發(fā)布時(shí)間:2024-03-12 13:20:50 瀏覽量:161次

1、蘋果首款頭顯設(shè)備 Vision Pro 的背景和基礎(chǔ)概念介紹,走入空間計(jì)算時(shí)代;
2、詳細(xì)解讀設(shè)備的硬件組成和空間設(shè)計(jì)的四個(gè)原則,揭示其獨(dú)特之處;
3、展示「云音樂」App 在模擬器和真機(jī)上的運(yùn)行情況;
4、蘋果上海 Vision Pro 開發(fā)者實(shí)驗(yàn)室體驗(yàn)真機(jī),行業(yè)內(nèi)早期真機(jī)體驗(yàn)分享;
5、「云音樂」App 的落地暢想;

蘋果于 WWDC23 發(fā)布了首款頭顯 Vision Pro,一臺(tái)搭載了全球首創(chuàng)的空間操作系統(tǒng) VisionOS 的革命性的空間計(jì)算設(shè)備,具備多個(gè)攝像頭,用戶用手勢(shì)、眼睛或者語音就可操作控制,可以用來工作、娛樂、溝通的新一代電子產(chǎn)品。2023 年 7 月,蘋果正式開放 Vision Pro 頭顯開發(fā)套件的申請(qǐng)通道,以借出設(shè)備的形式為開發(fā)者提供服務(wù),并在 2024 年 2 月 2 日在美國(guó)正式上市。筆者收到上海 Apple Vision Pro 開發(fā)者實(shí)驗(yàn)室的邀請(qǐng),線下體驗(yàn)了 Vision Pro 設(shè)備,并適配運(yùn)行了「網(wǎng)易云音樂」應(yīng)用。
Apple Vision Pro 提供了一幅無邊的空間畫布,供開發(fā)者探索、試驗(yàn)和暢玩,讓大家可以自由地盡情重新構(gòu)想 3D 體驗(yàn)。用戶可以在與周圍環(huán)境保持聯(lián)系的同時(shí)與不同的 App 進(jìn)行交互,也可以完全沉浸在 App 創(chuàng)造的世界中。用戶體驗(yàn)將十分的流暢:首先創(chuàng)建一個(gè)窗口,引入 3D 內(nèi)容,轉(zhuǎn)換為能夠完全令人沉浸其中的場(chǎng)景,然后回到其他開發(fā)工作之中。選擇權(quán)在你手上,一切要從 VisionOS 中的空間計(jì)算構(gòu)建塊開始。

Apple Vision Pro 官方介紹影片中文版請(qǐng)見 鏈接(https://www.bilibili.com/video/BV1Rs4y1i7MD/)。
你可以在 VisionOS App 中創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)窗口。它們使用 SwiftUI 構(gòu)建,并包含傳統(tǒng)的視圖和控件(平面化的展示),開發(fā)者可以通過添加 3D 內(nèi)容來添加深度,以豐富用戶的體驗(yàn)。

使用 3D 空間容器為 App 添加深度??臻g容器是 SwiftUI 場(chǎng)景,可以使用 RealityKit 或 Unity 展示 3D 內(nèi)容,從而打造可在共享空間或 App 的全空間中從任意角度查看的體驗(yàn)。

默認(rèn)情況下,App 啟動(dòng)時(shí)會(huì)進(jìn)入共享空間(Shared Space),在其中這些 App 并排展示,就像 Mac 桌面上的多個(gè) App 一樣。App 可以使用窗口和空間容器來顯示內(nèi)容,用戶可以根據(jù)需要調(diào)整這些元素的位置。為了打造更能令人沉浸其中的體驗(yàn),App 可以打開一個(gè)專用的全空間(Full Space),在其中只顯示這個(gè) App 的內(nèi)容。在全空間中,App 可以使用窗口和空間容器創(chuàng)建無邊界的 3D 內(nèi)容,打開通往一個(gè)不同世界的入口,甚至可以讓用戶完全沉浸在某個(gè)環(huán)境中。

AR(增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)):眼睛鏡片是透明的,可以直接看到外部真實(shí)世界;
MR(混合現(xiàn)實(shí)):既可以看到外部真實(shí)世界,也可以看到純虛擬世界,偏向硬件的描述;
VR(虛擬現(xiàn)實(shí)):眼睛鏡片不是透明的,不可以直接看到外部真實(shí)世界;
XR(擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)):AR + MR + VR 都屬于 XR;和 MR 相比較,為偏向軟件的描述,也可稱 XR SDK;

