虚拟增强现实中一个重要的概念是"环境感知",即用户通过设备对周围环境的视觉、听觉和触觉等传感器信息进行采集和处理以获取环境中物体的位置与状态。在传统的三维空间中,物体可以通过三维坐标来定位;而在四维世界中,我们无法直接测量距离或角度(如光线强度),所以需要借助其他手段来确定目标的位置及姿态:例如根据声音判断方向,或者利用摄像头拍摄到的图像来判断目标的形状大小以及运动速度等信息。因此,"环境识别"(Envision)技术就成为了实现这一目的的关键环节。
目前市场上常见的VR眼镜通常都支持两种不同的传感方式——一种是光学式立体成像原理的3D显示模块,3D画面是通过镜片组中的液晶分子偏转光波而形成的虚像;另一种是利用红外激光扫描器作为主要探测器的2D平面镜显示器,2D屏幕上的图形是由红外线反射到视网膜上再由大脑产生错觉所形成。2种方法各有优缺点:2D模式下的视野范围有限,而且由于人眼具有视差效应(2个影像重叠时会产生重影现象),使得观看效果不佳;2D模式的分辨率不高且容易受到外部干扰。3D模式下则不存在这些问题,但价格相对较高。为了弥补这些缺点并提高性价比,4D技术的出现无疑为人们提供了更好的解决方案。4D系统的核心部件包括4台投影机、3块LCD显示屏、2只手柄、4套控制软件、1副专用头盔。其中前三种硬件分别对应着左眼、右眼和双目可视功能;4D头戴式装置则是整套系统中最重要的部分,其内部结构主要包括两块独立的液晶显示器和一个内置了动作捕捉功能的处理器芯片组成,可以接收来自计算机的信息并进行处理后再将信号传输给两个独立的主控板用以生成相应的模拟场景供使用者使用。
从理论上来说,4D游戏是一种基于实时动态视频数据的交互性娱乐体验产品,它不仅可以让玩家感受到身临其境的感觉,还能使玩家的感官得到极大的刺激。但是实际上大多数消费者对于这种新兴的产品还是持怀疑态度的,他们普遍认为这是一种不切实际的技术幻想而已:4D游戏的开发难度非常大,因为它的内容制作成本很高,并且还需要大量的服务器资源才能完成整个项目的运行;3D电影虽然也能带来一定的沉浸感,但它只是把二维图片转换成三度空间的数字格式后呈现出来,没有真正的物理引擎支撑根本无法保证画面的真实性和稳定性;5G通信技术的发展也为这项新技术的应用带来了便利的条件,但由于5G网络本身仍处于起步阶段,5G手机的价格仍然非常昂贵;6此外,目前的4D游戏体验还远远达不到理想的效果,比如当戴上专用的4D眼睛之后只能看到一片模糊不清的画面,根本不能辨别方位等等问题都需要解决。