產業前哨戰開打-科技A咖 佈局多人VR應用商機

圖爲Facebook social VR模擬示意圖。圖/摘自網路

圖爲微軟 Holoportation模擬示意圖。圖/摘自網路
多人VR應用突破地理限制的真實互動,吸引許多科技大廠投入,包括Facebook的Social VR、微軟的Holoportation等,預期未來1~5年內,將會有更多新創企業投入,以創新思維解決硬體需求與高成本的缺點。
多人VR的關鍵技術在於人物投射技術,稱爲teleportation或Distributed Virtual Worlds System,類似科幻電影裡將人物瞬間傳送到另一處的動作。就像視訊會議般,雙方都需有攝影機,才能將影像互傳給對方。因此整個系統架構包含人物捕捉、數據傳送、模型繪製(或影像還原)等3個步驟。
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其中,最重要的關鍵是人物捕捉技術。之前,人物捕捉技術主要應用在電影與遊戲,一般稱爲動作捕捉系統(motion capture),強調人物肢體動作的捕捉。透過在演員身上安裝感測器,紀錄人物各個肢體動作軌跡,再於電腦上套用到電腦繪製的人物或怪物3D模型,便能產生虛擬卻具備真人流暢動作的畫面。
關鍵技術-人物投射、動作捕捉
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目前動作捕捉技術粗分爲慣性和光學2大主流,分別具備相對位置與絕對位置概念,光學式又分爲標定和非標定兩種。
其中,慣性捕捉技術是利用安裝在人物身上的慣性感測器,包含陀螺儀、加速度計、磁力計,透過數量衆多的感測器捕捉人體動作。慣性感測的缺點爲僅具有相對位置的概念,長久使用可能會有定位偏差。
慣性捕捉技術代表產品,包括Noitom開發的Perception Neuron,G-wearables開發的StepVR。
光學標定式捕捉技術則將許多明顯的標記點,黏貼在人體各處關節或重要移動點,透過外部攝影機捕捉這些標記點的移動軌跡,代表產品爲Motion Analysis。
另一種光學非標記式捕捉技術,人物身上不須黏貼任何標籤或感測器,單純由外部攝影機捕捉人物影像與動作,代表產品包括Xbox遊戲機上的Kinect,捕捉手勢的Leap Motion,可辨識表情與手勢的Intel RealSense。
上述3種動作捕捉技術中,慣性捕捉的準確性度較低,但因成本較低且具備高度移動性,具有市場需求,基本上感測點數量越多,能識別的動作細微程度越高。
光學標記式捕捉技術成本較高,安裝繁雜,但效果最好,常見於電影與遊戲製作;光學非標記式捕捉系統的捕捉效能最低。Microsoft的Holoportation便採用此技術,Facebook social VR則採用慣性捕捉。
當人物動作被完整捕捉後,便可將這些動作軌跡數據進行壓縮,再傳送到其他人的VR系統。隨之開始對這些數據進行重組,即時還原人物的3D影像與動作。且針對不同觀看角度的VR使用者,輸出不同角度的3D影像。
多人VR面臨的挑戰與前景
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1.硬體需求再遇挑戰,入手門檻再墊高
目前主流的電腦運行VR系統,需要等級非常高階的配備,如高速處理器、高階顯示卡、大量記憶體等,才能順暢執行VR應用軟體。據粗估,現今全球個人電腦總數中僅約1%(約1,300萬臺)可以順暢執行VR,其餘99%的電腦不是需要升級就是得換購電腦。
VR硬體需求多數是建立在單人VR應用上。當VR從單人走向多人,更需要額外的運算與通訊資源,才能將遠端使用者的即時3D影像投射至另一端,造成原本吃緊的運算資源與配備要求,雪上加霜。
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個人電腦發展已是效能過剩狀態,一般消費者不需要時常更換或升級。多人VR開發者之一的Facebook,目標市場卻是一般消費者,他們若要體驗Social VR,需花費1,000美元以上購置新電腦,加上699美元購買Oculus VR頭盔,更可能需要額外花費購置人物動作捕捉系統,若再加上VR軟體費用,總購置費用勢必超過2,000美元。
Facebook與Microsoft均表示,多人VR仍需多年才能成熟,初期將會以B2B商業應用爲主,一般消費者恐怕需要更長等待時間。
2.即時投射人物表情
人物投射技術可簡化分爲2類,一類是僅捕捉人物動作軌跡,再套用到虛擬的卡通化替身呈現,傳輸數據僅有動作軌跡資料。普遍應用在多人連線遊戲,現階段Facebook的Social VR是此類。
另一類是除了動作捕捉,也捕捉真人完整外觀,包含臉部表情、全身影像。資料量包含動作軌跡與即時影像,所需傳輸頻寬與處理資料量高出許多,微軟的Holoportation屬此類。
多人VR應用其實有層次之分,在多人遊戲、家人聯繫、共同旅遊、一般會議上,可能不需要太細微的人物投射,可以使用虛擬替身代表人物;但在面試、談判會議、商務會議上,人物表情與細微肢體語言,都可能對會議產生影響,甚至改變會議結果。
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研究顯示,在人際互動時,往往可以透過觀察身體語言,改變互動的方式,例如興奮、憤怒、疲勞、說謊、不安等狀態。因此這種類型的互動應用需要人物全身補捉技術,但目前技術與基礎環境難以達到完美境界。
Holoportation利用安裝在遠處的攝影機拍攝人物全身,包含臉部,但受限運算與通訊資源,現階段僅能投射出缺乏表情變化的人物實景。若要完整呈現人物即時表情變化,等於需要更高解析度的攝影機,以每秒數格的頻率近距離拍攝,或是在臉上戴佈滿感測器的面罩,現階段可行度不高。
其次,爲了達到多人VR效果,每位參與者都要配戴VR頭盔,但頭盔體積龐大,戴上去遮住眼部與大半臉部範圍,其他使用者根本無法清楚看到對方的眼神或表情,將多人VR的情感互動性打了個問號。
因此預估至少在近1~5年,多人VR應用僅能以虛擬替身或簡單人物外貌捕捉爲主,細微表情捕捉是長期發展目標。
3.以低成本方案推廣市場
多人VR互動應用範疇將高於單人VR,預期未來有高度市場需求,唯面臨的障礙也不小,尤其是昂貴的硬體與稀少的軟體。因此發展初期,透過低成本的技術方案推升或教育消費者較可行。
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目前已有數家新創公司開發低成本人物捕捉技術,如以現有智慧型手機爲捕捉系統,效果可能不及電影產業般細緻,但也有不錯效果。
Google透過免費的Cardboard,讓超過500萬人體驗VR,也讓接下來的Daydream平臺發展有了市場基礎。
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因此多人VR除了Facebook與Microsoft兩家大廠的投入外,預期也未來1~5年內將會有更多新創企業投入,以創新的思維解決硬體需求與高成本的缺點。
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(本文作者爲工研院IEK ITIS計劃產業分析師)
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