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数据可视化是少数几个 VR“布道者”非常喜欢说道的利用虚拟现实可能产生变革的领域之一。但是究竟应该如何做呢?现今的数据可视化领域又有什么问题呢?本文对传统的数据可视化的几个具体问题进行挖掘，讨论理解抽象信息方面的难题，并探讨VR如何改变这一切。

本文原作者Evan Warfel，虚拟现实数据可视化公司 Kineviz 的项目经理，曾经任 HID 环球集团数据科学家，毕业于U.C. Berkeley 的认知科学专业。 工作之余，他还研究人类制定决策的过程问题。

谈论数据和虚拟现实的问题有点像鸡和蛋的问题——如果不知道人们会如何使用 VR 数据工具，就很难设计良好的VR数据工具。话虽如此，但虚拟现实可以帮助我们提升概率思维、多维数据的可视化、高密度信息的展示、以及提供情境使人们更全面地理解问题。

“图像是优秀数据分析的关键”——F.J.Anscombe

如果是二维或者一维数据集，相应的可视化方法非常简单，使用图或表格即可。

上面是著名的 Anscombe 四幅图，其中每个数据集有着同样的均值、相关系数、方差和最优拟合线。

上面的每一个数据集中，X 的均值都是 9，Y 的均值都是 7.50，X 的方差都是 11，X 和 Y 的相关系数是0.816，最优拟合线的方程都是 Y=3+5x。换句话说，这四个数据集即使在实际看来，他们本身是完全不同的，但在统计意义上他们却是相等的。然而这还是最简单的，因为我们只处理了二维数据。

如果是三维数据，你会想当然地使用三维图像。但是如果是更高维度的数据呢?比如 Excel 表中很多行很多列的数据，你可能就无从下手了。实际上，超过三维的数据集都不可能在超三维空间中进行可视化。

然而，还有其他表示维度的方法。比如说，可以用一个三角形三边的长度来表示一个数据的三个维度。如果你愿意，你还可以在三角形中间标注红蓝光谱或者明暗光谱中的颜色，这样你就可以在一个可视化图中展示五个连续维度。比较每一个三角形，你就可能发现一些异常或者一些隐藏模式和关系。这就是理论的原理所在。

Herman chernoff 在70年代发展了这种理论的变异形式，他不使用三角形的边长，他用卡通脸谱的不同特征来代表数据的不同维度(切尔诺夫脸)。

图中显示了 1977 年洛杉矶的生活状况。四个脸部特征，加上地理分布和社区分布，这张图显示了一个 6维数据。

你的直觉应该会不喜欢这种数据表示的方法，因为它不好解释，看起来有点愚蠢，也似乎有些种族歧视的意思。但是我建议你再好好观察一下——你能看到贫穷和富裕之间的缓冲地带吗?

切尔诺夫脸应用不够广泛的一个原因在于，它看起来过于卡通化(科学可是非常严谨的，用这种卡通脸似乎不太适合)。虽然切尔诺夫脸有着这样的缺点，但是它强调了这样一个事实：即是他们看上去很直观，但是我们因为对脸型和表情有太多经验，所以对一个结构化的脸的评论会有任意性。

看下面的图片，Tim Cook 的脸的不同特征(比如眉毛的弯度)，可以代表 Apple 不同年份年的各种财务信息。

三个 Tim Cook 脸的不同版本代表了 Apple 各年的财务信息。Tim Cook 的鼻子的宽度表示 Apple 的负债数量;Cook 嘴的开合程度代表了每年的利润;他眼睛的大小代表了每股收益;等等。

虚拟现实可以解决上述的一些问题。除了这些脸型表示，还有一些“切尔诺夫类”的技术可以应用于对物体的形状、移动、交互和分布的控制。比如，下图这个桌子的性质可以代表不同的数据维度：高度、桌面的面积、颜色、桌腿的长度、桌子的光洁度、桌子的类型、污点的位置等等。如果你有一个 15 维的数据，你可以用不同因素的维度来控制你桌子的形态。

VR 的好处在于，它可以让你通过直观地比较两个桌子的高度或者桌面的摩擦力系数的不同来理解其代表的因子维度的不同。一些实验表明，维度间的差别程度的不同可以带来感知权重的不同。

另外，关于这种方法的研究已经覆盖到心理学和颜色感知的领域。研究者们花费了大量时间测量人们在不同的知觉中如何感知微小和巨大的区别。换句话说，借助 VR 和一些心理学知识，可以使人们理解复杂数据像逛宜家一样简单。

