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浸入式VR体验的硬件拓展

卡卡 发表于 2016-08-16 09:56:10
当下最火的VR硬件当属Oculus Rift, HTC Vive等一众VR眼镜,但人们在为VR带来的可能性兴奋不已的时候,也很快意识到了仅仅依赖头部设备和视觉,是一种不完整的体验。

在VR出现之前,我们体验一个虚拟环境和体验一个现实环境的方式完全不同。在现实环境中,我们可以到处走动, 可以动用包括视觉、听觉、触觉、嗅觉等不同感官去认识这个环境和环境中的物体;在虚拟世界,比如一款游戏中,我们仍然可以”自由走动“,但这种“自由走动”在现实中的交互层面并不涉及身体的运动,而是通过鼠标、游戏控制杆等设备完成的。在游戏中抓取一个物体,和用鼠标点击来进行这个操作,这两者之间是一种后天学习建立的联系。同时,视觉中的空间感也是通过2D图像模拟3D感觉产生的,因为我们是从一个完全二维的电脑屏幕上获取的视觉信息和游戏空间感。

VR的出现使得嫁接上述两种体验成为可能。由于”虚拟“世界成为了新的”现实“,被裹挟在其中的用户就自然而然地期待能将现实中的交互方式移植到虚拟环境中。仅仅依赖于视觉和头部设备的VR,其实是旧有的虚拟世界交互方式的一种延伸,本质上仍然是人与“屏幕”分离的状态,并不能发挥VR创造“浸入式”体验的潜力。要破除这种模式,就要将注意力从头部设备上延伸到其它身体部位,创造多触点多终端的全身性体验。

创造”浸入式“体验有两个主要难点,第一是交互方式的自然直观性 (即脱离一个特殊控制器的概念,而侧重利用现实生活中的运动、感官方式进行交互),第二是反馈的真实性 (即用户应该能从体感上对于虚拟世界中的环境和物体有拟真的感知)。VR身体硬件和环境硬件的产生,总的来说就是在解决这两个问题。下面我们粗略分类来探讨一些这些VR硬件的不同应用。


增加反馈效果:空气、温度和震动

这一类应用是增强体验真实感的讨巧做法。在VR之前,这类手段就被广泛用于过山车、鬼屋,还有所谓的“4D” 影院中。同样的手法运用到VR中,能迅速制造虚拟环境的真实感。比如短促喷出的压缩空气,能够模拟手枪射击的冲击感,更长时间高强度的压缩空气,则能够模拟爆炸。如果加上加热效果,就更真实了。Whirlwind VR公司出品的Vortx就是这样一款产品,通过附加空气和温度效果,使虚拟游戏中的枪战、火焰、生物等效果更真实。





类似的,通过添加触觉传感器,我们就能为VR增加更多的体感。比如下图所示的触觉传感器 (tactile transducer),如果安装在沙发或者椅子上(坐姿),或者站立平台上(站姿),这个触觉传感器就能产生低频振动,使得虚拟世界中的动作颠簸更加真实。




特殊体感硬件

随着VR成人内容的兴起,相关的体感硬件和附加终端也越来越多。这也自然,因为我们在观看成人内容的时候,手一般也不闲着。之前脑波报道过日本的第一届成人VR博览会,其中几个硬件产品我们不妨来回顾一下。

比如这款,VR +充气娃娃。



又比如这个全身衣,其中嵌入了触觉传感器,可以模拟被人摸的感觉。同时还配有一个撸管装置和用来摸的硅胶胸。




全身装置

全身VR装置能够提供更佳的浸入式体验。比如最简单的这种用跳伞装备将人吊起的装置。VR眼镜中显示的是俯瞰大地的视角,当身体被吊起时,感觉就好像真的在跳伞一般。在即将落地时,身上佩戴的装置还会调整人体姿势从水平变成竖直,直到双脚能够着地。



更fancy一点的比如Birdly飞行模拟机,可以模拟鸟类飞行的体验。用户躺在这个全身飞行装置中,通过两臂的上下移动和左右扭动控制飞行,而VR眼镜中显示的则是旧金山的街景。用户头部前方安置了一个风扇,能够模拟飞行时风的阻力。





PrioVR则将身体控制又提升到了一个新的层次。通过在全身关键部位佩戴设备来进行动作捕捉,PrioVR可以将用户的动作准确地复制到虚拟世界中的人物上,用户在现实中的身体动作直接成为虚拟世界中的交互方式。



PrioVR全身动作捕捉

还有一家叫AxonVR的公司,也在进行全身设备的研究。而他们则更有野心,不仅想要完整地捕捉身体动作,还想要通过这种全身设备来提供真实的感官反馈。比如,拿起一件东西应该是什么样的触感,这种触感应该如何通过温度、压力、表面纹理等方式模拟出来。虽然他们提供了很高大上的渲染图,但这个项目其实还在开发当中。

AxonVR 渲染图 vs. 真实图


环境装置

最后一种VR硬件装置是诸如Omni, Infinadeck和Virtusphere的环境类硬件,可以使用户有限制地移动,即使全身都运动起来也不用担心在现实世界中撞到障碍物。Omni 和 Infinadeck的原理类似于跑步机,而Virtusphere则类似于养仓鼠用的轮子,通过球体旋转使其中运动中的人保持位置不变。

Omni

Infinadeck

Virtusphere


“真实”也许不是最终追求

新型VR硬件的产生也带来了更多设计上的挑战。比如全身装置,虽然能够给用户更多身体动作上的控制和交互,但硬件本身的体量也给用户带来了新的不适感。当然随着技术的进步,硬件的体量必然会逐渐减小,这种好似身上带了一副盔甲的约束感也会减弱。

另一个更基本的问题则是,是否追求一种类似现实世界中的交互“真实性”就是最重要的呢?如果我们将VR体验做的跟真实世界无异,那么VR的世界还有吸引力吗?如果把虚拟世界看作是一个独特的媒介,那么针对这个独特的媒介,我们是否能够发明一种不同于传统游戏交互也不同于现实世界交互的一种新型的交互方式呢?

South Park (南方公园) 就来了这么一个搞笑的创意,有点讽刺VR体验过分“求真”的意味。这款被称为Nosulus Rift (名字山寨Oculus Rift)的屁味模拟装置,可以让你在游戏中闻到非常真实的屁味。在它的宣传片里,各种工程师、气味师等等齐聚一堂探讨这个革命性的发明,还被某用户称为是 “best immersive experience ever” (史上最佳的浸入式体验)。虽然只是玩票,但是其可信度还是可圈可点。

我的反应是:“我勒个去,这是真的屁么?”

屁到底闻起来什么样?我们对这个问题很认真,我们雇了最好的鼻子来研究这个问题。

我闻了一千多个屁,最终合成了这一个气味。

“史上最佳的浸入式体验”

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