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VR移动机制大盘点|在虚拟空间中移动,有多难?

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发表于 2019-10-11 21:11:16 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 中国

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在虚拟空间中实现自然移动,是VR沉浸感的关键。3 c9 K9 C8 U1 r, p  v# ^

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8 ?# Z( Z% U) @' o0 ~正文共 2635 字 11 图;预计阅读时间  分钟 ; p  ?, F% Q+ R: h9 s; ?

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1 ]) d: t+ [# }- b- t对现实世界的逼真模拟一直是VR的魅力所在。而构建一个足够真实并极具沉浸感的VR体验,除了需要逼真的视觉效果,实现虚拟空间中的自然移动亦是关键,毕竟人们体验VR并不只是为了看VR影片。但在VR中实现自由移动并不简单,针对这一问题,研究人员及相关厂商想出了不少VR移动机制7 q* i# t5 t7 Y; C
 
1 H, L0 C( k# J( x8 V* ^坐垫、瞬移、摆臂等各种移动机制,; o% |0 t- b5 r! F
只为在VR中“走一步”
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  • VRGO推VR游戏坐垫VRGO Mini,臀部控制移动
    : r, p0 {- K7 s* l
 
- D- Z' W# W, o* m! q: ?( v9 C& D近日,位于英国布里斯托的一VR移动辅助设备公司推出了一款辅助移动的VR游戏坐垫VRGO Mini1 I8 v) R7 ]3 i# G' v8 l+ L

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 VRGO Mini是一款游戏座椅附件,可置放于玩家和座椅之间,并为玩家带来直观且舒适的就坐式移动方式。就坐时,玩家只需向目标方向倾斜身体,便可令游戏中角色实现相应移动。这款设备兼容大多数VR头显和游戏,并可通过蓝牙快速接入各种头显,包括Oculus RiftOculus QuestHTC Vive小派VR头显。  U; n, @' v/ ~6 S- M
 与其他移动方式相比,VRGO MiniVR体验提供了一种既能欺骗感官,又相对舒适的方式。
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  • 微软通过压缩空间实现VR自然移动机制
    . v. o5 I& E9 I, D, d0 u7 f
 在一项最新的研究中,微软研究员Mar Gonzalez-FrancoEyal Ofek与伦敦大学Anthony Steed教授、斯坦福大学Parastoo Abtahi教授合作推出了一套克服空间限制的VR自然移动机制
) z5 g4 V6 L8 ]. k, s( p 这一机制从《爱丽丝梦游仙境》以及《Seven-League Boots》等著名的童话故事中获得了灵感。研究团队通过放大使用者在虚拟世界中化身的比例,实现了小规模空间中大空间的访问以及大空间中的快速移动(简单来说,就是在现实的房间中实现VR中城市的探索)。" X' _3 T2 [0 I* ]& v; p
 

. O& S6 ~& M" \% U. N5 B
通过缩放使用者头部视图和调整相对位置,使用者的视图变化: a+ w1 o' ^6 C" q

& R* e# T7 s& r7 h% J+ g 通过缩放使用者头部的视图和调整相对位置,使用者会产生视图位于正常人高度的错觉。通过这种方式,使用者可以在小型的虚拟世界中实现快速而自然的移动,并能够查看周围环境的具体细节。
2 V2 y9 o& B( V2 v, _% j0 i( i) A+ O0 ~ 微软指出,这种移动机制存在一系列的优势:移动自然无须训练,并且能够增强沉浸感以及避免晕动症5 B+ W6 R, g- l% w
 
# M( k( f+ _# I$ U" ?' y

    $ w, s( D: `1 E  m+ ^' B2 z) O
  • 游戏中基于摆臂的VR移动机制" R# Z$ u3 N, N! @$ e
 * A, c/ L& t9 f" p, o
VR游戏开发商Survios则在《Spint Vector》、《Westworld Awakening》两款游戏中探索了一种基于摆臂的VR移动机制' A: G4 T/ Y6 A' t
 众所周知,人类在利用双腿进行移动时会自然地通过摆臂保持平衡。Survios则利用人类这一习惯,想出了这一VR移动机制。在Survios推出的这两款游戏中,玩家可以通过原地摆臂的方式实现移动,摆臂的速度越快,跑动的速度越快。
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Westworld Awakening
9 ]/ |. g  J( Q0 D2 n
( X1 X, `$ V6 `& b. T: Z( N  \  B
 与其他VR移动机制相比,基于摆臂的VR移动机制不受空间限制,同时还能提供一定的沉浸感。
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    ) Q* Y8 {3 e9 f7 M; J
  • 《Raw Date》等游戏中采用的VR瞬间移动机制  ?7 d- f7 l# N6 R' p$ ]
 在《Raw Date》、《Paintball VR》等VR射击游戏中,它们都采用了瞬间移动的VR移动机制
# d# f- W( C, Y, V# k  n% n& h 这也是一种相对普遍的VR移动机制。只需要轻触控制器上的按键,使用者便能瞬间传送至数十米开外的位置,而不需要费力的行走。由于在虚拟世界中化身并没有真正地移动,所以使用者并不会感到感官上的错位,从而有效地避免了晕动症。这一移动机制也同样解决了空间的限制。: H$ i% @; D1 F9 p" f  h  j3 q0 a
 