由于一个数学史上不幸的意外，某种由点和连接线组成的东西也可以叫做图像，比如下图：

图中每个点代表了一个维基页面，每条线代表着页面间的联系。

数据点之间抽象的关系用图像表示是非常直观的，尤其是在这些联系的类型和数量十分重要的情况下。比如，下图展示了酵母菌和酿酒酵母之间每个基因的关系。

左边是一个代表一个酵母菌基因组的节点边缘图;右边是基因的重要聚类图

有趣的是，上面这些图的内部都非常复杂。如果你去查找“巴拿马文件”的数据集，你会发现跟上面这些图一样，图像中的连接线非常复杂。

事实是，大多数图像会因为中心部分重叠在一起的复杂连接线而变得难以理解。但是我们最初是因为要看清事物间的关系才使用这些图像。

正如你可能想到的，三维图像可视化能让我们在理解上更加容易。比如下图是一个三维的可视化图像，展示了大脑中不同的连接网络。

然而，我们应该发现，这些数据的可视化图像仍然有过于密集的问题。即使作图者已经使用算法把连接线整合在一起了，我们还是很难从图像中明白对象之间究竟有怎样的联系。想象一下，如果你能够走进图中的大脑里，那你可能更容易就能理解脑中到底发生了什么。

内容提供式的数据可视化

两张图使用了同样的数据，但第一幅图却是 2015年最误导人的图表之一。

上面的图表作为一张静态图像，其误导性来自于它改变了数据的大小、形状和比例。因为我们看到内容，会想到我们的日常体验。

使用虚拟现实进行数据可视化的一大好处是，我们可以不用仅仅展示静态表示图，每一张VR表示图都可以自动变成一种体验。这意味着读者可以根据自己的意愿来探索一张图。

当然，VR 数据工具目前仍在初级阶段。下面是三个例子，可以生动地说明我上文中提到的内容。

第一个要介绍的是 Calcflow，这是加州圣迭戈分校的数学系研发了用于对 3D 数学概念的可视化工具。目前，它建立了一系列交互式展示，人们可以通过展示直观地理解二重积分和粘性流体方程等问题。你可以体验到 VR 的一些好处：可以改变观察数据的尺寸，可以在数据中“穿梭”，是的数据更易理解。这种体验式的展示特点意味着用户可以做出自己的调整，并观察这些调整在多维中是如何改变结果的。

DeathTools 的数据可视化是将抽象的数字变成真实可触知的世界，我们对这样的可视化数据的理解则完全不同于原有的数字和图像。比如，它将最近中东冲突中的累计死亡人数用尸体袋数量来表示，不同于查看柱状图，你仿佛真的站在成排的尸袋中，真实地体验战争的死亡人数。

正如 DeathTools 创始人 Ali Eslami 所说：“我们的知识储备中缺少一种感知大数字的能力。我们无法理解和接受大量的死亡。比如1、2、14、20、50 这种数字我们经常会遇到，所以我们会理性地对他们形成一种思维模式。但是当我们遇到 1000、10000、20000 时，这些数字的概念化会越来越难。但是我们仍然可以使用日常中体验大尺寸物品的视觉模型来理解大数字的意义。”

最近，我正在 Kineviz 上使用VR基础上的 3D 图像工具。这个工具专门用来处理高信息密度数据的。并且，这个工具可以使用户直观地感受到数据的显著不同。

VR 的最大好处就是它可以使人们更轻易地感知数据间的差别，使得数据密度更低，更加直观。另外，VR也使得数据展示变得更加具有体验感，数据展示不再需要匹配一些预定的设置。最后，VR 可以让人们快速改变数据的尺寸，提高用户的空间感知力，实现过去很难想象的对数据规模的感知。

草莓音乐节海报：世界是虚拟的，你才是真实的

近几天，VR群里讨论的热点是将于4月30日至5月2日在北京上海举行的草莓音乐节。当然，我们并没有那么文艺，我们只是关注这个音乐节将会采用VR直播的方式为人们呈现现场。据了解，这次直播的“承包商”是强氧科技。届时用户可以通过APP收看音乐节的VR直播，内容大概分为演出直播和现场直播。对于这一点，相信很多人都不会感到太惊讶，毕竟VR已经自觉承担起影视颠覆者的责任，吸引张艺谋、高群书、吴奇隆等人入局玩票。

