Valve、HTC:Vive 是这样炼成的
在 Vive 诞生很久以前,其实身为软件开发商的 Valve 和手机大厂之一的 HTC,就早已各自踏上了 VR 的求索之路。
2012 年的时候,Oculus Rift 横空出世,让沉寂许久的虚拟现实技术,重又回到了人们的视野。是年五月,id Software 联合创始人 John Carmack 展示了一台可以运行《Doom 3》的改版 Oculus Rift。一个月之后,他又将这款设备带去了更大的 E3 舞台。接着到了八月,Palmer Luckey 正式在 Kickstarter 上启动了众筹计划,然后就是网站募资纪录被破,Rift 一下从颇具潜力的原型机,变成了几乎已经要触手可及的现实。而在这一切发生的时候,Valve 实际上已经在暗暗发力了。VALVE,在与 HTC 相逢以前...
回过头看,Valve 在 VR 原型机上所做的努力其实都是有迹可循的。2012 年时,他们开发了一套由相机和 AprilTag 组成的简易头戴显示系统(HMD)。所谓的 AprilTag,其实可以理解为尺寸更大但更简化的 QR 码。它们能用于增强现实(AR)、相机校准或机器人开发,像是之前 Boston Dynamic 放出的 Atlas 短片,里面就能看到不少这类技术的运用。而在当时,开发团队其实也没有刻意去保密,那边厢 Oculus Rift 尽管抢占了各种头条,但 Valve 的VR试作品,其实也有登上过《纽约时报》的版面。
Valve 早期的 VR 原型机(图片来源:纽约时报)
在解决了追踪的问题以后,Valve 面前还有一个障碍,那就是 HMD 显示的图像依旧比较模糊。在之后的开发过程中,团队意识到低视觉暂留(low-persistence)的显示器,对游戏效果会起到至关重要的作用。而 Valve 当时要实现的,是让面板在亮起 1 毫秒后再熄灭 9 毫秒,他们希望以此来防止残影的产生。为了证实自己的想法,其先做出了一款能让佩戴者看到另一个三维空间的「望远镜」,然后再基于现成的 AMOLED 面板,设计出了高帧率、低暂留的显示板。
最终的成品,用游戏设计师 Chet Faliszek 的原话来说,就是个「又大又丑的头戴设备」。而随着测试的进行,他也坦言「自己不确定希望达成的效果是否真的能做到」。Valve 想要的,是那种能让你在「整个房间」里自由活动的 VR。「它作为商品的属性以及自身的品质,都让我们很是担心。毕竟没人会愿意把自己家里的墙面弄成那个样子(贴上 AprilTag),而我们一时也找不到合适的输入方案。」此时此刻,开发团队在困境前一筹莫展,但所幸的是,很快他们就不用再独自面对了。邂逅 VALVE 前的 HTC
在 2013 年初时,HTC 打算不再只做一家手机公司。「我们很清楚当时的 VR 跟早期的智能手机非常相似。」VR 副总裁 Daniel O'Brien 说,「这是一种新的媒介,它正在起势,我们深知这一点,所以一定要冲在前面。」言下之意,就是 HTC 也要开始做原型机了。
负责这个计划的,是以 One 系列手机而为人所熟知的设计师 Claude Zellweger(现任 HTC 设计总监)。「我被周永明(前任 CEO)委任,去开拓智能手机以外的其它科技产品,之后便组建起了这支先进理念团队。」Zellweger 如此介绍道。之前的 Re Camera和 Re Grip 都是他们的作品,但毫无疑问,Vive 是其至今为止面临的最大挑战。
实际上,HTC 原本是想把设备命名为 Re Vive,符合规律的同时,也能表达重振公司士气的含义。但随着之后营销的进行,前面的「Re」逐渐被淡化,最终只留下了简洁的后半部分。而在这期间,周永明也从 CEO 的位置上退了下来,开始更深入地参与进来,并将团队的名称正式改为了「HTC Future Development Lab」。
