VR元宇宙購(gòu)物中心的技術(shù)探討

張杭　廖穎思

摘要：從硬件到軟件逐一介紹了現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)水平，以及這些技術(shù)在元宇宙購(gòu)物中心的應(yīng)用，分析元宇宙購(gòu)物中心的開發(fā)和用戶的需求，從技術(shù)支撐、技術(shù)應(yīng)用、技術(shù)發(fā)展三方面討論其優(yōu)勢(shì)、可行性、發(fā)展的空間和方向。

關(guān)鍵詞：元宇宙;虛擬現(xiàn)實(shí);技術(shù)性

中圖分類號(hào)：F49??????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、引言

VR元宇宙購(gòu)物中心是基于元宇宙概念延申而出的全新購(gòu)物模式，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬環(huán)境和感知，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)渲染的三維立體逼真圖像，由計(jì)算機(jī)來(lái)處理與參與者的動(dòng)作相適應(yīng)的數(shù)據(jù)， 并對(duì)用戶的輸入作出實(shí)時(shí)響應(yīng)， 并分別反饋到用戶的五官，從而實(shí)現(xiàn)讓用戶難辨真假的沉浸體驗(yàn)。而元宇宙購(gòu)物中心則是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，打造一個(gè)突破空間和模式的全新購(gòu)物模式。而目前所掌握的技術(shù)水平，已足夠支撐元宇宙購(gòu)物中心。

二、VR購(gòu)物中心的技術(shù)支撐

（一）設(shè)備硬件核心技術(shù)

目前市場(chǎng)上主流的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備是VR眼鏡一體機(jī)，集顯示、交互、聲音為一體，以O(shè)culus Quest2為例，該產(chǎn)品包括顯示頭盔、手柄，設(shè)備（Oculus Quest2）內(nèi)置處理器與3D定位音頻，可以直接用用手柄畫出活動(dòng)區(qū)，利用光學(xué)定位定位頭盔和手柄，6G的運(yùn)行內(nèi)存和內(nèi)置的Qualcomm驍龍TMXR2處理器更是能夠?qū)崿F(xiàn)多數(shù)的互動(dòng)功能，設(shè)備本身可以聯(lián)網(wǎng)做到單靠一臺(tái)設(shè)備便與萬(wàn)維網(wǎng)相連與他人互動(dòng)，也可以通過(guò)無(wú)線串流技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備與電腦端的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)更高的刷新率與幀率。

除此之外還有的便是建模設(shè)備，譬如3D掃描儀，利用照相式原理，進(jìn)行非接觸式光學(xué)掃描獲得物體表面三維數(shù)據(jù)，進(jìn)而獲取高精度的物體模型。

（二）視覺傳達(dá)技術(shù)

人眼觀看物體時(shí)，能清晰看清視場(chǎng)區(qū)域也就是視覺中興對(duì)應(yīng)的分辨率是2169 X 1213，而市場(chǎng)上主流的設(shè)備，諸如Oculus Quest2、Pico Neo3、HTC VIVE等設(shè)備都有著2880 X 1280以上的雙眼分辨率，其中HTC VIVE更是達(dá)到了4896 X 2448的分辨率，比4K（4096 X 2160）更甚，畫面質(zhì)量上皆和人眼所見的現(xiàn)實(shí)不相上下，再其次便是刷新率（Hz）和幀數(shù)（fps）。刷新率，就是顯卡將顯示信號(hào)輸出刷新的速度，比如60Hz就是每秒鐘顯卡向顯示器輸出60次信號(hào)。刷新率是由顯示器決定的。幀數(shù)，是指畫面改變的速度，60fps就是每秒鐘顯卡生成60張畫面圖片，而對(duì)于VR來(lái)說(shuō)，幀率要達(dá)到90Hz才能勉強(qiáng)做到，達(dá)到120Hz，才能完全做到消除暈眩感而Oculus Quest2、Pico Neo3、HTC VIVE等設(shè)備都達(dá)到了90Hz的水平，HTC VIVE更是搶先達(dá)到了120Hz里程碑式的突破，而其他幾家公司也再爭(zhēng)先突破120Hz的大關(guān)。在視覺上做到擬真、逼真、以假亂真的程度，進(jìn)而再通過(guò)三維立體圖像，打造一個(gè)具有全新視覺體驗(yàn)的虛擬世界。

（三）虛擬現(xiàn)實(shí)互動(dòng)技術(shù)

再VR開發(fā)的過(guò)程中嘗試過(guò)多種互動(dòng)方式，而再諸多中技術(shù)中最成熟、實(shí)現(xiàn)起來(lái)最容易的便是“藍(lán)牙手柄”。如今藍(lán)牙設(shè)備可以與機(jī)器人、移動(dòng)平臺(tái)或無(wú)人機(jī)等任何你想要控制的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信， 并且操控簡(jiǎn)單， 控制信號(hào)精確， 幾乎不足之處是用于虛擬漫游時(shí)缺乏交互感， 使用按鍵與搖桿對(duì)虛擬場(chǎng)景的角色進(jìn)行操控并不能給用戶提供足夠的沉浸感。

三、VR購(gòu)物中心的技術(shù)應(yīng)用

（一）元宇宙購(gòu)物中心商品的展現(xiàn)

