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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
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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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1 K3 o4 j4 i4 H2 ]$ N6 l坐垫、瞬移、摆臂等各种移动机制，
& r9 i. a, y) L* F* P* t只为在VR中“走一步”
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: w5 X3 b: d& P" N. U- VRGO推VR游戏坐垫VRGO Mini，臀部控制移动
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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。$ [) N( D7 O" D) d; F( i
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9 t% C; q; P9 A7 R6 n 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。( n' X. C/ Q8 F# d) P; s
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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- 微软通过压缩空间实现VR自然移动机制. X) _9 z- O+ \# \9 t3 M& z Q
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。1 }0 x9 c+ p; ?9 S1 h* Y
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）。, G* Z' t1 B* o, V4 V* @+ F
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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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: Y+ J5 V/ | j 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。* Z$ l! Z6 e0 d
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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) ^, D; I. X+ }/ v- 游戏中基于摆臂的VR移动机制3 r4 U' \6 l4 R/ 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。( T" P' b+ h% x! q9 S! t! L/ D
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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8 N2 V' ?# i1 {1 g! A9 J& Y5 G《Westworld Awakening》7 g Q3 p" j7 G; d
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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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- 《Raw Date》等游戏中采用的VR瞬间移动机制
4 G4 O3 h5 y* x# F1 w 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。% `& `" Q k) {/ @8 ^6 E! p6 y$ S
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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2 {" I/ n0 u6 d5 G6 G) l5 b《Raw Date》
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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
+ B8 H7 L" u& b: P$ A0 ^, G5 N 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。# k, X3 E# y* |
' @ d3 {* k+ F- X《怒海远征》+ K9 a5 e$ v3 n
2 v9 e+ p8 n3 \- k8 s P 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。- y, U( W% _$ G2 r& h& 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。
, j: \, M2 v p3 a- w 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。+ W1 S. F; T0 e) S' W/ S
受限于感官错位和空间限制，( _/ u4 P; ?: p1 w
在VR中“走大步”仍是难题
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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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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。
! u- j1 {6 D( X, u, C/ o* b' s: k 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。# J; @4 R4 h8 c
$ T: |6 W' b' R( \ 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。$ b5 t- b7 C/ t D- L! \
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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=1
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发表于 2019-10-11 21:11:16
