虛擬實境：Google I/O 上展示的新技術與計劃

作者 David.H | 發布日期 2016 年 05 月 19 日 21:13 |

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。

▲ 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。

Google
▲ 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。