在商品的展現(xiàn)上，元宇宙能夠利用光學(xué)渲染引擎和物理引擎，將商品的色澤、材質(zhì)、以及細(xì)節(jié)以極具真實(shí)感的形式展現(xiàn)給消費(fèi)者，進(jìn)而提高消費(fèi)者的購(gòu)買欲望，而unity3D便具有及其前沿的烘培和渲染引擎，自U3D5開始，便采用全局光照（global illumination），這一能夠計(jì)算直接光、間接光、環(huán)境光、反射光的光照系統(tǒng)，使得渲染出來(lái)的光照效果更為真實(shí)豐富，在物理引擎方面，Unity3D內(nèi)置了NVIDIA出品的PhysX物理仿真引擎。在開發(fā)中只需要簡(jiǎn)單的操作就能夠按照物理運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。而在打破了現(xiàn)實(shí)與傳統(tǒng)網(wǎng)購(gòu)限制的元宇宙購(gòu)物中心，商品不僅可以更直觀的展現(xiàn)給消費(fèi)者，更能突破現(xiàn)實(shí)以更加富有創(chuàng)造性的方式呈現(xiàn)，在商品的展示上，商家可以用更為絢爛的效果，更加新奇的方式，讓消費(fèi)者眼前一亮又不會(huì)視覺疲勞，這便是元宇宙購(gòu)物中心下的商品展示上的優(yōu)勢(shì)。

（二）元宇宙購(gòu)物中心的購(gòu)物體驗(yàn)

傳統(tǒng)購(gòu)物在精力、時(shí)間、空間和商品種類上多有限制，并不能很好的契合快節(jié)奏的時(shí)代，而網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物雖然方便快捷，但卻缺少了對(duì)商品直接的認(rèn)知，也要承擔(dān)貨不對(duì)板需要退換貨的時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)，而元宇宙購(gòu)物中心，便能很好的滿足用戶多方面的需求，元宇宙購(gòu)物中心可以利用服務(wù)器實(shí)現(xiàn)用戶互通，達(dá)到協(xié)同云購(gòu)物的全新體驗(yàn)，也可以在購(gòu)物中心設(shè)計(jì)絢爛多彩的環(huán)境與彩蛋，更可以給用戶一定的權(quán)限，讓用戶能夠在購(gòu)物中心實(shí)現(xiàn)飛行、變身、控物等能力，給用戶以全新的購(gòu)物體驗(yàn)。

四、VR購(gòu)物中心技術(shù)的發(fā)展

（一）設(shè)備的價(jià)格與普及度

諸如淘寶，京東等軟件，購(gòu)物中心也是一樣的，用戶要想進(jìn)入購(gòu)物中心，便得擁有一套VR設(shè)備，而諸如Oculus Quest2、Pico Neo3的設(shè)備，大多要2700左右的人民幣，而HTC VIVE雖然擁有著極高的分辨率和高達(dá)120Hz的幀率，但與高性能結(jié)伴而行的是其高達(dá)10000人民幣的昂貴價(jià)格，但縱觀虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)這30多年來(lái)的發(fā)展歷程， VR技術(shù)的未來(lái)研究還是遵循“低成本、高性能”這一主線，VR設(shè)備在未來(lái)將會(huì)越來(lái)越輕量化，價(jià)格也將越來(lái)越親民，而順應(yīng)時(shí)代浪潮的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)很有可能是未來(lái)的一大趨勢(shì)，而那時(shí)，元宇宙用戶的普及也將如往日的QQ微信那般如火如荼。

（二）開發(fā)的難度與成本

云宇宙購(gòu)物中心的開發(fā)有著難以想象的工作量，目前想要構(gòu)建元宇宙購(gòu)物中心，依舊需要大量的建模，包括但不限于場(chǎng)景、效果、人物、裝飾、商品，這些目前多數(shù)還是要依靠3D模型的制作軟件，在龐大的元宇宙購(gòu)物中心中這便是難以想象的工作量，例如3DMAX，Maya，CAD等軟件制作相對(duì)應(yīng)的商品模型，而場(chǎng)景的交互以及用戶行為的處理更需要一個(gè)強(qiáng)大且龐大的交互設(shè)計(jì)，這些便要利用unity3D來(lái)制作和撰寫代碼腳本了，而程序腳本的開發(fā)、創(chuàng)新和服務(wù)器的維護(hù)，都需要很大的成本。

結(jié)語(yǔ)

元宇宙概念盛行，元宇宙購(gòu)物中心也可以站在名為“科技”這一巨人的肩膀上，順應(yīng)時(shí)代，成為未來(lái)購(gòu)物模式的主流，帶給人們跨越式的購(gòu)物體驗(yàn)。希望在未來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)能成為人進(jìn)行思維和創(chuàng)造的助手和對(duì)人們已有的概念進(jìn)行深化和獲取新概念的有力工具。也希望在不久的將來(lái)，能夠進(jìn)入真正的——元宇宙時(shí)代。

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基金項(xiàng)目：2022攀登計(jì)劃廣東省科技創(chuàng)新戰(zhàn)略專項(xiàng)資金項(xiàng)目：數(shù)字經(jīng)濟(jì)賦能購(gòu)物新體驗(yàn)--實(shí)體商城元宇宙應(yīng)用與發(fā)展;類別：哲學(xué)社會(huì)科學(xué)類調(diào)查報(bào)告和學(xué)術(shù)論文類;編號(hào)：pdjh2022b0615