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5 j M3 _: N0 |" z" M, t在虚拟空间中实现自然移动,是VR沉浸感的关键。
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正文共 2635 字 11 图;预计阅读时间 8 分钟 . @9 I% z! A, Y- N0 U8 M
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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。
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# n5 o" u( h; \- h/ E6 y! g) t坐垫、瞬移、摆臂等各种移动机制,
* }) j5 m9 @' f; h4 _7 r$ q只为在VR中“走一步”) ~' m! O- C% B# [, X/ H
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5 ~: @; J i# c) @4 p! T: G- VRGO推VR游戏坐垫VRGO Mini,臀部控制移动
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0 k o0 e# e' l% ]' N: D& J: s# V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 Mini。/ s h7 M- O( Y3 E
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" K1 ]( {: |/ P+ K% q. {9 m1 v( U7 I 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 Rift、Oculus Quest、HTC Vive、小派等VR头显。
) p# t% r6 y5 ^3 L( R 与其他移动方式相比,VRGO Mini为VR体验提供了一种既能欺骗感官,又相对舒适的方式。" W4 n) M. G6 T4 i3 |( W' @
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- 微软通过压缩空间实现VR自然移动机制* l# E# Y9 F5 z. ~
在一项最新的研究中,微软研究员Mar Gonzalez-Franco、Eyal 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。; U9 G0 [7 }& x2 D
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)。" p# a3 E+ f: i8 {
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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+ N8 d+ z1 x/ Y. O8 u
" k% j# J, S! ~1 L# L 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。
* ?" N0 z0 a) n+ o. F 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。
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- 游戏中基于摆臂的VR移动机制+ R, q L( B1 ]( M. ~
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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。
7 h3 V2 n; W u/ A 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。3 g2 a/ A2 P: @* L* n. t/ ?0 a
/ [' G4 R# T6 q: n' ?* K7 ~( i《Westworld Awakening》
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) F6 j9 M& a! N% b' \$ 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。5 U D8 f& E% Y/ E0 m$ c* i
) I: U5 t K) u) `4 @0 |" C( D9 M1 w& Q4 J
- 《Raw Date》等游戏中采用的VR瞬间移动机制3 C1 ~- F* \% P( |7 g
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。
# E/ p* f7 F/ Y+ d7 l 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。: |7 { \ l$ A# K x: I' e7 |$ L/ t
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《Raw Date》9 x* V, G# T+ B. G/ f% T8 [
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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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" W! E. D$ n/ z$ Z6 @2 U; C- i6 c6 v- i: l- 借助载具的VR移动机制( Z* ^; T, {4 v) @+ M% y5 J
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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$ b n2 f! e. c5 U* e- i《怒海远征》7 g. f; H6 T6 k, }
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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。
! U% R6 K* G! | 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。
- m4 j' h1 F5 p 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。1 N5 Z2 v3 q6 | o1 v3 k
受限于感官错位和空间限制,$ k; x+ U0 e3 `+ |, I; E
在VR中“走大步”仍是难题7 D ?# W' @( I/ H/ \ g& ?. X
* |$ K; @ o* e4 N' h) R$ l$ ^: G& ^ 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追踪到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。$ w- Q+ T5 w) O0 }( Q
1 F) l, {9 |7 Y4 `5 F3 T% Q* ^( j 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。9 z- m. Y. N- G0 D9 d+ C: v
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。
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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。
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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技术发展面临的一大问题。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。4 J' Y% q# }/ r
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