也稱為透視模式(Passthrough)。光照完全由系統(tǒng)托管,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)探測(cè)環(huán)境光照信息和應(yīng)用做融合。3D 內(nèi)容都使用蘋果自研的 RealityKit 引擎渲染。所以該模式下 Unity 的原始資產(chǎn)均需要被轉(zhuǎn)換為 Realitykit 支持的資產(chǎn)。Unity 官方提供了配套工具可以方便的完成轉(zhuǎn)換:PolySpatial。
光照系統(tǒng)由場(chǎng)景決定,可按需定制。在此模式下,其它引擎不能使用系統(tǒng)的 2D UI,因?yàn)樾枰嬷С窒到y(tǒng)窗口這種特殊材質(zhì)。3D 場(chǎng)景直接使用 Unity 引擎渲染(無需資產(chǎn)翻譯)。
Vision Pro 實(shí)際支持 AR、VR、MR ,也可以簡(jiǎn)單的理解為是一臺(tái) 支持 XR 的 MR 設(shè)備。

一片獨(dú)特的三維成型玻璃與鋁合金框架,輕輕彎曲以包裹臉部??稍谕庵闷聊簧夏M用戶眼部畫面。這塊弧形屏幕,傳感器收集到的用戶眼部畫面實(shí)時(shí)渲染出實(shí)景一般的圖像呈現(xiàn)在屏幕上,讓人有看穿屏幕的錯(cuò)覺。蘋果將其稱為 EyeSight。


一系列先進(jìn)的攝像頭和傳感器協(xié)同工作,清楚地看到世界、了解周邊環(huán)境并檢測(cè)手部輸入。一對(duì)高分辨率攝像頭每秒向顯示器傳輸超過 10 億像素,因此您可以清楚地看到周圍的世界。該系統(tǒng)還有助于提供精確的頭部和手部跟蹤以及實(shí)時(shí) 3D 映射,同時(shí)從各種位置理解您的手勢(shì)。

揚(yáng)聲器靠近耳朵,提供與真實(shí)世界的聲音無縫融合的豐富空間音頻。

頭帶提供緩沖、透氣性和彈性。通過旋鈕根據(jù)自己的頭部精確調(diào)整 Vision Pro;頭帶采用 3D 針織,形成獨(dú)特的羅紋結(jié)構(gòu),提供緩沖、透氣性和彈性。

一對(duì)定制的微型 OLED 顯示器為每只眼睛提供比 4K 電視更多的像素,定制的微型 OLED 顯示系統(tǒng)具有 2300 萬像素,提供令人驚嘆的分辨率和色彩。專門設(shè)計(jì)的三元素鏡頭營(yíng)造出無處不在的顯示屏感覺。

磁吸式遮光罩輕柔地貼合臉部,提供精確貼合,同時(shí)阻擋雜散光。

按下數(shù)碼表冠調(diào)出主視圖,然后轉(zhuǎn)動(dòng)它來控制使用環(huán)境時(shí)的沉浸感。就能從以假亂真的外部世界(AR)切換到沉浸的虛擬空間(VR)。


按下頂部按鈕即可即時(shí)拍攝空間視頻和空間照片。

蔡司光學(xué)插拔式鏡片可根據(jù)視力進(jìn)行定制,磁性附著在鏡片上以實(shí)現(xiàn)精確觀察和眼動(dòng)追蹤。

外接電池支持長(zhǎng)達(dá) 2 小時(shí)的使用,連接電源時(shí),支持全天使用。另一側(cè)則是類似的旋轉(zhuǎn)接口的開發(fā)專用接口。