Re Camera
最初的时候,他们对 AR 和 VR 都有所尝试,但最终还是决定将后者作为发展的重点。有趣的是,在 Samsung 打出了 Gear VR 这张牌后,HTC 迅速对这种手机 + 外壳的设计表达了不屑。「我们从一开始就认定这是一种新的品类,而它需要有一套完全属于自己的解决方案。」Zellweger 说道,「我们从未考虑过将手机和头戴屏幕结合在一起的做法。」最终,他们选择了一条跟当初由代工行业投身手机市场时一样的路:抢占先机,并以高端产品致胜。
而 HTC 初试 VR 的高潮,按照 Zellweger 的说法,「正巧」就发生在跟 Valve 相遇的那一刻。关于 OCULUS RIFT
Valve 直到 2013 年所获得的成果,已经证明 VR 中的即时追踪技术是一套完全可行的方案。但就算这层基石已经垒好,他们却依然不急于打造自己的硬件。的确,在大多数人已经把(钞)票投给 Oculus 的前提下,似乎真的没有那样的必要。而 2014 年一月 Valve 宣布与 Oculus「合作推进 PC VR」的举动,更是将这种讯号明确地传达了出来(他们当时声称自己没有制作 VR 设备的计划,尽管后面也补了一句「未来可能会改变」...)。
不过,之后 Valve 跟 Oculus 的剧情并没有顺利往下发展,两者最终分道扬镳,而原因多半是起于双方打造 VR 时的不同理念(在产品上有很好的体现)。除此之外,Facebook 对 Oculus 的惊天大收购可能也起到了一定影响,但总之结果就是,Valve 最后不得不另寻拍档。当然,此中经过可能要等到多年之后才会为外人所知晓。而我们现在唯一可以确定的,就是在一月还被 Palmer Luckey 称作「世界最佳 VR demo」的技术,其缔造者在同年秋天,已经坐到了谈判桌前,HTC 的对面。Palmer says Valve's VR tech is the best virtual reality demo in the world right now. #SteamDevDays
— El Oshcuro (@DaveOshry) January 16, 2014
那次会面的细节自然是没有对外公布,但根据 Zellweger 的说法,两边的一把手王雪红及 Gabe Newell,经历了一次面对面的交流。至于结果,大家现在也都已经看到了。终成眷属
在协议签订以后,开发者设备的制作就被排上了日程。「一周后我们便飞往旧金山(Zellweger 办公室所在地),去那里布置了一个贴了 tag 能用来测试的房间。」Faliszek 说,「关于产品,他们(HTC)已经有了很多设计想法,效率实在是太高了。」那段快节奏的回忆,对 Zellweger 来讲也是印象深刻:「有那么一回,我们把自己对产品的看法告诉了 Valve,正好跟他们初期的追踪方案不谋而合... 大家当时都觉得,可能会做出一个很棒的结果。」
HTC 设计办公室内的白板,画满了原型机的构思
之后的公开展示最然还是基于 2012 年的那套系统来做,但 Valve 已经开始逐渐放弃了不太实际的 AprilTag 方案。这个时候,摆在他们面前的,是点追踪和激光追踪这两种全新的备选技术。前者如你所想,会在控制器和头戴设备上布满定位点,然后由固定的相机利用机器视觉来确定这些点的即时位置。而激光追踪,则是在头戴设备和控制器上装设感应器,另外还需要一个专门的独立激光发射站。
就精准度来说,激光追踪的效果是最好的,但要达到整个房间都能轻松应用的水准,头戴设备的设计、制作难度就会很高。这是因为,发射站会高速轮转向屋内射出镭射,同时其内建的 LED 还会以每秒 60 次的频率闪烁。而头戴设备上的感应器,则会探测到人眼看不见的光束变化,它会根据激光、LED 被捕捉到的时间间隔,来确定佩戴者的位置和朝向。那么,要在整个房间里顺利实施这样的追踪方案,就必须有足够多的感应器来覆盖到各个不同的方向。
