《近匠》蚁视科技创始人覃政：ANTVR，虚拟现实的新生

“我想要为用户设计这样一款产品：它能利用现有的游戏实现虚拟现实体验，同时也可以兼顾普通游戏娱乐和3D电影的观看，从而实现全使用情景的覆盖，向大众普及穿戴式显示的概念。待新概念慢慢普及开来，我的全息眼镜才能有登场的舞台。怀揣着这样曲线创业的计划，我开始了ANTVR KIT的研发。”蚁视科技创始人覃政在《程序员》杂志6月刊上谈到自己的初衷时，这样说道，“ANTVR KIT是应运而生的一款产品，市面上还没有能兼容普通游戏的沉浸式头盔，而且游戏枪市场也鱼龙混杂，十分影响用户体验，游戏迷刚需明显，我们做这款产品义不容辞。”

ANTVR KIT设计图

充满科幻色彩的团队

在去年的这个时间，覃政刚好念完博士一年级，而经过他一年独立开发的全息眼镜显示器也完成了第二代原型的开发。在此之前，覃政的兴趣点一直在3D和视觉方面，他也是个不折不扣的连续创业者。聂竞舟曾是中国农大科幻社团的创始社长，生物学硕士。大学期间，覃政与聂竞舟，通过科幻活动相识，两人一起开3D电影院，拍摄科幻微电影，做了很多有意思的事情。而现在聂竞舟不仅是他的共同创业五年的伙伴，蚁视科技的合伙人，也成为了他生活中的另一半。

蚁视科技团队

“我们整个团队充满了科幻色彩。核心成员四个人都是科幻爱好者。我在大学时就是学校科幻社的骨干，发表过多篇科幻小说，也拍过几部科幻微电影，在科幻圈小有名气。我之前在读卫星总体设计专业的博士，主修轨道动力学，读到一半开始创业做虚拟现实技术，这主要也源于对科幻的热爱，要知道，能将科幻片中主角戴在头上的战斗显示器实实在在地研发出来，简直是太带劲了，要是能真正造出虚实难辨的虚拟世界，然后在里面畅游、战斗、生活，那简直就是梦寐以求。我负责产品的核心光学设计和产品整体架构设计，产品在设计方面有非常多的亮点，都源于我在游戏过程中体会到的各种典型痛点。”覃政介绍道。 除了覃政和聂竞舟，核心成员还有两名，Jason和Kevin。Jason是覃政的高中同学，学软件出身，做了5年游戏，几乎做过所有游戏平台的开发，还自己开发过游戏引擎，是个十足的游戏大牛。 Kevin则包揽了公司的硬件开发工作，目前掌管着多个分支系统的电路研发工作，丰富的研发经验和专业的学术水平使得研发进展神速。

ANTVR KIT vs. Oculus

Oculus Rift在首轮融资获得750万美元，今年4月以20亿美元的价格被Facebook收购。ANTVR KIT经常被拿来与Oculus Rift对比，不过两者存在着极大的区别。Oculus完全放弃了对普通游戏和电影资源的兼容性，而蚁视则是竭尽所能地去兼容现有的资源。谈及相对于Oculus的异同与优势，覃政总结道：

1. 提供全兼容的控制器。要说虚拟现实能带给玩家的最棒的游戏体验，那一定第一人称射击（FPS）类游戏。但其他的游戏头盔却不给用户提供任何控制器，因此玩家只能去市面上选购其他品牌的体感枪，或者是干脆回到鼠标键盘的操作方式。这就完全背离了产品的虚拟现实属性。

ANTVR KIT从外型上看，最大的区别就是要多一把枪。这把枪可以完美地和头盔兼容，从而进行射击类游戏操作，真正实现指哪打哪；同时，它还可以为头盔供电、进行无线传输、进行显示信号处理。只有这样的一把枪，才是真正能将头盔的功能发挥到极致的黄金伴侣。

ANTVR KIT beta

2. 杜绝画面畸变。此外，为了兼容普通的游戏和电影画面，我们耗费大量时间精力来研发了一套独特的非球面镜片组，可以把游戏画面毫无变形的呈现在用户的眼前。传统的球面镜设计简单，造价低廉，但会产生球形畸变（画面的四个角被向外拉伸）。而我们采用的非球面方案，研发和制造难度都很高，但它直接从光学方案上实现了零畸变，因而不需要游戏画面有任何改变，从而给兼容现有游戏和电影资源提供了可能。

谭政表示，Oculus采用了传统的球面透镜，它在折射图像时会产生球形畸变，即越到画面边缘，放大倍数越大，画面的四个角越被严重的向外拉伸，导致画面产生变形。因此，Oculus的工程师考虑从软件方面解决这个问题，于是就形成了现在大家看到的典型的Oculus那鱼眼效果的游戏画面。Oculus是把画面四角向里压缩成球形，再配合球面镜的四角拉伸效果，负负得正，还原了正常的画面。

Oculus的做法的确绕开了光学问题，但画面四周存在黑边，浪费了20%~30%的像素。 另外，画面球形压缩这一操作需要在游戏画面最终输出时增加一个复杂的图形变换函数，这给所有的游戏开发者带来了麻烦，也阻碍了Oculus对其他游戏的兼容性。

