实头戴式显示器（英语：Virtual reality headset）
产品世代1
发布日期2016年3月28日 (2016-03-28)
单价599美元
显示OLED
图形处理器1080p (2160x1200、每只眼睛1080x1200；90 Hz)
音效
输入6DOF（3轴旋转跟踪+3轴位置跟踪）通过USB连接红外线LED感应器，其通过“星座”（Constellation）方法追踪
控制器输入
  • Oculus Touch，控制器通过附加的红外LED系统跟踪
  • 游戏控制器
相机无
触摸板无
连接接口HDMI 1.3、USB 3.0、USB 2.0
重量470 g（1.04磅）
网站官方网站

Rift于2016年3月28日推出，成为第一个消费者取向的虚拟现实头套[2]。Oculus称Rift为“第一款真正专业的PC用VR头套”。Rift的分辨率为每眼 1080x1200，更新率为90Hz，且具有宽广的视野[3]。Rift有着集成的耳机，可提供空间化音效。Rift具6个自由度的旋转与位置追纵技术。位置追纵是由一独立的追纵单元所实现，一般放于用户的桌子，且包含于每个Rift之内。此一系统让人在使用Rift时，可以坐着、站立或在同一房间内走动[4]。

Rift自从于Kickstarter集资以来，已开发过许多款原型机，其中有5款向大众展示。其中两款原型机作为“开发工具包”的一部分公开贩售，DK1于2012年底，DK2于2014年中，让开发人员有机会赶在Rift发行之前开发其内容。不过，这两款原型机也被卖给了许多想要早点尝试到此一技术的同好[5]。

于2016年6月左右，大多数的游戏从“支持 HTC Vive、Oculus”变成“Oculus 独家”，这种大规模的垄断收购举动造成多数人的反感，甚至在 Reddit 上议论纷纷，也导致几个游戏（如 Superhot），从原本的“大受好评”降至“褒贬不一”[6]，普遍都是因为 Oculus 的垄断举动所造成。

历史

在“必为所见”（Meant to be Seen）3D论坛[7]上，Oculus的创办人帕尔默·拉奇展示出制造一款新型头戴式显示器的想法，比当时在市场上的更有效率，且让游戏玩家也能负担得起。

巧合的是，约翰·卡马克已在自行研究，且碰巧看到了拉奇的展示。在取到初期的原型机之后，卡马克赞赏拉奇的方法，并于2012年E3之前，id Software宣布《毁灭战士3：BFG版》将来的更新版本会与头戴式显示器兼容[8]。在大会里，卡马克推出了一款以拉奇的Oculus Rift原型机为基础的头戴式显示器，可执行卡马克的软件。该设备具有高速的惯性测量单元（IMU）及5.6吋（14公分）的液晶显示器，透过定位于两眼上的双镜头，可提供90度水平与110度垂直立体三维透视图[9][10]。

DK1

 
开发工具包 DK1
 
后视图和控制盒

成立公司后两个月，拉奇的Oculus VR于Kickstarter为其虚拟实镜头套（取名为Rift）发起群众募资活动。捐款者可以得到最初版的Oculus Rift原型机，供开发人员将该设备集成入其游戏之中。该原型机现在被称为DK1（开发工具包1）[11]。DK1一开始作为Kickstarter上赞助300美元以上的反馈，并于稍晚在其网站上以300美元的价格公开贩售。这些设备在第一次以每分钟4~5台的速率出售，直到一个礼拜后才渐渐减缓[12][13]。

Rift DK1采用7吋（18公分）屏幕，有着比原本的原型机低上许多的像素切换时间，能在快速转头时，减少延迟与动态模糊。像素填充率也变得更好，减少纱门效应，使每个像素变得较不明显。LCD更亮了，且色深为每一像素24位组。

7吋屏幕还使得立体3D不再100%重叠，左眼能看到左侧的其他区域，右眼也能看到右侧的其他区域。视野超过90度水平角（110度垂直角），比其他公司VR设备的视野大两倍以上。分辨率为 1280x800（长宽比为16:10），每眼为 640x800（长宽比为4:5）。不过，因为Rift并不100%重叠，所以合并后的水平分辨率会大于640。双眼所见之影像显示于面版上为畸变的图像，该图像会透过头套内的透镜产生的枕状效应，于双眼形成球面映射之图像。

最初的原型机使用Hillcrest Labs的三自由度头部追纵器，每秒会扫描125次，约翰·卡马克要求的特殊韧体则使其能每秒扫描250次。追纵延迟对虚拟现实于反应时间上的真实性至关重要。最新版本的邻近现实追纵器（Adjacent Reality Tracker）每秒可扫描1000次，有着比其他大多数的追纵器都低上许多的追纵延迟。该设备结合了3轴陀螺仪、加速规与磁力仪，使其能绝对（相对于地球）定向追纵头部，不会产生漂移[14][15]。

