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HTC Vive拆解:全球首款完整虚拟现实系统

测评攻略 虚拟, 现实 379℃ 0评论

  随着物联网产业的快速发展,各种智能设备如雨后春笋般冒了出来,如智能手环、智能手表可穿戴设备都可以说是比较常规的小伙伴了,除此之外还有智能跑鞋、智能披肩、智能成人用品等等比较另类的产品。不过在“智能”家族中,当下最受关注或者说业内外人士最感兴趣的应该就是VR虚拟现实设备了。

  说起VR很多用户最先想到的一定是眼镜,而非虚拟现实这四个字,毕竟所谓的VR大多是“手机盒”,好一些的用塑料,差一些的甚至只用几片“纸”而已,高端体验自然无从谈起。当然也并非所有的VR设备都是如此,比如此前HTC发布的Vive。作为全球首款完整虚拟现实系统,HTC Vive完全摆脱了手机,凭借两个无线VR控制手柄、空间定位传感器装置(一对Steam VR基站)和一个VR头戴设备,Vive在与电脑进行连接后可以为用户打造出一个能够达到10平米范围内的虚拟空间,只要你有足够大的体验空间,那么Vive带给你的并非仅仅是全景视频,而是能够调动全身的虚拟世界。

HTC Vive拆解:全球首款完整虚拟现实系统
HTC Vive拆解

  仅是HTC Vive自身的价格就达到了6888元人民币(国行版),用户可以在天猫等平台购买。不过需要指出的是,这套虚拟现实系统对于PC的要求可以说是相当高,因此这部分的价格也不容小视。HTC Vive官方推荐配置如下,如果想要体验的话笔者建议大家还是充分做好准备工作,至少预算要给足才行啊!

HTC Vive拆解:全球首款完整虚拟现实系统
HTC Vive

  显卡:Nvidia GeForce GTX 970, AMD Radeon R9 290 或更高

  处理器:Intel i5-4590, AMD FX 8350 或更高

  内存:4GB或更高

  视频输出:HDMI 1.4, DisplayPort 1.2或更高版本

  USB端口:USB 2.0 或更高端口

  操作系统Windows 7 SP1 或更高版本

HTC Vive拆解:全球首款完整虚拟现实系统
HTC Vive

  再看看HTC Vive自己的配置信息,通过2160*1200分辨率相结合带来1200*1080像素屏幕(用户实际观感),刷新率达到了90Hz,这也是Vive很吃显卡的原因之一。HTC Vive内置前置摄像头麦克风,此外还拥有加速度计、陀螺仪和激光位移传感器。可提供110°水平视场,并通过红外线进行360°的跟踪。

  拆解――HTC Vive

  Vive的接口位于VR头戴设备的顶端,因此在连接PC后需要从用户头顶“走线”。为了不影响体验最好给缆线搭建一个悬臂,避免线缆在地上缠住用户。

HTC Vive拆解:全球首款完整虚拟现实系统
HTC Vive顶端接口

  接下来国外知名拆解团队ifixit就将开始正式的“手(chai)术(jie)”。在把所有接线都拔出之后,就可以统计Vive究竟准备了多少扩展接口了:一个直流电源插孔、一个标准的3.5mm音频插孔、两个USB 3.0端口以及一个HDMI端口。据悉,位于右侧的USB接口可以用来连接第三方设备。

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HTC Vive接口

  不过,相比这些端口,位于Vive前端的摄像头似乎更加吸引ifixit团队的关注。

HTC Vive拆解:全球首款完整虚拟现实系统
HTC Vive摄像头

  拆解第一步自然是拿下VR周围的海绵垫。在VR头戴部分内侧有一枚感应器,ifixit团队推测其用来感应是否有人脸接近,从而有效控制屏幕的开闭,节省电力或者避免内置传感器的损耗。