但我们好奇的是，VR直播到底是什么鬼。

VR直播与我们常见的新闻现场直播、春晚直播不同点在于其具备三个特点：全景、3D以及交互。你需要佩戴VR头盔，通过直播视频产生身临其境之感。目前，你可以在乐视APP、腾讯的炫境APP、暴风魔镜等平台观看VR直播。严格来说，基于目前的VR技术水平（如交互范式）以及基础设备（如带宽水平），市面出现的VR直播视频都不能称之为VR直播，只能唤作全景直播。因为我国多数团队只能把全景呈现出来，至于3D画面和交互就凤毛麟角了。不过，这并不是妨碍我们对这种全新的直播方式进行讨论。

有钱景、门槛低、好操作

首先，我们讨论的第一个问题是，VR直播是一门怎样的生意？

在那些不从事VR直播的行业人士看来，VR直播是一门有钱景、门槛低、好操作的生意。换句话来说，VR直播是目前继体验店最容易商业化的领域。这个观点对那些准备投身VR行业但囊中羞涩无力烧钱的创业者来说，简直是福音。对此，一位做全景摄影平台的从业者D是这样说的：

“从全景视频的角度来说，全景电影电视节目会是最大的市场。但由于制作这类内容除了多硬件和基础设施的要求，还多了对艺术水平的要求，所以在运用层面，全景直播成了当下比较快速转化的领域。”

NextVR的两目红龙摄影机，出来的是180度立体

事实上，VR直播有前景的观点被多次验证。比如VR行业最权威的报告：高盛发布的。该报告表示：

• 游戏、直播和视频娱乐将占整体VR/AR营收预期的60%；

• 预计2020年VR直播的市场营收规模为7.5亿美元，到了2025年则高达41亿美元。

对于这份数据，相信很多人都会感到兴奋。不过，我们相信，多数人对直播钱景最直接的感受来自斗鱼和熊猫TV等平台的崛起与火爆。

除了上述这些火爆必备条件，VR直播还有国外带头大哥作榜样。比如VR直播领域风头正旺的NextVR。成立于2009年的，NextVR于去年11月获3050万美元A轮投资，引起一阵关于VR直播的热议。今年2月，它与福克斯体育签署5年直播协议，又一次掀起讨论。从2015年初首部VR直播到美国候选总统辩论赛、NBA新赛季揭幕赛，NextVR一直累积它的品牌壁垒，俨然一位无法撼动的玩家。

至此，我们看到一个有前景、门槛低、容易操作又有巨头参考的VR直播。根据以往科技爆款的经验，VR直播完全具备爆发的天时地利人和。

可是，VR直播现在为什么没有遍地开花？这个是我们讨论的第二个问题。不过，这个问题我们需要分成两个，一个是VR直播是如何实现的？第二个是，约束VR直播爆发的瓶颈是哪些？

基本上，VR直播的流程是：全景相机＋拼接合成服务器＋编码上传＋点播机房分发＋用户收看。

具体来说，全景相机采集视频数据后通过电脑或者工作站进行实时拼接，再经过编码推到机房进行分发，最后是用户通过VR头盔+手机/电脑进行观看。在这个流程中，除了全景相机和拼接环节，VR直播与传统直播并没有太多区别。至于切换台、导演技巧等等，本文不予讨论。根据记者的调查，国内目前有3种方案的直播拍摄设备。

这种方案所采用的摄像机品牌有很多，不过最著名的还是红龙摄像机。最早利用红龙摄像机来进行VR直播的估计是NextVR。2014年9月，NextVR自主研发一套价值18万美元的红龙摄像机系统，其采用了6台Red Epic Dragon（俗称红龙）6K摄像机（上图），能够拍摄立体的360度视频。不过出于带宽原因，NextVR目前所直播的画面一般是立体180度视频。在国内，暴风魔镜的直播也会采用红龙摄像机，不过用了4台红龙摄像机。

对于红龙这种方案，有从业者吐槽表示，红龙摄像机是为电影拍摄为设计的，如果用于直播则不能发挥其全部性能。从某种程度上，利用红龙摄像机进行VR直播是一种浪费。此外还有团队采用其他品牌的摄像机，比如强氧科技采用了索尼DV摄像机进行组合。