DK1还包括了可更换镜头，允许简单的屈光矫正。

Rift DK1的完整资源于2014年9月推出给大众，包括此一设备的韧体、原理图与机械性能。韧体是以简化的BSD授权条款发布，原理图与机械性能则能是知识共享署名4.0国际授权的方式发布[16]。

HD原型机

2013年6月，使用了1080p液晶面版的Rift原型机于E3上公开展示。此一设备比DK1的像素数量高出2倍，显著减少了纱门效应，并让虚拟世界中的对象变得更为清晰，特别是在长距离之下。贫瘠的分辨率一直是DK1被批评的主要因素[17]。

HD原型机是唯一一款展示给大众，但没有成为公开之开发工具包的Rift原型机。

水晶湾原型机

2014年1月，更新后的原型机代号为“水晶湾”（Crystal Cove），于消费电子展上首次亮相，使用特殊的低反应时间OLED显示屏幕，以及使用外部摄影机追纵位于头套上的红外线点之新型运动追纵系统。此一新型运动追纵系统让系统能侦测弯腰或蹲下等动作，声称可帮助用户减轻晕眩感[18]。

DK2

 
DK2

2014年3月于游戏开发者大会（GDC）上，Oculus公布了即将上市的开发工具包第2代（DK2），并于2014年7月贩售[19][20]。此一设备就水晶湾原型机作了一些微调，对DK1改善了数项关键的功能，如更高清晰度（每眼960x1080）且低反应时间的OLED显示器、高更新率、位置追纵、可拆卸的连接线，以及不再需要外部的控制盒[21]。

拆开DK2后显示，该设备将改良后的三星Galaxy Note 3智能手机显示器，装在其前面板上[22]。

2015年2月，Oculus宣布已出售超过10万台DK2[23]。

月牙湾原型机

2014年9月，在洛杉矶的Oculus Connect大会上，Oculus再度展示Rift的更新版本，代号为“月牙湾”（Crescent Bay）。该版本具有比DK2更高的分辨率与更轻的重量，内置音效，且因为头套背部新增追纵LED灯，可实现360度追纵[24]。Oculus还推出了软件函数库RealSpace3D，期望能提供给Rift头部相关传输函数（HRTF）及混响（reverb）等算法[24]。在2015年西南偏南名为《探索虚拟现实的未来》的工作小组里，首次公布该原型机使用了两个屏幕，而非之前所认为的一个[25]。

消费者版本

2015年5月6日，Oculus VR宣布Rift消费者版本将于2016年第一季推出，并于2015年底开始接受预订[26]。

2016年1月6日，Oculus VR宣布Rift消费者版本开始接受预定，售价为599美元，并在同年3月28日开始首批出货。


此一消费者版本是月牙湾原型机的改良版，各眼的显示器更新率达90Hz，比DK2有更高的分辨率，360度位置追纵、集成音效、大幅提升位置追纵容量，并着重于面对消费者的人体工学与美学[27]。

下一个版本

2015年6月，Oculus透露，由为VR产业的快速创新，该公司打算在推出消费者版本后两年推出下一个版本，并已在作业中??? [28][29]。

硬件

Rift

Rift必须使用连接线接上运行Microsoft Windows的个人电脑，并执行特定软件才是运作（该设备并非一个独立的设备）。电脑必须配备相当于NVIDIA GTX 970或AMD 290等级的强力显卡，以及相当于Intel i5-4590等级的CPU[30]。

Rift双眼各使用一片OLED面版，每片具有1080x1200解析率。这些面版的更新率达90Hz，且为全局刷新，而非随线扫描。这些面版亦具有低反应时间，意指可以每帧2毫秒的速率显示图像。结合了高更新率、全部更新与低反应时间等性质，能让用户不会感受到一般显示器上所会有的动态模糊或颤动等不好的体验[31]。

Rift采用高质量的透镜，以允许宽广的视野[3]。透镜间的距离可由设备底部的转盘调整，以便适应各类瞳孔间距。相同副透镜可适用于所有用户，但有多种脸面接口，让用户的眼睛可被定位在不同的距离。Rift还允许用户配戴眼镜，并适用于不同脸部形状的用户。