关于控制器
Valve 一开始所做的 VR 控制器,就完成度来说其实是比较低的,最初公布的那款,看上去好像就只是在 Steam Controller 上随意做了点修改。换到最原始的那套激光追踪系统,他们的做法也还是一样。开发团队在普通的游戏手柄上盖了层天线似的感应器,但很快他们意识到这样不行,因为这一次,需要做的是完全不同的东西。
「这是我们第一次从零开始做一件产品。」Faliszek 解释道,「它不会有 X、A、B、Y 键,是专门为我们在做的东西而生的。」而后来的成品,可以称之为两款现有设备的结合。Vive 的控制器基本形态跟索尼在 2010 年推出的 PS Move 很像,但它加上了 Steam Controller 的触控板,当然,激光追踪感应器也是不会少的。
对一款初代机来讲,能做成这样已属不错。但如前文所说,它也是从简陋的原型阶段一步步进化而来的。Valve 最终将其命名为「Sombrero(墨西哥宽边帽)」,取的是追踪环相似的造型。而它也确实没几个按键,但这在一开始,也让许多开发者抱怨不已。「他们一上来就会说『按键不够多』。」Faliszek 说道,「但到了第二周,又会变成『好像我也用不到几颗按键,其实一颗都不用好像也行?』」
实际上,许多之前要靠专门按键来完成的操作,在 Sombrero 上都变成了靠手势、动作来实现。比如说以前在游戏里你可能要按 I(Inventory)键来查看物品,现在只需将手伸到脑后,就好像真的要去背包里取东西一样。关于开发者
在 HTC 和 Valve 合作了近六个月以后,他们决定开始将自己的作品小范围地拿出来跟别人分享了。2014 年 10 月 20 日,一批经过挑选的开发者被邀请到了 Valve 的华盛顿办公室,专程去体验了一下尚未对外公开的 Vive。「当时连看保密合约这件事都要让他们签署保密合约。」Faliszek 笑着说,「每个人都觉得奇怪,但好在最终他们都来了。」
在初次见面后,Valve 和 HTC 搜集到了许多回馈。活动参与者都坚持认为,厂方无需去划分产品线,不要让买家在类似 180 度还是 360 度追踪、带不带控制器等诸多选项里进行选择。一款产品,一种规格,那就是全部。「其实我们原来就有类似的想法。」Faliszek 补充道,「听到这些后就变得更加坚定了。」
在 2014 年十二月的时候,第一批 Vive 开发者设备「-v1」正式登场。它们都是用手工制作,由 Valve 的工作人员亲自送递、安装。过了一周后,HTC 的生产线开始运转,出自工厂的产品也被送到了更多开发者的手上。
作为一家手机厂商,HTC 对如何避免新机未发布便遭泄这件事,绝对是有着很大的发言权。但幸而在 Vive 身上,类似经历并未再重演。「其实,这款产品涉及到的公司共有 20 多家,但他们无一例外,通通都守口如瓶。」O'Brien 这么说道。至于这背后的原因,Faliszek 把它归功于开发方之间的同志情谊。当时能接触到 Vive 的人其实非常有限,而 Valve 为他们专门做了一个私密的论坛,让大家可以分享看法、互相帮忙。
在这个小群体中,所有成员都无惧于指出别人所犯的错误,但重要的是,交流气氛并不会受到影响。当有人拿出点新东西的时候,你听到的更多是「这太棒了」而非「你在乱搞,这完全不行,必须要重新做过」。鼓励而非挖苦,推进着开发不断向前。公之于众
在有了开发者的贡献之后,整个计划的发展进度一下子被带了起来。最终 HTC 和 Valve 选择了让 Vive 在去年的 MWC 上隆重登场,而于两周后举行的 GDC 2015,则成了相关游戏内容方展示各自作品的舞台。就结果来说,这两下组合拳收获了相当不错的反响,许多对 VR 有深入了解的记者,都对 Vive 的适用空间、追踪精度赞不绝口。一年之后,产品的预售正式启动,市售版本再度于 MWC 和 GDC 上亮相,之后的事情,就差生产出来卖了。