Oculus的游戏画面

3. 支持眼镜族直接佩戴。很多近视朋友都有视力散光和双眼视力偏差的问题。而如果简单粗暴的使用头戴显示器来调节度数，做不到准确调节，并且无法调节散光度，轻则导致视疲劳和眩晕，重则伤害用户视力。 我们的方案保证用户能戴着自己的眼镜来直接使用我们的产品，这样做首先是保证了所有用户都能获得相同的画面可视角度。我们在头盔和用户眼球之间设计了足够大的空隙，能容纳用户的眼镜镜片，别看就这样一点小小的改动，这可是难倒了我们的光学工程师。因为头盔镜片组离眼球越远，如果还想达到足够大的可视角度，镜片就要进一步变大，而镜片放大的结果是三维的，就会夸张地变厚变重。为了平衡这些问题，我们进行了很长时间的光学仿真和实验测试，终于获得了最优的光学参数配比。

研发路上的突破层层障碍

蚁视科技希望做出一款兼容普通游戏和电影画面的头盔，于是，他们的研发重心则放在了光学方案上。在逐步深入研发和优化方案的过程中，他们遇到了两道难题。 首先，普通的游戏和电影画面有不同的画幅（纵横比），一般有4:3和16:9两种。为了能保证所有的画幅都能正常显示，他们选择了4:3的标准画幅，这也是IMAX影院所使用的画幅，因为这个比例是最接近人眼正常视觉的。但是，显示屏的物理尺寸为960×1080像素，也就是一个接近正方形的比例，如何把这个正方形变成4:3的比例呢？光学线性压缩成为了他们解决这个问题的关键。

其次，为了消除球形畸变，需要用到非球面镜，非球面镜的研发和制造难度都很大，一直以来只被用在各种专业的单反镜头和精密光学仪器中，如何在这样的民用消费品中用上高精尖的非球面镜呢？蚁视科技 的做法是，采用两片不同参数的非球面镜组成镜片组，在调节画面纵横比时同时确保画面不产生球形变形。经过这套镜片组的折射，不但使得近处的1080p屏幕在光学上虚拟成为巨幕；而且屏幕的纵横比也被调节为标准的4:3，从而能够保证任何普通的视频资源都可以无变形地显示出来。

原型的迭代

在研发过程中，由于涉及光学方案，所以他们会选用一些专业的仿真软件，并以Matlab和CAD作为辅助。另一方面，ANTVR KIT兼容普通游戏，所以他们在开发软件SDK时，相应地采用了两大主流的游戏引擎，Unity和Unreal，进行游戏demo的开发。

现在有不少硬件产品推陈出新，很多设备都是以一种新的形势，将已有内容资源再包装，给用户提供新的体验和感受。所以，新的智能硬件产品，面对的不仅仅是如何让他们的硬件平台招徕更多开发者和内容服务提供商，还需要面对现有资源的兼容问题。蚁视科技亦是如此。为了兼容现有的一些游戏，需要解决两方面问题：

1. 游戏画面兼容性。为了将游戏的画面原封不动的显示在头盔里，用户必须通过头盔看到一个毫无变形和扭曲的画面，这就需要头盔从光学上保证画面无扭曲，这是需要避免的；另外，为了将画面的纵横比调节为标准媒体的4:3，又需要光学镜片来进行比例的调节，这是也是需要考虑的。蚁视通过一个镜片组，同时解决了上述两个问题，实现了画面兼容性的前提。接口方面，ANTVR KIT支持标准的HDMI输入，因此可以兼容几乎所有视频输出设备（电脑、主机及移动设备）。

2. 游戏控制兼容性。蚁视科技为了兼容现有的游戏，头盔和控制器的动作可以被“翻译”为任何通用的控制信号。通过U2B模块这个“翻译器”，当它被插在电脑上时，它是一个鼠标和键盘模拟器；插在游戏主机上时，又可以模拟游戏手柄的信号；当跟移动设备连接时，又采用蓝牙方式进行控制。因此，它可以实现几乎所有游戏系统的控制。在开源模式中，U2B采用开放模式，游戏开发者可以利用原始姿态和位置信号来进行游戏，可以实现更加真实而自然地体感控制。

众筹与合作

ANTVR KIT目前正在 Kickstarter上进行众筹，已经获得了超过22万美元的资金。与此同时，蚁视科技也在紧锣密鼓地开发新样机，分辨率将从目前样机的720p提升至1080p，增加3D画面格式转换功能，以及体感位置跟踪控制，其镜片也会有细微改进。ANTVR KIT新样机的头盔体积也将减小30%，重量仅为原样机的60%，与之配套的手柄体积也会减小50%。Kickstarter众筹的资金预计仅足以支持他们第一批小批量产品的试制，而大规模产品迭代和生产仍然需要大量的资金。对此，覃政表示，在时机合适时，他们会借助资本市场的力量。他们现在完全专注于产品的打磨与生产，并加快智能眼镜的研发。“公司的定位始终是在新技术开发，我们要用各种新技术为穿戴式技术的未来创造无限可能。对于智能穿戴领域，我们致力于做硬件产品，因此我们也希望能跟一些厂商，包括一些独立游戏的制作团队展开深度的合作。这样能很好的产生一些新的游戏作品，能够在这个领域把这个硬件产品功能发挥到极致。最后，我们现在在国内创业面临最大的问题就是人才，在软件、硬件、营销方面，都亟需各方面人才，我们希望有想法、与我们目标一致的人能够义无反顾地加入我们的公司。”

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