耳机集成于Rift内，以提供实时空间化立体音效。这是由Visisonics公司开发出的RealSpace 3D Audio技术[32]。

Rift具有6个自由度的完整旋转与位置追纵功能，由Oculus的星追纵系统所实现，极为精确、低延迟，且可准确到亚毫米等级[4]。

星座追纵系统

Oculus的位置追纵系统，用来追纵用户头部与其他VR设备的位置，被称为“星座”（Constellation）[33]，具有一部可光学追纵VR设备的外部红外线摄影机。

Rift或任何其他被此系统追纵的设备，都在其表面之上或之下配有一系统可精确定位的红外线LED灯，以特定模式闪烁著。透过知道对象上LED灯的位置与其模式，系统可以亚毫米的准确度精确定位各设备的位置[33]。

星座可使用单一个追纵摄影机或同时使用多个追纵摄影机。Rift的包中已包含一个追纵摄影机，用户可单独购买其他摄影机，并放置在房间里，以获得更高的追纵容量，包括整个房间的容量[34]。

Oculus将允许第三方公司制造可被系统追纵的设备，并提供应用程序接口（API）给第三方公司使用[35]。

游戏手把

主条目：Xbox One控制器

因为与微软结盟，每个出售的Rift都将会包含一个Xbox One无线游戏手把[36]。据Oculus所述，包含该手把的原因在于，大多数对Rift开发的游戏都需要一个游戏手把，且不能使用Oculus Touch之类的运动控制器，因此这能让所以用户都可能玩这些游戏[37]。

Oculus Touch

Oculus亦推出了一副用于Rift的控制器，称为Oculus Touch。该控制器会以成对的方式贩卖，左右手各一只。该控制器为重量轻、无线、以手持的运动控制器，具备摇杆、按钮及两个板机（一个用来抓取，一个用来射击）。该控制器可被星座追纵系统于3度空间内完全地追纵，让用户能在虚拟现实中看到相对应的对象出现在与现实世界中相对应之位置上，赋予用户他们的手出现在虚拟空间里的感受[38]。

Oculus Touch亦具有全新的系统，可在用户手持该控制器时，感测到手指的姿势。这让用户可以在虚拟现实里执行翘起大拇指或指向某个对象或其他用户等动作[39]。

Oculus Touch会包含于Rift之内，现已推出[40]。

软件

Oculus Home

当用户戴上Rift，内部接近感受器感测到，且没有其他内容正被输出至头套时，他们会被带到“Oculus Home”。这是Rift的默认环境，让用户可以开启他们所拥有的VR应用程序、观看是否有正在使用Rift的朋友，以及在Oculus Home商店购买虚拟现实内容，全都不需要脱下头套[41]。

Oculus Home将被规划成只允许能在推荐硬件上顺利运行的应用程序，并会让用户为其体验（如会导致晕眩或惊吓）评分，不过开发人员不一定只能在Oculus Home上发布其用于Rift的内容，这完全是可选的[42]。

Oculus Home的一个重要功能在于，让用户在购买应用程序时，可以在VR环境下预览该应用程序，而不仅能观看二维的商店网页[43]。

执行期服务/驱动程序

Rift在用户的操作系统中不会被视为一般的显示器。相对地，Oculus使用定制的驱动程序与执行期服务，让应用程序能直接输出至Rift，绕过操作系统，以拥有高更新率与低延迟[44]。

用户必须先在个人电脑上安装Oculus的执行期服务与驱动程序，才能使用Rift。执行期服务会协助立体分离、透镜光学畸变，以及为提供高质量的VR体验所需之先进渲染与驱动技术。

SDK

用于Rift的内容可使用Oculus PC SDK来开发，该软件开发工具包可支持Microsoft Windows（对OSX及Linux的支持项目于将来提供），为一免费专有软件。该软件开发工具包可为开发人员处理内容于虚拟现实头套内呈现的各项细节，如光学畸变与先进渲染技术等[45]。

Oculus SDK已直接集成入流行的游戏引擎（如Unity 5、Unreal Engine 4及Cryengine）之中，让非虚拟现实内容的开发人员编写出几乎没有非VR相关代码的内容[46][47][48]。

Rift是个开放平台，因此开发人员不需要任何批准或验证，即可开发、发布或贩售用于Rift的内容，且不须支付任何授权费用。不过，该软件开发工具包不可未经允许，修改或使用于其他用途上[49]。

使用DK2开发的内容也将能兼容于Rift之上，但使用DK1开发的内容则必须升级至最新的SDK版本，才能兼容。

应用

游戏

更多信息：Category:Oculus Rift游戏

Oculus表示，Rift主要是款游戏设备，且他们的主要核心也将是游戏[50]。

既有第一人称或固定视角的游戏可经过一些程序修正后，移植到VR上，但Oculus表示，最好的虚拟实镜游戏将是那些从一开始即设置为Rift之用的游戏[51]。

许多被评为AAA的游戏都已加入对Rift的支持（并可使用DK2来游玩），包括赛车计划、精英：危机四伏、欧洲卡车模拟2、Dirt Rally，以及轻率漠视重力、Ether One等独立游戏。玩家与爱好者也会修改一些知名的游戏，使其能支持Rift，包括我的世界及微软模拟飞行 X[52][53]。

