从 1923 年出现世界上第一台搭载收音机的汽车开始,人们对于车内娱乐的追求就没有停止过。每一次车内娱乐方式的革新,往往都紧随着电子娱乐设备技术的进步。
而如今,大屏已经逐渐成为上市新车的主流配置,车企们下一步探索的方向也就瞄准了 VR 与 AR。首先,什么是 VR 与 AR?VR 是虚拟现实技术 Virtual Reality 的缩写,而 AR 是增强现实技术 Augmented Reality 的缩写。
通俗地说,VR 就是重新构建一个完全虚拟的环境,戴上 VR 眼镜就可以实现视觉上的完全沉浸,而 AR 就是通过透明或半透明的眼镜或玻璃,把虚拟画面叠加在现实环境中。而我们今天要讲的,就是前者。
去年年末,在蔚来 ET5 的发布会上,也宣布将会与 NOLO 合作打造 NIO VR Glasses 来丰富 ET5 的乘客娱乐体验。
无独有偶,传统车企奥迪刚刚宣布,奥迪将于今年 6 月推出搭载 MIB 3 信息娱乐系统的新车,借此系统后排乘客可佩戴 VR 眼镜体验游戏、电影以及其它互动内容。
显然,车内 VR 已经成为车企追求差异化竞争提升用户体验的亮点之一,那为什么偏偏是 VR 呢?
在长途旅行中,舟车劳顿的乏味加上车内狭小的空间,为汽车的娱乐系统创造了需求,从收音机到 CD 机,从卫星电视到流媒体,背后是传播形式从声音到图像的升级,而 VR 在 2D 图像的基础上,更进一步创建了 3D 的虚拟空间。提供了更加独特的沉浸式体验,让乘客与纷杂的道路在感官上完全隔离,做得好的话,可以极大地缓解长途车程的疲乏劳累。
绝大多数 VR 设备原本都是为了室内使用而开发,而现在将它们搬上车就将面临一个重要的问题——如何解决汽车在行进过程中带来的头显手柄定位漂移。
要想知道如何解决行进中的定位漂移问题,不妨先了解一下 VR 头显为什么需要定位?为了减小使用 VR 带来的眩晕感,我们需要 VR 头显中的画面可以像现实世界中一样,根据我们头部的移动而真的动起来。
所以,就需要对我们的头部进行精准移动捕捉。而为了能够满足更逼真的交互,往往还需要对我们的手部动作同时进行捕捉,这也就催生了 VR 中的头显以及手柄定位技术。
目前市面上较为主流的有两种定位方式,第一种是以 HTC VIVE 所用的 Lighthouse 为代表的 Outside-In 定位技术。
HTC 的 Lighthouse 依靠两个安置在对角的激光发射器发射激光束,来保证空间中基本没有被遮挡的部分。每个激光发射器内有一个旋转电机,旋转电机带动发射元件对定位空间发射 V 形激光来扫描定位空间。
HTC VIVE 系列的头显和手柄上有超过 70 个光敏传感器,光敏传感器通过计算接收激光的时间来计算传感器位置相对于激光发射器的准确位置,通过多个光敏传感器可以探测出头显的位置及方向。
Outside-In 定位技术具有定位精度高、可分布式处理等优势,且几乎没有延迟、不怕遮挡,即使在车内,手柄放在椅背或者座椅下也依然能捕捉到。可以说激光定位技术在避免了基于图像处理技术的复杂度高、设备成本高、运算速度慢、较易受自然光影响等劣势的同时,实现了高精度、高反应速度的定位。
而 Oculus Quset 2 采用的 Inside-Out 定位技术,通过基于计算机视觉的 SLAM 即时定位与地图构建技术,使用计算机视觉和定制的算法来生成周围环境的实时 3D 地图,接着在地图中计算出用户的位置,然后转化到 VR 画面中。
Inside-Out 定位技术不需要配备额外的追踪基站,成本更低,但是也正是由于头显摄像头角度的局限性,Inside-Out 定位技术无法定位到摄像头无法覆盖的区域,例如背后、同时在多台设备互相定位上也不如 Outside-In。
据悉,蔚来 ET5 上搭载的 NIO VR Glasses 就是采用了 Inside-Out 方式,可实现 6 自由度的亚毫米级空间定位。
从实现效果和实现难度上来说,Outside-In 定位技术无疑更加适合在车内使用,但也需要从车辆开发之始,就做出 VR 功能的使用区域规划、布置发射器及线路、做好算力分配等等。这无疑会增加量产的成本,在目前尚不清楚消费者对于该功能的付费意愿时,风险太大。
Inside-Out 定位技术量产成本低,但是在车内的运用对于算法提出了更高的要求,需要机器能够分辨车内与车外的景物范围,同时还需要对车辆移动所造成的的陀螺仪误差进行修正,如果能够解决以上问题,那采用 Inside-Out 定位方式的 VR 可以作为选配功能被装载在更多的汽车上。