鋁殼電池可以放入口袋中作為便攜式電源。它使用編織電纜進(jìn)行連接,常規(guī)使用續(xù)航可達(dá) 2-3 小時(shí)。

由LED和紅外攝像頭組成的高性能眼動(dòng)追蹤系統(tǒng)將不可見光圖案投射到每只眼睛上。這個(gè)先進(jìn)的系統(tǒng)提供超精確的輸入,無需您握住任何控制器,因此您只需看一下就可以準(zhǔn)確地選擇元素。Vision Pro可以在用戶實(shí)際點(diǎn)擊之前預(yù)測(cè)他們的點(diǎn)擊操作。因?yàn)樵谟脩魷?zhǔn)備點(diǎn)擊之前,瞳孔的反應(yīng)已經(jīng)顯示出大腦的“點(diǎn)擊”動(dòng)作了。一旦大腦的動(dòng)作被發(fā)現(xiàn),即可被設(shè)備識(shí)別。


M2 芯片同時(shí)運(yùn)行 VisionOS,執(zhí)行先進(jìn)的計(jì)算機(jī)視覺算法;R1 芯片專門用于處理來自攝像頭、傳感器和麥克風(fēng)的輸入,并在 12 毫秒內(nèi)將圖像流式傳輸?shù)斤@示器(比眨眼速度還要快 8 倍)。
Vision Pro 中放入了 2 塊芯片、5 個(gè)傳感器(包括 2 個(gè)景深相機(jī))、 6 個(gè)麥克風(fēng)、8 個(gè)高清攝像頭、4 個(gè)紅外攝像頭、1 個(gè)激光雷達(dá)和 1 圈 LED,整個(gè)頭顯重量達(dá)到 450 克,成為限制用戶使用時(shí)長(zhǎng)的一個(gè)重要因素。
Apple VisionOS 搭載全新的 3D 界面,讓數(shù)字內(nèi)容看起來、感覺上就像在用戶的真實(shí)世界存在,透過自然光線和陰影的變化來幫助用戶理解比例與距離。Apple Vision Pro 和 VisionOS 既強(qiáng)大又獨(dú)特的功能,來設(shè)計(jì)全新的 App 并為空間計(jì)算重塑現(xiàn)有 App 的體驗(yàn)。
(https://developer.apple.com/videos/play/wwdc2023/10072/)
Spatial design 是 VisionOS 的設(shè)計(jì)基礎(chǔ),它為用戶創(chuàng)造了全新的、完整的基于空間的操作體驗(yàn),同時(shí)保持了和 iPhone 相似的基本操作習(xí)慣,保持了蘋果產(chǎn)品一貫的簡(jiǎn)單易用。


這是關(guān)于空間設(shè)計(jì)原則的講座,由 Apple Design 團(tuán)隊(duì)的 Nathan Gitter 和 Amy DeDonato 主講。以下是主要內(nèi)容的總結(jié):
總的來說,這個(gè)講座強(qiáng)調(diào)了在設(shè)計(jì)空間應(yīng)用程序時(shí),需要考慮的一些關(guān)鍵原則,包括保持熟悉性、以人為中心的設(shè)計(jì)、利用空間和尺度、創(chuàng)造沉浸式體驗(yàn),以及保持平臺(tái)的真實(shí)性。
(https://developer.apple.com/videos/play/wwdc2023/10076/)
了解如何為空間計(jì)算應(yīng)用程序設(shè)計(jì)出色的界面?;谄聊坏闹R(shí)如何輕松轉(zhuǎn)化為為 VisionOS 創(chuàng)造出色的體驗(yàn)。探索 UI 組件、材料和排版指南,了解如何設(shè)計(jì)熟悉、清晰且易于使用的體驗(yàn)。


內(nèi)容主要是介紹如何設(shè)計(jì)空間用戶界面:
總的來說,這是一個(gè)非常詳細(xì)的空間用戶界面設(shè)計(jì)指南,為設(shè)計(jì)師和開發(fā)者提供了一系列的工具和技巧來創(chuàng)建和優(yōu)化他們的空間體驗(yàn)。
(https://developer.apple.com/videos/play/wwdc2023/10271)
了解如何使用聲音來增強(qiáng) VisionOS 應(yīng)用程序和游戲的體驗(yàn)。了解 Apple 設(shè)計(jì)師如何選擇聲音并構(gòu)建音景來打造質(zhì)感十足的沉浸式體驗(yàn)。我們將分享當(dāng)您在空間上放置音頻提示、改變重復(fù)的聲音以及在應(yīng)用程序中構(gòu)建聲音愉悅的時(shí)刻時(shí),如何通過聲音豐富應(yīng)用程序中的基本交互。