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Raw Date/ y4 y+ _) y0 E3 g
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 但这一移动机制亦存在一些问题。首先,这一移动机制有着很强的违和感,这样的违和感会破坏VR体验带来的真实感。游戏《Raw Date》中虽然以未来科技的设定掩盖了这一违和感,但完全依赖瞬移的移动机制还是相当“出戏”。其次,瞬移还会使用户失去方向感,在虚拟空间中迷失方位。
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  • 借助载具的VR移动机制9 B- L* ^7 N9 D& }% t
 VR海战游戏《怒海远征》则采用了一种相对讨巧的VR移动机制:借助载具的移动机制
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* J% `) ~9 ^; T0 o0 m, I
《怒海远征》) ?) V, m) \! K: E9 a+ w, w* e! }

- Q* m  r# Y2 _  E 这一机制将体验者置于相对固定的载具中,例如汽车、飞碟或者海船,而移动则交予载具来进行。通过这种方式,大脑会产生使用者正处于某种载具的错觉,从而一定程度上避免眩晕。而且因为无须使用者在现实中进行移动,空间限制问题也得到了很好的解决。2 k; `# G( v6 V' S
 但这一方式亦存在局限,毕竟在现实世界中,人并不会一直坐在载具中。" w+ H( H# i0 Z9 u5 O0 u
 除了上述的案例之外,研究人员还曾想出过完全的VR辅助移动装置以及利用人类方向感的偏差实现大空间移动等多种VR移动机制。但这些要么成本过于高昂,要么还处于理念阶段。
; u" o$ J; u$ S) \! G) P7 V7 g 受限于感官错位和空间限制,
0 a; j; }, O# b在VR中“走大步”仍是难题4 Z( Y& e8 }; ^2 I0 l) \

# `5 T, C2 n% _8 q# L 如何在虚拟空间中实现自然的VR移动,一直是VR技术研究人员研究的方向。Lighthouse等早期的各种空间定位技术,和如今的Inside-Out空间定位技术都是为了在VR中实现更好的移动;3DoF追踪6DoF追踪的发展,也让VR移动更加自然。但即使是在技术相对成熟的今天,自然的VR移动仍是一个难题。# Z3 v! Q  h+ F8 p7 K
 
) j" h0 I' W4 l0 G* g  P
 首先,人的大脑有着天然的保护机制。人耳中的前庭是人类平衡感和运动感的重要组成部分,它能够通过内耳中绒毛的动作告知大脑有关身体位置的相关信息。当这一信息与人眼提供的视觉信息产生冲突时,大脑便会产生眩晕感来提醒身体周围环境的异常
  _. V& k8 \9 F0 q# ^0 q% ?0 z 因此,借助辅助方式的VR移动机制会带来晕动症VR逼真的视觉移动效果会让大脑误以为使用者处于真正的移动当中,但前庭系统却会告知大脑身体正处于非移动状态,感官的冲突便会产生眩晕。上文案例中提及的坐垫、借助载具等VR移动机制均属于这一类型,而这些机制也在围绕如何欺骗感官上进行了一些调整。* m( z+ R3 ?* A, A8 R" [& \4 A% K
 
8 l$ a# C$ U' q) W

* L9 S9 Q2 x3 P7 X9 W 当然,VR移动机制还有一种不欺骗感官的方式,便是在现实世界中实现与虚拟空间移动的同步,例如使用Oculus Rift或者HTC Vive时,使用者能够在一定的空间中自由地移动。但这就带来了另一个问题:空间限制。除了一些线下VR门店外,许多人进行VR体验的空间往往不大,其中可能还有家具的阻碍。因此,此类的VR移动机制往往会在空间上做文章,例如利用跑步机等外设实现原地移动,以及微软的压缩空间移动机制。" s! Z: M' g4 O. a7 H; I
 
0 Q; z9 E; J) F6 j) V
 但总体来看,针对感官错位以及空间限制的解放方案当前仍不够成熟。如何更好地实现自然的VR移动,仍然是当前VR技术发展面临的一问题。只有解决了这一问题后,VR技术及VR体验才能迎来一个阶段性的突破。
  @" h2 f: z$ p8 R" n2 \# s2 L 本文属VRPinea原创稿件,转载请洽:brand@vrpinea.com' t  d; c. q' H$ F$ N
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来源:http://mp.weixin.qq.com/s?src=11&timestamp=1570797005&ver=1906&signature=wBPGNn1TuxM0e2wLbCRtYDD1T6PrdXgu7UcK6P-g6Cb968B2iVILcIK*TgKLMCtZmDZIiZjKMmOvBBT96XDLXq9QDTvu19K-Oygu5*CA1wvSLW2i6zzc3vGmk38YVGBy&new=18 d8 L2 O+ k  t5 y/ A# O5 }3 i) r+ V
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