想要在车载 VR 里玩上 3A 级别的大作,除了解决头显定位的问题外,另一个重要的硬件基础就是座舱芯片的性能。
在座舱娱乐系统中,芯片是整个系统的大脑,算力决定其反应能力和交互体验的上限。VR 亦是如此,芯片图像渲染能力的高低将直接影响显示效果和响应速度。
汽车相较于手机,有条件搭载更强的计算设备,更好的音响,汽车在完成新四化后,座舱芯片性能的大幅提升为更复杂的图像渲染带来了可能。
以目前的高端座舱芯片高通 8155 为例,GPU 采用 Adreno 640,频率相比手机端的骁龙 855 芯片高出 100 MHz 以上,趋近于骁龙 855+,但是拿来应对 VR 动辄双目 4K 级别的分辨率和 120 Hz 的刷新率需求,还是显得捉襟见肘,只能进行一些轻量级的娱乐。
目前性能最强的座舱芯片当属特斯拉 MCU3,MCU 3 中控平台采用 12 nm Zen+/Navi 23 构成的 4 核 AMD Ryzen 芯片,配合 8 GB 的 RAM,性能持平目前主流游戏机,完全可以支撑 VR 头显的 3A 级别的大型游戏性能需求。
有很多消费者担心一边坐车一边戴着 VR 眼镜会不会加重晕车的情况。我们之所以会晕车,是因为当坐上汽车后,我们感受到了身体的移动,但视野被局限在车内,欺骗了我们的大脑告诉我们没有移动。这两个不对等的信息输入使大脑产生了错乱,于是诱发了晕车。
也就是说,晕不晕车主要取决于你身体的感受和视觉上的感受是否一致。如果可以通过 VR 技术将车辆的移动同步映射到 VR 虚拟空间中,以此匹配眼睛所见和身体的实际感知,就可以在一定程度上会缓解晕车。
完成这一目的,要做的就是将虚拟内容和车速、转向等数据匹配,早在 2019 年的 CES 国际消费电子展上,汽车厂商奥迪与 VR 品牌 Holoride 共同打造了一款名为《复仇者联盟:火箭救援》的 VR 体验项目。
这个体验的独特之处在于,经过 Holoride 改装的奥迪 e-tron 的每一个车辆动作都将实时映射在 VR 场景的虚拟飞船中的,汽车加速,飞船也会加速,汽车向左转弯,飞船也会绕过障碍物,由此降低佩戴 VR 可能带来的晕车。
头显定位、算力性能等问题是目前车载 VR 发展路上的绊脚石,但是早已解决这两个问题的室内 VR,也依然在普及率上有很长的路要走。现在你只要花上 2,000 多元,就可以买到一台显示效果、定位精度、扩展性都还不错的 Oculus Quest 2,那为什么 VR 依然是极客们的小众玩具呢?
问题可能出在内容上,自 VR 诞生至今, 出现过 Tilt Brush 这样的打破传统体验的绘图软件,也出现过 Beat Saber、半条命 Alyx 这样的游戏佳作,但是绝大部分的 App,依然还是照搬了平面屏幕时代的体验,无非就是把界面做的更大、更立体了而已。
屏幕相较于纸张的优势在于其可以无限拓展的二维空间,而VR相较于平面屏幕最大的优势,在于其可以无限扩展的三维空间。
随着汽车智能化程度的不断加深,汽车早已不再是简单的代步工具,而是逐渐转变为生活的第三空间。目前,对于智能座舱的发展方向,已经慢慢从此前把屏幕做得更大,然后再移植几个手机应用的认识转变为将汽车作为一个空间来思考。
小鹏汽车产品规划部副总经理江卫忠坦言,事实上当前业内对于智能汽车的终极形态并没形成一致看法,但汽车座舱向智能第三空间的转变则是必然趋势。
基于现在的技术,我们还无法准确定义未来的汽车,但可以肯定的是,自动驾驶落地后的汽车必将是完全不同的新汽车。成熟的自动驾驶将解放驾驶员和乘客的注意力,而届时,汽车座舱将凭借其可移动的属性,进入真正意义上的第三空间时代。
由于道路的宽度有限,我们不可能将汽车座舱的空间无限放大,想要在尽可能地挖掘汽车座舱移动空间的价值,VR 为我们提供了一个不错的解决方案。在 VR 虚拟空间里,汽车既是通行工具,也是移动的办公室、移动的电影院、移动的棋牌室,汽车座舱那几平米的物理空间将在 VR 的加持之下,获得无限的空间拓展性,并且随意切换。
把目光拉回到现在,在接下来的时间里,可能会有大批搭载 VR 的汽车上市,但是从目前的车企宣传来看,貌似还没有见到车企对于车载 VR 功能有一个非常准确的规划,而更像是营销的噱头。车企应该去思考的是,如何真正发挥 VR 设备可无限拓展虚拟空间的优势,而不是将其看作一个更大的屏幕而已。
本文来自微信公众号 “42号车库”(ID:i42how),作者:凯翔,36氪经授权发布。