HTC Vive拆解:全球首款完整虚拟现实系统
HTC Vive拆解

HTC Vive拆解:全球首款完整虚拟现实系统
HTC Vive

  接下来的拆解就需要借助一些工具了。在Vive的头戴部分侧面配有调节旋钮。这些调节旋钮并非是用来改变瞳距,而是改变眼睛与“显示器”之间的距离,也可以说是焦距。

HTC Vive拆解:全球首款完整虚拟现实系统
HTC Vive拆解

  调节旋钮内卫几个齿轮轴,从而在调解过程中能够有更加明确的分段感,不会由于受到外力而晃动影响体验。

HTC Vive拆解:全球首款完整虚拟现实系统
HTC Vive拆解

  将外部的固定配件通通取下后,就可以摘下外框。

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HTC Vive拆解

  然后是向两侧拉动,去掉外部黑色的保护壳,露出里面的传感器,据HTC介绍足足有32个。

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HTC Vive

  在这些传感器上配备了众多光电二极管,对应接收由两个红外激光发射机发出的红外光,通过频繁的闪烁与PC之间建立光电连接,实现通信(当然这其中涉及了大量函数和算法处理),当然这种连接的主要作用就是定位。

HTC Vive拆解:全球首款完整虚拟现实系统
HTC Vive拆解

  从定位技术上来讲,HTC Vive采用的技术与Oculus Rift截然相反。后者是通过VR的头戴部分发射信号,桌面上的红外摄像头跟踪这一信号实现定位。据HTC介绍Vive可在最大为15英尺X15英尺的空间内跟踪用户的物理位置。

  为了保证更好的光线传输,提升定位的准确性在Vive外壳上有很多效率经,可以更加清晰地将两个基站发射出的激光红外信号过滤给内部的光电二极管。

HTC Vive拆解:全球首款完整虚拟现实系统
HTC Vive外壳

  先不管保护套,再回到Vive内部,面对着一个个传感器第一件事自然是要把他们的链接切断。Vive的排线几乎都被绝缘隔热材质包裹,借助镊子可以很轻松的从接口中拔出而且无需担心造成损坏。

HTC Vive拆解:全球首款完整虚拟现实系统
HTC Vive传感器

  随后就是将“传感器层”与“显示计算层”分离,两个模块的链接并未使用粘合剂,可以说设计的十分简洁干练,这就使得拆解维护起来更谁容易,因此ifixit团队在此为Vive加了分。

HTC Vive拆解:全球首款完整虚拟现实系统
拆解

  HTC Vive两个模块的链接十分巧妙,在摄像头下方有一个类似卡扣的凸起,两个模块周围也有一些比较小的卡隼用以固定。这种设计充分节省了机身内部的空间,让众多传感器的排列更为简洁、整齐。

  再看拆下来的传感器层内部,有个十分抢眼的金属弹簧触点(或者说是铜制触面更为合适),用以为传感器层的器件(包括摄像头)提供电力。

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HTC Vive

  借助镊子可以去下HTC Vive上的摄像头,这枚由舜宇光学科技打造的摄像头编号为:TG07B C1551。据ifixit介绍,这么摄像头在一加手机上同样有应用。

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HTC Vive摄像头

  正如上文中笔者所提到的那样,HTC Vive头戴部分拥有32个传感器,值得一提的是每个传感器都有独立的编号。

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拥有独立编号的传感器

  现在把传感器层放一边,接下来要面对的就是主板了。主板上被金属屏蔽罩“严密保护”,取下来还是十分容易的。

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取下主板

  现在介绍主板上密集的器件,红色区域为意法半导体型号为32F072R8的ARM Cortex-M0微控制器;橙色区域为东芝TC358870XBG 4K HDMI至MIPI双DSI转换器;黄色区域为SMSC USB5537B7端口USB集线器控制器;绿色区域为阿尔法成像技术AIT8328的SoC包含图像信号处理器;浅蓝色区域为骅讯CM108B USB音频编解码器;深蓝色区域为美光M25P404兆串行闪存;粉色区域为美光N25Q032A13ESE40E 32MB串行闪存。

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主板芯片介绍

  在主板的这一侧还有很多芯片,下图中红色区域为德州仪器TPS54341降压转换器;橙色区域为德州仪器TS3DV64212通道双向复用器/解复用器;黄色区域为Cirrus Logic公司WM5102音频编解码器;绿色区域为百利通半导体PI3EQX7841 USB 3.0中继器;浅蓝色区域为莱迪思半导体LP4K81 A3311RG2超低功耗FPGA。

