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在虚拟空间中实现自然移动，是VR沉浸感的关键。6 U/ o+ ~3 E& ?+ y, f
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8 ?. B0 s, P6 }, o* c1 M正文共 2635 字 11 图；预计阅读时间 8 分钟
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" n- f8 ]0 d. @ H3 T9 V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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坐垫、瞬移、摆臂等各种移动机制，
& w. P- L, z1 N+ U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" d" L& n+ ?2 @5 \+ h: k* K
- H' S- r# `" }$ Q. ^ |$ m/ i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。6 Q- e# f! s1 I7 e" V7 _# Q: |6 r
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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 Rift、Oculus Quest、HTC Vive、小派等VR头显。
. {3 m, F4 b9 e! `! ~9 t 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。
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! r2 I- v9 M, W6 ~8 d, s# M6 Y" f5 @- 微软通过压缩空间实现VR自然移动机制& w- l+ z2 b! J/ h2 a3 A7 `
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。9 }- `; ?* J8 s- h* X; M6 M) a
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）。
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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
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! C6 w" C/ \+ X* v 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。& r1 ^4 G7 X+ h) r# U
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。* o7 q. s+ Z A$ W' J! K
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- 游戏中基于摆臂的VR移动机制
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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。
- c3 e) A8 }& G# i/ i 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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& G/ }* D( a$ D3 c, o7 r. V* r1 L《Westworld Awakening》- N* w" T! S& S. d! b
; _8 _5 r, }' h 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。* e8 `" w, e/ g, \
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- 《Raw Date》等游戏中采用的VR瞬间移动机制8 u& C7 j; [& h7 D& 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。
* O6 a# N! B% d3 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。
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- {! v4 A; D* b/ w《Raw Date》& z* Q, v1 w# |$ B# a$ M ?
: s9 H7 n9 ~/ b/ [9 C 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) U/ X% N. d6 K5 F) h
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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3 A7 w* |# Q/ K3 e, w& g: L《怒海远征》
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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。( B" k9 s, k' K
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。9 `/ O( z8 L+ s2 B
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。( q9 t3 b$ _$ K! ?9 I; U
受限于感官错位和空间限制，" h. X# m V/ A1 a
在VR中“走大步”仍是难题0 r. \, @9 w d3 ?/ d5 c
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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。
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9 E# B1 _- M6 n; A7 f9 ~ 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。* s* H( c7 H8 H0 W- p4 E
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。7 z% M% G$ Q6 c5 J- H# y1 ]
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6 E/ h- u; _. @3 Q. T+ }8 @" X 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。9 F1 y/ ~/ J" a3 T; e8 i
M4 f0 }) J& u( K, [, S 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。
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发表于 2019-10-11 21:11:16
