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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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$ B6 B8 j/ R* L3 L正文共 2635 字 11 图；预计阅读时间 8 分钟 # w9 C7 \0 K ^ H9 g" V
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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。- u5 |$ m, C; n" m% n5 g( ?
' Q; Z/ Y; P, j$ A& n坐垫、瞬移、摆臂等各种移动机制，% {* B% {2 V: i
只为在VR中“走一步”% L4 e3 q; L& J; K* P) Q, h
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( J4 z5 T2 c5 g$ B7 D- VRGO推VR游戏坐垫VRGO Mini，臀部控制移动5 s& c# F9 I3 w9 N( f% J4 |
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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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8 D, I0 V3 p) w& U8 f2 z 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。
2 N6 ?; b v: s+ g% `* p) w 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 y9 ?1 f# \" ?6 ?
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& ]# n; l' U ~. ?3 {- 微软通过压缩空间实现VR自然移动机制
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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。* K, \3 d7 U, ?, b! g1 p
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）。, E0 M% B' a- i. s
7 D9 C3 R- E; F+ \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2 r0 e% S$ E) D* D
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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。
: X5 @$ z. }& |7 y4 }0 ~+ P 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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9 D) p L3 L" E3 b- 游戏中基于摆臂的VR移动机制
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" ?# f3 |* 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。) S% S( t1 z& x: k8 i$ J" C$ [, F- 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。 d9 P! ~8 H$ }7 i' |# b! U
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《Westworld Awakening》$ F5 Z" X( P" M4 r6 J6 \- I& R
9 z! G7 n% l# n4 _" N% D 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。/ z% ]) B1 X6 y1 @/ j! |
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- 《Raw Date》等游戏中采用的VR瞬间移动机制, e5 ]4 ~: S0 M9 _3 ^0 _
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! \ g2 F/ Q2 _6 Z, y" L4 K& p 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》. ~7 g9 H& R- O2 W4 D1 H' j" n8 f# N
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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
8 e: U% Z& t2 G( L3 b 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。& ~2 I+ \( t7 \5 P3 Y) n0 t* p1 | ?
9 J3 q! v9 D0 b3 L' S《怒海远征》
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2 u U7 z9 f! y4 { W& d 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。/ G0 L- K6 f- @5 S. G. P; U! x8 M. _
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。0 N! C) n* b, @$ w% z& c# ^
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。
6 g) I( k9 `4 F 受限于感官错位和空间限制，
6 p: `* X, F9 F% Z( @8 g; e在VR中“走大步”仍是难题* o% }. n" ?3 E) v
5 C/ v6 q* |' Y8 x# t$ O 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。1 S$ l7 g% s. a1 b+ O
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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。' t/ B% k# ^- @ f, {- s6 d/ F( O
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 V. E; Z# M! n3 M
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% o; l4 K; f# a' \# z1 |' V- ]7 l1 e 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。! m5 [# ~5 y5 ^) w+ q1 V
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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。
3 |* {) M7 M) E/ C6 ?" G 本文属VRPinea原创稿件，转载请洽：brand@vrpinea.com
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发表于 2019-10-11 21:11:16