Vive 开发者版
值得一提的是,在这一系列过程中,Vive 其实又经历了一次迭代。CES 2016 的时候,出现了几可等同于正式版的 Vive Pre。 乍看之下,其造型好像并没有很大变化,但在仔细观察后你便会发现,几乎没有东西还跟原来一样。相较而言,Pre 和后续的市售型号更小、更轻,头带也经过了重新设计。由此带来的结果,就是设备的重心会更加靠近面部,其好处在于能让 Vive 在用户活动时更加稳定。另外,感应器都被藏到了不显眼的地方,线缆更轻(但存在感依然很强),镜片和绑带的松紧度也都有了不同程度的改进。
除了提升舒适度外,HTC 和 Valve 后续也引入了前置相机和麦克风这两个很重要的新零件。前者是为 Chaperone 而设,让你能方便地切换真实、虚拟视野。而后者的存在,让用户在无需摘下设备的前提下,也可以方便地接听来电。有趣的是,这两样东西其实很早就出现在了开发过程中,开发版的 Vive 前面已经留有相机的位置,而麦克风则是由于软件问题,才没在公布售价的活动中一并介绍。
配上手柄和镭射发射站后的市售版 Vive后续
Faliszek、O'Brien 和 Zellweger 都坦言,打造 Vive 的过程基本上都是顺风顺水。的确,在如此短的开发周期里(HTC 和 Valve 真正开始合作才过去了大约两年),能完成这些事实属不易。Vive 的三个部分:头戴设备、控制器和发射站,如今都已在工厂里量产。至于具体的销售数字虽然目前还没有公布,但可以确定的是,四月份的库存已经卖完。
那么,假设 Vive 最终取得了巨大成功,消费者一般会等多久,才去升级到下一代的「Vive 2」呢?主机用八年,顶级游戏电脑可以撑五年,手机两年就要换,Vive 的生命周期,暂时还真是没法判断。HTC 和 Valve 对此也不愿细说,或许还是想让产品本身来找出答案吧。
其实对两家公司来说,哪怕是现在,要造出一台更强的 VR 产品其实并非什么难事。比如说单眼 1,200 x 1,080 的分辨率,就依然有能提升的空间。只是,目前真正的瓶颈在于跟设备连接的电脑,其带来的成本着实太高。以显卡为例,目前的要求已经是 AMD Radeon R9 290 或 NVIDIA GeForce GTX 970 这样的级别,哪怕是过几年后,其售价可能还是难以让人轻松接受。「我们的想法,是以现时超高端的硬件来作为规格标准,这样在一年左右的时间里,可能就会有足够多的人能负担起成本,用我们的产品了。」Faliszek 说道。
但不管怎么说,Vive 2(或是其它什么名字)终究是会有的。「到了某个时刻,你就会想要去提高设备的分辨率。」Faliszek 说,「我们会去学习更多的东西,试图找一些有趣的想法,但那(发布一款新品)并不是一件轻易就做成的事情。」当电脑显卡足以在高分辨率面板上推动每秒 90 帧画面的时候,或许新的 Vive 便会来临。但与此同时,老用户也不用担心,HTC 和 Valve 已经做出了负责到底的承诺。
「我们明确地表达过,当市售版的 Vive 出来以后,Pre、v1 开发者设备和 -v1s 将都会一起共存。」O'Brien 说,「我们所设计的系统拥有很好的向下支持能力,而这也是我们未来想要一直保持的目标。」他说完之后,Faliszek 又再补充了一番:「我们推出的产品,都是有『生命』的东西。更新不会断,我们会一直照顾好它们。发完之后就丢去一旁不管,那不是我们想要做的。」
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