2015年6月，Crytek公布了一款虚拟现实游戏《罗宾森：旅途》，为第一款由第三方开发商生产的AAA虚拟现实独占游戏[54]。

2015年6月，Oculus公布了9款用于Rift的游戏，包括CCP开发的《EVE：Valkyrie》及Insomniac Games开发的《Edge of Nowhere》。此外，Oculus还宣布该公司正与其他开发商合作，包括《最终幻想》的开发商Square Enix、《吉他英雄》的开发商Harmonix，以及《教团：1886》的开发商Ready at Dawn[55][56]。

2015年7月，Oculus透露，该公司已资助20家以上的公司，制作Rift独占的高质量游戏，其中一个即是Insomniac的《Edge of Nowhere》[57]。

非游戏

媒体

Oculus内含一个免费应用程序Oculus Cinema，让Rift可以用来在虚拟电影院中观看一般电影与影片，给予用户在电影院观看大屏幕的感受[58]。此外，亦有多家第三方公司开发虚拟戏院应用程序，供多位用户在虚拟空间内观看同一部电影[59]。

Rift还提供了观看新类型之媒体的机会，这类媒体很难或根本不可能在一般的显示器上观看；如360度3D视频，及“虚拟现实电影”。

环状视频（或称360度视频）仅能让用户转动他们的头部观看，而Rift则开启了立体环状视频（或称360度3D视频）的可能性。2014年9月，NextVR宣布该公司将使用价值20万美元的摄影机，制造供Rift使用的360度3D内容，包括短片，以及运动赛事与演唱会等现场直播流[60][61]。2015年7月，Oculus宣布将与加拿大电影公司Felix & Paul Studios合作，制作Rift专用的360度3D视频[62]。

Rift还支持新类型的娱乐体验，Oculus称之为“虚拟现实电影”。Oculus已成立Oculus Story Studio，以为Rift开发此类型之内容。该工作室有许多来自皮克斯动画工作室与光影魔幻工业等视觉特效公司的员工。Oculus Story Studio于2015年日舞影展中展示该工作室的第一部虚拟现实电影《Lost》，获得与会者的正面评价[63][64][65]。

该工作室打算在Rift推出的同时推出5部虚拟现实短片，包括《Lost》、《Bullfighter》、《Henry》、《Dear Angelica》与《Kabloom》[66]。

社交

Oculus认为，长期来看，社交应用程序将成变最受欢迎的虚拟现实体验[67]。许多供Rift使用的社交应用程序正在开发中，且预期会在此一产业中有激烈的竞争[68]。

2015年5月，AltspaceVR推出了他们的社交VR平台的公测，供DK2的用户测试。AltsapceVR让人们可以居住在共享的虚拟空间里，使用立体语音通信，在虚拟屏幕上拨放来自互联网的内容，与对象交互（允许下棋或其他棋类游戏等活动），并支持眼球追纵与身体追纵等外加硬件[69][70]。

2013年，第二人生的创办人Philip Rosedale离开了Linden实验室，并创办新的公司High Fidelity。该公司为Rift设计新的虚拟世界，将致力于将数以千计的用户虚拟环境集成成一个一致的虚拟世界[71][72]。

2015年5月，经营《第二人生》的Linden实验室宣布，他们也在开发新的虚拟世界，代号为Project Sansar，专为Rift与三星Gear VR等虚拟现实头套而设计。如同第二人生一般，Sansar将透过Linden的服务器出租虚拟土地给其玩家，让他们可以建造并贩售虚拟物品与服务。Linden实验室希望能于2016年底推出Sansar[68]。

工业/专业

除了消费使用外，Rift也吸引了工业界与专业领域对于提高生产力、可视化及广告方面的兴趣。

一些建筑公司已将Rift用在可视化与设计方面的实验。使用合适的软件，Rift可让建筑师看到他们的建筑物实际上将变成怎么，并得到一些在传统显示器上无法了解的信息[73]。

2015年初，奥迪开始在在专卖店使用Rift DK2，以协助其客户配置他们感兴趣的车子，并观看赛车时车子里看到的景象[74][75]。

挪威陆军已开始利用Rift DK2进行实验，以让装甲车辆驾驶员与指挥官能有最好的状态意识能力[76]。

另见

参考资料

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