在所有组合方案中，以运动相机作为组合最为流行。而在运动相机组合方案中，性价比最高、普及率最高的是狗笼。狗笼（也有人唤作多狗）是行话，是指利用GoPro运动相机组合的全景相机。其中，狗是GoPro的音译，笼是指那些支架。在狗笼方案中，知名度最高的是谷歌推出的、由16个GoPro相机组成的Jump相机。不过，16目的Jump针对3D效果设计的，而国内的带宽和播放器还不支持，由此Jump对于国内团队来说并无用武之地。一般来说，8目以下的GoPro组合方案居多，因为目前用于实时拼接的服务器最多支持8路HDMI信号输入。

在直播一体机的方案中，主要分为两目一体机以及多目一体机。相对来说，利用两目一体机进行全景直播的团队较少，多数采用多目一体机。至于前者有国内团队Insta360、完美幻境的eyesir以及国外团队360fly等；后者的方案也有很多比如有IM360（接近60万）、Ladybug5（售价20万）、诺基亚 OZO（40万）等等。

除了以上这些主流方案，还有少部分团队采用4k单反进行组合。虽然这看起来有很多直播方案可以选择，可以根据不同拍摄场景灵活使用。但实际上，目前的这些方案并不是最优的。它们多多少少都会面临着烧钱、实时拼接、带宽困扰、延迟、机位定焦、全景音效、推流拉流、传输播放、同时在线人数、互动方案、版权、商业模式等多种问题。

事实上，VR直播并没有人们想象的简单，就连入行的第一步都充满挑战。和人们想的不一样，VR直播是土豪干的活。对此，雪炭VR影视CEO韩冰几近咆哮表示：

“就算你有了专业直播摄影机，要配实时拼接服务器吧？按照Vahana推荐的配置，服务器自己攒机，起码要五万吧？加上软件和配套的硬件，快十万了吧？就算你把软硬件都搞定了，你去哪里找客户？就算有客户了，谁拉光纤或者专线？就算你客户很土豪，愿意单付钱搞定上行带宽，甚至花二十万从电视台租20M上行带宽的转播车直接打卫星，你拿谁家CDN做加速？就算你找到了免费赞助的加速服务，每秒每MB两毛的流量费用你家客户掏的起么？就算掏的起流量，自建分发平台和APP么？如果这一切客户都能承担，他还会找你做直播么？ 

对于烧钱这件事情，我们先暂时忽略，讨论一下VR直播最核心的画质和实时拼接问题。这两个问题是相辅相成，而它们又和带宽有关系。如果带宽不够导致画质差，拼接再好，观众也难以接受。如果带宽达到了，画质能接受了，但拼接跟不上，又是一场灾难。由此，在这个背景下，有团队便诞生以解决VR直播的画质和实时拼接的问题。如看到科技团队认为，解决这个问题应该通过优化目前的编解码技术。其CEO陈丹告诉记者：

“从技术角度讲（VR直播的瓶颈）主要还是实时拼接吧。拼接要实时，编码要实时，假定以4k/60为目标，这两块要实时要求都还比较高。实时做到了就是怎么解决大码流的问题。如果每个观看设备30Mbps的码流，目前的网络很难承受。所以要么从编码器入手去在尽可能保留质量的情况下减少码流，要么从传输入手用些技巧，比如只有用户看到的那个视野用高分辨率。”

虽然有很多技术解决方案团队存在，但VR直播的画面不清晰问题还是存在。可见，VR直播目前并非人们传说的那么轻巧。时下还只是全景直播，将来还需要面对3D和交互，甚至还需要满足人们“想看哪里看哪里”的想法。这里的每一步都需要基础设备的升级以及更多技术的加持，比如NextVR刚研发出来的光场(light

对此，你可以通过从业者的吐槽来直观感受VR直播的艰辛。（以下的“吐槽”来自暴风魔镜、互动视界、维思维尔、看见科技、VR touch达触科技、雪炭VR影视以及全景平台从业者等。）

1. “传统直播要求画面干净（清晰），而且有导播台。但我们（全景相机）的镜头需要放置比较前的位置，因为全景相机是定焦的。也因此，一旦舞台上的艺人走远了，画面就看不清楚了。就像我们做的李宇春演唱会，机位本来签合同定好的，最后还是被越赶越后。所以出来的效果就不是很好。”

2. “目前一些直播声音主要是通过调音台获得，但这样无法产生临场感。因为人类对声音的识别是多个维度的。不仅仅是声音大小，还有你对声音前后左右以及距离的识别。所以，VR直播需要3D音效增强临场感。”