這是關(guān)于探索沉浸式聲音設(shè)計(jì)的講座,由設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的 Danielle Price 主講。以下是主要內(nèi)容的總結(jié):
總的來說,這個(gè)講座強(qiáng)調(diào)了在設(shè)計(jì)沉浸式聲音體驗(yàn)時(shí),需要考慮的一些關(guān)鍵原則,包括空間音頻的應(yīng)用,設(shè)計(jì) UI 和沉浸式應(yīng)用的聲音,設(shè)計(jì) UI 聲音,使用聲音設(shè)計(jì)更沉浸式的體驗(yàn),設(shè)計(jì)、錄制和混合這些體驗(yàn)的聲音,以及在環(huán)境中放置音頻對(duì)象。
(https://developer.apple.com/videos/play/wwdc2023/10073/)
了解如何為眼睛和手設(shè)計(jì)出色的交互。我們將分享空間輸入的設(shè)計(jì)原則,探索輸入法的最佳實(shí)踐,并幫助您創(chuàng)造舒適、直觀和令人滿意的空間體驗(yàn)。


上述內(nèi)容主要是關(guān)于在數(shù)字界面交互中手勢(shì)和眼睛的作用。以下是主要的要點(diǎn):
總的來說,這段內(nèi)容強(qiáng)調(diào)了眼部和手部在空間交互設(shè)計(jì)中的重要性,突出了舒適性和人體工程學(xué)的重要性,并提倡設(shè)計(jì)者和開發(fā)者在設(shè)計(jì)交互體驗(yàn)時(shí)考慮舒適性和可訪問性。
頭帶顯示器自身具有顯示虛擬世界的能力,如何同時(shí)在用戶的視野中呈現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界是實(shí)現(xiàn) MR 體驗(yàn)的關(guān)鍵。下面是 MR 體驗(yàn)的兩種不同方案,旨在解決如何將現(xiàn)實(shí)世界顯示在用戶視野中的問題。

以 Apple Vision Pro、Meta Quest-3 等為代表。它利用攝像頭等傳感器,捕捉真實(shí)世界的影像,然后投射到屏幕上,看到的內(nèi)容都是虛擬重建的。優(yōu)點(diǎn)是可以構(gòu)建一個(gè)更加虛擬的世界,效果更加夢(mèng)幻。但是這也意味著對(duì)硬件、光線要求更高。如Vision Pro 采用多攝像頭、雙芯片方案,也進(jìn)一步拉高了頭顯重量和成本價(jià)格。
實(shí)際體驗(yàn)效果請(qǐng)參考文檔下方的 Vision Pro 真機(jī)體驗(yàn)章節(jié)。
VR 行業(yè)常用每 1° 視野中像素點(diǎn)(角分辨率,PPD)綜合評(píng)判頭戴設(shè)備的顯示效果,達(dá)到人眼的效果需要到 60。現(xiàn)在的設(shè)備普遍只有 20 左右,而 Vision Pro 做到了 40。