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主板芯片介绍

  在主板另一侧,红色区域为Nordic半导体nRF24LU1P的2.4GHz的SoC(两个);橙色区域为恩智浦半导体11U35F的ARM Cortex-M0微控制器;黄色区域为莱迪思半导体ICE40HX8K-CB132超低功耗FPGA;绿色区域为Invensense公司MPU-6500六轴陀螺仪和加速计组合;浅蓝色区域为美光N25Q032A13ESE40E 32MB串行闪存;深蓝色区域为美国国家半导体61AE81U L00075B。

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主板芯片介绍

  主板被固定在Vive头戴部分的一个“夹层”上十分牢固,在其侧面还有细带排线,用以承接各个部分的电力、数据传输。

  拆解――HTC Vive

  接下来让我们把另一面的塑料保护罩也取下来,在这层保护罩边缘有整齐黑色小插槽。据ifixit介绍,这些小插槽可以沿着白色聚四氟乙烯带滑动,并允许光点穿过、“窥视”,从而在用户调节显示器时跟踪IPD进行定位。

HTC Vive拆解:全球首款完整虚拟现实系统
HTC Vive拆解

HTC Vive拆解:全球首款完整虚拟现实系统
HTC Vive拆解

  继续向下拆解,ifixit将双镜头边缘的橡胶垫取下来了。

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取下镜头上胶垫

  HTC Vive调节瞳距需要借助镜头上下两根金属螺纹杆,有明确的分段感使用起来还是十分方便的,借助不同的滑块,调整范围足以满足用户的正常使用。

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调节瞳距

  与HTC Vive相比Oculus Rift CV1上采用的瞳距调节装置要更为复杂,后者借用了双齿条和小齿轮系统。

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调节瞳距

  在拧下四枚固定螺丝后,通过翘片打开屏幕保护罩,就可以见到两块三星制造的AMOLED屏幕。

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HTC Vive显示器

  每个显示器对角线长度为91.8mm,达到447PPI,相比之下拥有同样分辨率的Rift CV1屏幕相对小一些(对角线长度90mm),456PPI。

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HTC Vive显示器

  HTC Vive的每个Fresnel镜片上都有同心圆纹理,并通过些许粘合剂进行固定,好在这些不会给拆解带来过多麻烦。

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镜头

  与Oculus Rift采用的混合透镜不同,Vive透镜上的纹理更加统一,由此ifixit推测这款产品是通过调整眼镜缝隙来控制焦距。

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HTC Vive镜头

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HTC Vive镜头

  在HTC Vive透镜侧面边缘印有一个微型二维码,没错就是微型,ifixit对其吐槽是:可能需要一个更小的手机才能进行扫描。

  拆解――VR控制器

  再将HTC Vive头戴眼镜部分完全拆解之后,ifixit将视线转向了手持控制器,上面印制的型号为:2PR7100。

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HTC Vive控制器

  尽管这对儿控制器是由HTC制造,但显然其合作伙伴Valve也参与了设计。ifixit表示,Vive的“手柄”触控板与Steam的控制器十分相近。

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触控区域

  除了按钮和触控板外,在控制器上还有24个传感器(位于控制器顶部的两个“环”内),其作用是与两个激光发射器进行“互动”,从而实现定位。

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HTC Vive控制器

  外壳通过一些Torx螺钉与强硬的塑料卡隼保证连接的紧密性,但是这对于拆解行家ifixit来说,并不能称之为问题。

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控制器拆解

  在继续向下拆解的过程中,ifixit团队发现了同样用于iPhone 5S和iPhone SE的长带状连接线缆,如果用力过猛直接把断的话麻烦就大了。

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HTC Vive控制器拆解

  将外壳全部取下后我们就可以见到控制器内部。

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HTC Vive控制器

  再将Vive控制器的触控组件拿下之后,ifixit注意到这与在Steam控制器上发现的组件几乎一致。触控板被Cirque 1CA027协同MCU驱动。在这块PCB板上同样有7枚标记测试触点,这样更便于直接对控制器进行测试。

