出品：科普中国
制作：中国科学院半导体研究所 苏涛
监制：中国科学院计算机网络信息中心
这两天一部电影刷爆朋友圈 ， 那就是由史蒂文·斯皮尔伯格执导的“头号玩家” 。
该片根据恩斯特·克莱恩同名小说改编 ， 讲述了在未来世界 ， 由于现实生活无趣 ， 无数年轻人沉浸在VR的虚拟世界中 。 而主人公韦德逐渐发觉：自己在现实和虚拟世界里都面临困境 ， 并且他需要和小伙伴们一起拯救世界 。 （潮点 ， 没看电影的人快拿小本本记下来 ， 要不这两天没谈资了！）
这部电影不光在票房上大卖 ， 而且在各大影评网站都广受好评 。
豆瓣评价分布呈“P”型 ， 典型的高质量电影
原作小说中 ， VR 眼镜基本上只作为进入虚拟世界的工具存在；而电影却十分逼真地展示了VR 眼镜对于两个世界如何联结和互动、人如何通过VR技术改头换面的重要作用 。 尤其是对于现实世界被 VR 所改变后的景象 ， 描绘之精彩令人叫绝 。
随着这部电影的热度 ， 我们也可以预见到这将会在现实世界中促进VR产品市场大热 。
那到底什么是VR技术？它又是怎么发展到今天的呢？
什么是VR技术？
【解密“头号玩家”里的VR技术】VR（Virtual Reality）技术 ， 中文即虚拟现实 ， 就是通过一系列技术手段来制造虚拟场景 ， 并模拟各种感官感受来欺骗大脑 ， 营造一种身临其境的真实感受 。
这个概念最早可以追溯到Aldous Huxley 1932年推出的长篇小说《Brave New World》 。 这篇小说以26世纪为背景 ， 描写了以机械文明为代表的未来社会中人们的生活场景 。 书中提到 ， “头戴式设备可以为观众提供图像、气味、声音等一系列的感官体验 ， 以便让观众能够更好地沉浸在虚拟的世界中 。 ”
23年后的1955年 ， 摄影师Morton Heilig才设计出了头戴式设备的原型图 。
VR眼镜初代机
这可以称得上是一个巧妙的装置 ， 完美地结合了光学、人类视觉成像原理和大脑视觉感知系统 ， 其架构今天仍然在使用 。 如今市面上卖199包邮的VR眼镜 ， 基本都是这玩意儿 。
实际上我们完全可以用一个纸壳子代替！
自制五毛钱VR眼镜
难道说 ， 如果你带了这么一个VR眼镜 ， 就能走进电影里那个奇幻的世界嘛？
并不能！
实际上 ， 虚拟现实技术综合了硬件层面的传感器技术和软件层面的计算机图形技术、计算机仿真技术、显示技术等多种科学技术 。 它在多维信息空间上创建一个虚拟信息环境 ， 能使用户具有身临其境的沉浸感 ， 具有完美的环境交互作用能力 。
而连接虚拟和现实的物质基础 ， 就是传感器技术 。
在使用VR设备时 ， 最关键的指标就是：使用者在虚拟世界的物理信息 。 这主要是通过测量头部的朝向姿态及所处的物理位置来确定 。 据此 ， 目前VR设备中的传感器主要可分为以下三类：
首先 ， 最主要的一类是IMU传感器 ， 即惯性测量单元 。 包括陀螺仪、加速度传感器和地磁传感器等 。
想象一个笛卡尔坐标系 ， 如下图所示 ， 具有x轴、y轴和z轴；IMU传感器能够测量各轴方向的线性运动 ， 以及围绕各轴的旋转运动 。
IMU传感器原理图
在VR技术里 ， IMU传感器主要用于捕捉头部动作 ， 特别是转动 。 对于VR设备而言 ， 产品体验主要就是动作捕捉的准确性和显示的延迟这两方面 ， 而这很大程度上 ， 都是由设备中的IMU惯性传感器决定的 。 因此 ，
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