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7 I& V5 U' s) E. n0 I$ [在虚拟空间中实现自然移动，是VR沉浸感的关键。2 _* U+ T9 d- Y$ `, }" }# a6 P7 M! ~
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8 m; Q N' u- r正文共 2635 字 11 图；预计阅读时间 8 分钟
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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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坐垫、瞬移、摆臂等各种移动机制，
4 ^- X( M; A: P7 V6 ~( C) h$ g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
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: {' z. V9 a$ w6 I( d3 g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。
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) W& v& h. f& n5 y 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。/ T0 M; n! H9 h5 [/ U0 f$ J
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。( i+ E& u. B8 `8 \/ m/ X
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- 微软通过压缩空间实现VR自然移动机制+ s2 A% W! p) Y1 L, ^: C
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。
- N$ ~4 a1 w# _% }0 C2 T 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）。6 y% [4 g0 o% J1 p" w& |
/ c3 t; [0 U( ` ?9 k/ {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 r5 V# c3 Q+ M7 q9 k
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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。3 V& q9 t8 i3 Y* R/ H) y
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。: L# J6 C' e: J0 A I b6 k8 g
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- 游戏中基于摆臂的VR移动机制% e/ g/ f" s4 W" x# s
, o6 {; ~ Z5 A6 ~4 h. M( d1 b# eVR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。
! J5 Q; c' {4 [9 Y 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》& S# s/ F. W; g% F, Q6 I3 P$ \
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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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0 q8 m0 f4 y2 _5 o- 《Raw Date》等游戏中采用的VR瞬间移动机制. k+ l& n8 R" h7 ?# s5 M
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。
3 V- f; V' Q& P" x* ` 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。5 H" K+ g# Q0 w0 n/ y
+ K% j5 U! ^( G: R6 d《Raw Date》
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8 a- }! V; N' p$ 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. G# V2 `3 K( m Q0 d
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。) z1 ]" L7 [+ T" K0 L
/ d1 z, J: G9 z. P, M4 Y) `1 Y' @《怒海远征》 J2 K$ ~+ t: l
8 [! G4 u/ j" T, g 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。
5 M3 }& ?8 m& S3 q) Z& h 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。
! D! w( P+ ?+ d 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。
( M- j7 v- S) I1 G3 h- N6 k8 g$ f5 S: S 受限于感官错位和空间限制，
3 d: \/ b1 O0 \: H在VR中“走大步”仍是难题; e( V6 y; `/ T# t: A; X1 H$ |, Q
; v0 g$ O0 ]% h: b% k `' `" f0 s! U 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。* m; w; ]6 h' j! x5 a( Q" i
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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。
+ b ~# Y5 g, `" {8 r$ A 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。8 f, Q% }- R" ?2 M: \* i8 F9 a
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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。$ F" V. v. \5 y" q$ C# `$ R
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来源：http://mp.weixin.qq.com/s?src=11×tamp=1570797005&ver=1906&signature=wBPGNn1TuxM0e2wLbCRtYDD1T6PrdXgu7UcK6P-g6Cb968B2iVILcIK*TgKLMCtZmDZIiZjKMmOvBBT96XDLXq9QDTvu19K-Oygu5*CA1wvSLW2i6zzc3vGmk38YVGBy&new=11 o. j. B- A; L l/ c9 s+ z) V! f3 {
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发表于 2019-10-11 21:11:16
