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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 , Q5 h2 y. e5 h' D% j* L6 o( h% [) f
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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，
- ~8 [) u; Y2 W1 s% k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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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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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。
0 R' @9 k$ @3 n* D& x" ]! | 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。- }5 F- g4 u2 H. Q5 m
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% O' k1 W) ?- C5 z: m2 r# j( B- 微软通过压缩空间实现VR自然移动机制9 W) z3 n" G3 I. b. L/ S4 K
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。
4 m% Z& G. |4 L) C! ?/ o 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）。3 l5 s9 h" @; r4 n: o
8 f/ y; R& _; K, V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0 a' Y; X6 m/ }
# N! [ C! Q% o& \/ F4 @! ~ 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。6 o; f8 W! X: q5 L O! w3 V
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。/ f5 a: e" |( C" V7 x* O9 n
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- 游戏中基于摆臂的VR移动机制9 @6 G, |1 a- L+ `. k- \
) Y7 h9 ^0 P; TVR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。
6 y8 c8 u6 m$ I2 i. z$ l 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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, z3 p5 h& A; k4 o2 c2 n《Westworld Awakening》
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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。5 Z5 Q3 D) F n, n! |: e% F0 Q5 p
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- 《Raw Date》等游戏中采用的VR瞬间移动机制* N- H7 J/ X$ `/ C7 `9 c+ }: x
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。, y. }0 P* O0 Y9 s9 j
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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《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。 I5 e z8 T! i0 M( J k# v# i
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. c. o, \& O4 m8 ^* a( G- 借助载具的VR移动机制5 C6 e: U8 H% P2 K
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。) _$ `/ e( z1 v4 h8 o5 t1 S* a
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《怒海远征》3 \* A9 k# w2 v9 f6 |. w! }% E0 Q
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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。& d; ], u. O/ f3 w2 T
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。
6 `% c( i; l- 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。
! y5 P/ v; g/ L, P& O+ {) o Y6 F 受限于感官错位和空间限制，4 U- N& a% R* Z7 U* {) ~8 Q. w; i+ Q
在VR中“走大步”仍是难题
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; E% C; m( U" W E2 m( e 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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! _( B5 |( z% g: X& X1 | 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。 ^" Y) B9 b- w; Z. Z% f. n* B
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。1 s/ q' ]. W! v
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$ Q2 T8 R* d6 |0 A* i: 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。
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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。
5 } A& G, f' J& Z }/ _/ X 本文属VRPinea原创稿件，转载请洽：brand@vrpinea.com
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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