代表產(chǎn)品有 Microsoft Hololens-2、Rokid Max Pro 等。它可以通過一層玻璃,讓人看到的永遠(yuǎn)是真實(shí)世界,在此基礎(chǔ)上構(gòu)建虛擬物品,可以和現(xiàn)實(shí)世界產(chǎn)生交互。它的優(yōu)點(diǎn)是能讓人感受真實(shí)的世界,眼鏡形式更加輕便。但在目前底層硬件技術(shù)的制約下,也勢(shì)必需要犧牲性能、續(xù)航和散熱。而且還需要不斷在性能和重量之間做取舍。
,時(shí)長(zhǎng)00:08
總結(jié)
OST 被稱為真正的 AR,OST 或是未來主要透視解決方案,但當(dāng)前 VST 的諸多優(yōu)點(diǎn)使其成為當(dāng)前的主流方案。AR 眼鏡的透視主要采用 OST 方案,AR 眼鏡的輕便性或使其成為未來主流 XR 產(chǎn)品形態(tài),相應(yīng) OST 也有望成為下一代主流透視技術(shù)方案,而 VST 則更適合于當(dāng)前主流 VR 產(chǎn)品形態(tài)。OST 在亮度、真實(shí)世界分辨率、延遲、焦平面(影響暈眩感)有顯著的優(yōu)勢(shì),而 VST 則在遮擋效果、FOV、虛實(shí)匹配、配準(zhǔn)、亮度匹配等方面更為成熟。從實(shí)機(jī)成像效果看,受制于目前光學(xué)技術(shù)瓶頸,OST 在色彩表現(xiàn)與虛實(shí)融合等性能指標(biāo)上劣勢(shì)較為明顯,VST 雖然無法完全還原現(xiàn)實(shí)世界, 但虛實(shí)合成后的顯示效果仍具有較大優(yōu)勢(shì)。
下面是 VST 和 OST 的各項(xiàng)指標(biāo)的對(duì)比:
VSTOST亮度100-600 尼特6600 尼特+真實(shí)世界分辨率單眼 2k-4k單眼 24K+延遲有延遲現(xiàn)實(shí)世界無延遲,虛擬世界有延遲焦平面1 個(gè)焦平面無數(shù)個(gè)焦平面,可防止幅輳沖突和眩暈遮擋效果合理遮擋虛擬對(duì)現(xiàn)實(shí)不完全遮擋FOV主流在 90-120° 之間主流在 30-70° 左右虛實(shí)匹配虛實(shí)匹配一致虛實(shí)匹配不佳配準(zhǔn)信息更易配準(zhǔn)僅靠頭部追蹤器匹配亮度匹配控制虛實(shí)亮度易匹配虛實(shí)亮度難匹配
Optic ID 是一個(gè)全新的安全認(rèn)證系統(tǒng),通過分析在各種非可見 LED 光下的用戶虹膜,并將其與存儲(chǔ)在安全隔區(qū)的用戶注冊(cè) Optic ID 比對(duì)以迅速解鎖 Apple Vision Pro。用戶的 Optic ID 信息完全加密存儲(chǔ)在設(shè)備上,不會(huì)儲(chǔ)存在 Apple 服務(wù)器上,也無法被任何 app 所訪問。
用戶在使用 Apple Vision Pro 時(shí)的瀏覽內(nèi)容和眼睛追蹤信息均不會(huì)與 Apple、第三方 app 或網(wǎng)站分享。除此之外,來自相機(jī)和其他傳感器的信息均直接在設(shè)備端處理,所以 app 不需要看見用戶的周圍環(huán)境來提供空間體驗(yàn)。EyeSight 也包含一個(gè)視覺指示燈,讓周圍的人知道用戶正在拍攝空間照片或空間視頻。
,時(shí)長(zhǎng)00:29
和下面的視頻基本體驗(yàn)一致:
,時(shí)長(zhǎng)00:16

借助 VisionPro 設(shè)備的無限畫布的特性,不同類型的應(yīng)用可以有不同的 VR 落地方向,如電商應(yīng)用,可能會(huì)去探索沉浸式的 VR 購物體驗(yàn),讓用戶在接近真實(shí)世界的環(huán)境下挑選合適尺碼的衣服。下面是基于云音樂應(yīng)用本身的特性,給出的一些想法和可供參考的探索方向(和實(shí)際是否落地?zé)o關(guān))。


數(shù)碼黑膠專輯擬物/裝飾播放器樣式等會(huì)員權(quán)益也可以在 VR 中展示出來。




https://developer.apple.com/documentation/visionos/bringing-your-app-to-visionos
https://developer.apple.com/documentation/visionos/making-your-app-compatible-with-visionos
https://developer.apple.com/visionos/compatibility-evaluations/
https://vrtuoluo.cn/536959.html
https://developer.apple.com/cn/visionos/
https://developer.apple.com/cn/visionos/planning/
https://www.apple.com.cn/newsroom/2023/06/introducing-apple-vision-pro/
https://pdf.dfcfw.com/pdf/H3_AP202307141592272523_1.pdf?1689343173000.pdf
https://mdpi-res.com/d_attachment/sensors/sensors-22-07709/article_deploy/sensors-22-07709.pdf
https://niteeshyadav.com/blog/understanding-display-techniques-in-augmented-reality-7485/
作者:徐凱斌、王維恒
來源:微信公眾號(hào):網(wǎng)易云音樂技術(shù)團(tuán)隊(duì)
出處
:https://mp.weixin.qq.com/s/qETIYY4OKkMinm6w47N4tA
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