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HTC Vive控制器触控芯片主板

  接下来要取出的就是控制器的电池――3.85 V,3.69Whr和960mAh锂聚合物电池。

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控制器电池

  这枚电池型号为B0PLH100,此外还印有一枚二维码,在扫描后得到了一串数字编号“3SMA2638404214”,没有其他介绍。

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HTC Vive控制器电池

  在Vive的控制器上,ifixit发现了一些新的常见芯片。下图中红色区域为恩智浦半导体型号为11U37F的ARM Cortex-M0微控制器;橙色区域为莱迪思半导体型号为ICE40HX8K-CB132超低功耗FPGA;黄色区域为Invensense公司MPU-6500六轴陀螺仪和加速计组合;绿色区域为美光M25P40 4MB串行闪存;浅蓝色区域为美国国家半导体61AKE6U L00075B;深蓝色区域为TI61ACCV1 BQ24158。

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HTC Vive控制器主板

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HTC Vive控制器主板

  拆解Steam VR 基站

  HTC Vive的两个基站看上去就像是两个方形的盒子,接下来就让我们通过拆解来看看他们的秘密。

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HTC Vive基站进入工作状态

  借助红外摄像机可以看到,当基站进入工作后其内部的LED灯阵会发出红色的光芒。据ifixit介绍这些LED灯阵信号会周期发射,从水平和垂直两个方向对房间进行扫描,从而“找到”VR头戴部分以及控制器,最终实现定位。

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HTC Vive定位基站

  HTC Vive采用位置跟踪系统与Rift有着明显不同,据介绍后者使用了较为复杂的软件处理进行配合。

  在基站上印有型号2PR8100以及一个激光产品的监管标签。这个等级代表了包含在基站内的红外激光器是由CDRH建立的最大允许暴露评级范围内。换句话说,激光器可以在眼睛或皮肤照射,不会对人体造成损伤(造成损伤的可能忽略不计)。

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HTC Vive定位基站

  借助ifixit的拆解工具可以直接轻松打开被粘合剂和卡扣固定的基站外壳。

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HTC Vive拆解

  花费一些功夫就可以将基站的核心模块从外壳中取下来。

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HTC Vive拆解

  在基站核心上可以看到一个光电二极管、旋转电机以及整齐的LED阵列。

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HTC Vive拆解

  然后要看的就是基站主板上的芯片了,红色区域为恩智浦半导体型号11U37F的ARM Cortex-M0微控制器(显然与其余两个模块是一致的);橙色区域为美国国家半导体61AFCXU L00075B;黄色区域为博通BCM20736蓝牙智能系统芯片;绿色区域为意法半导体ST1480AC收发器;浅蓝色区域为德州仪器TLC59284 16通道LED驱动器;深蓝色区域为德州仪器SN74AHCT595DBR 8位移位寄存器(具有三态输出寄存器)。

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HTC Vive基站主板

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HTC Vive基站主板

  取下主板后,基站模块剩下的内容就是围绕着电动机了。电机通过四枚落定进行固定,并通过同一种连接器与主板进行连接。

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HTC Vive基站电机

  由日本电产打造的直流电机型号为B2044N01,对于这家厂商很多人也许会陌生,但是他们的产品在Xbox以及MacBook上均有应用。

HTC Vive拆解:全球首款完整虚拟现实系统
HTC Vive基站全家福

  至此基站的拆解也就算完成了,下面让我们看看各个模块的拆解全家福。

HTC Vive拆解:全球首款完整虚拟现实系统
HTC Vive头戴设备全家福

HTC Vive拆解:全球首款完整虚拟现实系统
HTC Vive控制器全家福

  最终,ifixit团队给HTC Vive的修复性评分为8分(0-10分,10分最易维修)。

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HTC Vive修复性评分:8

  这款产品拆解维修的优势在于:尽管需要借助一些专业工具,但是头戴部分的拆解可以在无损坏的情况下完成;头戴部分拥有大量传感器和电子器件,是最有可能出现问题的区域但拆解起来也相对简单,各个模块可以说是不关联、独立的;在其控制器和基站上均采用了标准的Phillips和Torx螺钉;由于采用了与Steam相似的控制器,这意味着当下已经可以买到替换元器件了。

  至于增加拆解难度的点也与很多智能终端设备相似,设备内有大量精细的元器件,拆解过程中需要格外小心甚至借助维修手册;在镜头、传感器件等配件上粘合剂仍旧是用来固定的主力,这或多或少给拆解增加了难度。

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