3. “我们去年做了几场直播了，最开始帮乐视做的。全景直播的带宽要求比较高，那时候乐视拉了100M的光纤来做。”

4. “红龙的图像质量可以出到8K的分辨率，普通设备的只能出到2K。分辨率业内基本都是三种：8K的、4K的、2.5K的。但这三种分辨率对应的码率对于网络的负荷是几何倍数增长的。”

5. “理论上，VR直播可以支持无数人同时在线观看。但实际上，这是一个拼CDN、拼钱的事情。一个直播机位10M专线网络，两个机位20M，以此类推。一般情况，我们最多支持几万人同时在线观看。”对于这点，还有人表示，“VR直播目前最多支持1万人同时在线观看。这种小范围直播没有任何意义，要达到广播级（10万+同时观看）才有看头。但这个级别面临的问题就多了去了。”

6. “全景直播的解决方案肯定会是越来越好的，随着大厂开始往这一块投入，以后核心的竞争力还是会落在内容的版权上。做VR直播的团队，如果没有内容版权，那就是乙方。”

7. “基于全景直播是实时画面，无法在后期做更多的交互内容。加上播放平台的限制，交互基本就是鼠标拖动观看。当前（VR直播）主要面向演唱会、表演及大型活动上，目的是推广这项技术，而技术成熟后我认为全景直播最好的运用是体育赛事。”
   

8. “如果你看过国内的全景直播，以当下的品质，做为从业者我们宽容度还大些，但做为用户基本无法接受这种画质。因此商业模式都还都处尝试性阶段，多数还是为在业内建立声望。据我了解，目前还是VR行业从业人员为主，传统直播承包商貌似还在观望。”
   

竞争的核心在于互动和品牌壁垒

虽然上述列出的问题有很多，但大多数是技术和操作问题。随着VR直播的爆发，这些问题都会迎刃而解。而各家核心命脉将在互动和品牌壁垒上。

在采访的过程中，专注VR直播的维思维尔CEO戎英杰告诉记者，在他看来，VR直播的突破点在于带来更强的互动性。在戎英杰看来，VR直播和普通直播的需求是不一样的。VR直播应该是电视节目的补充，作为一种互动版的节目。

“这主要看编导和策划能不能通过拍摄把观众更好融入场景中，让他们感觉自己在现场。如果还是像传统的直播方式，VR直播肯定是没有前途的”，他继续说，“我们的做法不只是提供一个直播方案，而是参与到节目策划中，提升用户的融入感，这才是关键。至于商业模式就没有什么特别，就是与他们分成。”

在传统的直播中，我们可以看到不同的画面切换，比如看到舞台近景、演员特写、观众反应以及整个现场等等，这些都可以视为导演与观众的互动，让观众从多方面感受现场。而在秀场直播中，人们可以发弹幕、送花、聊天等等方式实现互动。至于VR直播的互动方案，这个需要与具体的节目结合。“比如演唱会，就需要用户与演员的互动”，他继续说：“互动设计能力将成为团队之间的竞争点。互动设计要求你理解用户、理解节目”。

此外，我们还可以看到团队的方案落地能力将会在未来成为一种市场壁垒，这就像现在的NextVR一样。NextVR“改进原有技术（如采用红龙组成全景相机），走通商业流程。不管它是不是360度视频，至少提供了一个局部扭头、可观看3D的视频体验。只要能持续到VR爆发，它之前积累的经验和品牌都将会成为一种财富”，有从业者如是说道。在他看来，目前过早涉足的团队主要希望积累未来的品牌优势。

至此，我们可以看到一个被人们误以为是“易变现、门槛低“的VR直播正在悄然崛起，尽管它也面临着各种挑战。但我们换一个角度看的话，VR直播是人们疯狂投身VR行业之后，发现的最容易商业化的一块净土。当人们开始往VR直播方向前进的时候，逐渐发现它的并非想象中容易。当然，越困难的事情，最后也越容易占领市场份额。在此，记者也衷心希望高盛那份报告能够准确预言“下一代计算平台VR将会被游戏、直播和视频娱乐三大领域霸占”。

事实上，整个VR行业并非人们想象中火爆。VR是一个产业推动的行业，虽然它的到来能够升级整个电子产业，但这个推动力来自行业而非消费者。站在这个时间点上，VR的从业者都会带着一种“推动VR发展”的贡献精神以及“不盈利”的尴尬。但愿随着人们的探索，更多宝贵的经验能够留下来，用于驱动VR的发展，带来全新的世界。

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