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第n个VR元年:绿洲离我们还有多远?

来源 游资网 阅读 161

引用: 现在看来,VR技术是未来发展的一个方向,但我们能想象到的最高级的VR也不过是根据现实技术水平进行升级,人类想象力的极限就是如此。

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对现在的我们而言,“VR”既不过时也不新鲜。


几年前,在一些媒介和舆论的操作之下,VR技术几乎以一种“人类文明指路灯”的姿态降临科技界。那一段时间里国内出现了无数VR创业者,或是投身VR的企业。当然,无论国内外,大部分所谓的VR企业能做的不过是“在盒子里塞镜片”罢了。


一方面,民众在舆论引导下对VR技术抱有不切实际的期待,另一方面,也由于VR技术还处于起步阶段,最初的一些产品在质量上确实不尽如人意,这让整个VR行业如同被推上了最高点的过山车一样迅速坠落。在短短的几年里,这股热潮在普通大众中间以一种远比兴起要快的速度消退了。


有意思的是,再次把一度陷入沉寂的VR技术推上风口浪尖的是电影《头号玩家》,它在一定程度上唤醒了人们对VR的记忆。在经过了一段时间的蛰伏之后,国内以及世界VR产业究竟发展到了一个什么样的水准?我们,离梦中绿洲,还有多远?


要解答这些问题,我们还是得找到真正的VR行业从业者,为此我们拜访了两家国内的VR公司——ManaVR(神秘谷数字科技)与诺亦腾。


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揭开眼罩,看到现实


3D眩晕


回到电影《头号玩家》的开头,男主向观众们介绍“绿洲”在世界范围内有多么火热,这里大量穿插了一些普通玩家打游戏的场景。他们或是戴着手套,或是穿着全身感应服,在现实空间里手舞足蹈。他们所做的一切行动,都会被忠实地还原到游戏中去,这会让他们看上去像个疯子……


当然我们都知道,比起键盘、手柄操作,现在VR游戏玩家能做的动作其实并不多。举例来说,在一款VR FPS游戏里你能做的恐怕只有换弹、射击、开镜以及蹲进掩体里,至于什么战术规避、单手换弹甚至是光荣弹殉爆,想都不要想。之所以会造成这种情况,是由于玩家现在的VR游戏还缺乏精确而有效的动作输入方式。


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VR射击游戏大体上都采用站桩设计


我的绿洲寻访之旅第一站是ManaVR,这是一家位于北京尚8里文创园的科技企业。走进ManaVR公司,转角处摆放着一个模特人偶,人偶身上穿着一套类似外骨骼装甲的装备,头上还戴着圣诞老人的红帽子,ManaVR的员工告诉我,这是他们庆祝圣诞节后忘记摘下来了。


虽然这套摆设有些“过时”,但在一家科技企业里有更多让我开眼界的东西。吸引我注意力的是公司内部一片几平米大小的白色地板——ManaVR的内部空间有些拥挤,四处都能见到随意摆放的杂物,但唯独这一片区域里空空如也。


负责接待我的是ManaVR的品牌总监戴先生,简单说明来意后,我好奇地向问他这片方形区域的用途是什么,他告诉我,这是一块“感知地板”。


在现实生活中,VR设备之所以没有普及,除了成本以及内容限制之外,另一个重要的原因就是通用性。3D眩晕是摆在许多玩家与电子游戏之间的一道门槛,很多人因为这一症状而无缘尝试许多3D大作。按照百科上的说法,这一症状的诱因是:


因机体对空间定位障碍而产生的一种运动性或位置性错觉。


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图文无关,我只是想让你们感受下眩晕


简单来说就是,3D画面通过你的眼睛“欺骗”你的大脑,让你感觉正在高速移动。而你的身体,无论是四肢还是内耳前庭器(相当于人体内的陀螺仪),都告诉你的大脑,你正舒适地瘫在沙发上。两个器官提供的信息相反,这就造成了眩晕。普通的3D画面由于平面视角加之拟真程度有限,眩晕的情况并不多。但VR由于拟真程度较高,眼睛对大脑的骗术升级了,更多人的大脑会被VR欺骗,这也就造成了更多人在玩VR时会出现眩晕感。


在电影以及大部分人未来的设想中,万向跑步机是解决这一问题的途径,ManaVR的感知地板,则是解决问题的另一个途径。


地板的工作原理是这样的:在地板下分布着多个感知模块,走在上面的人每一次位移都会量化为信号传到处理器中,之后VR显示器上的画面会根据你的移动数据做出改变和修正,以减缓和消除眩晕感。虽然通过一些穿戴式感应装备也能达成这一效果,但感应地板的一大优势在于:泛用性广。


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ManaVR的感知地板


就现阶段而言,一架还算得上是堪用的头戴VR设备,价格起码要在1500元人民币以上。如果是单人使用的话,每个人都必须拥有一个足够空旷且大的空间。穿戴式感应服装虽然在精确度上有保障,但是价格较高,而且使用上不便,短期内几乎不可能商业化。这时候,感应地板的优势就体现出来了。


戴先生告诉我,公司那一套100平米左右大小的地板,在具体成本上虽然不能透露,但是花费是小于穿戴式感应设备的。也就是说,如果将它用于游乐设施,让人“体验绿洲”而不是“游玩绿洲”,那么成功的几率还是相当大的。


精确操控


市面上的VR设备,大多会附赠一个相貌奇特的控制器。你可以通过这个控制器,完成你在游戏中除了视角移动外的大部分操作——前进、后退、攻击、防御,但想要像电影里的男主角那样,做出倒挂金钩、裆部攻击这样精妙的攻击动作(看过电影的人都知道我在说啥),光靠一个控制器是完全不够的。


如何在VR游戏里实现如电影中的“绿洲”那样精妙而准确的操作,就是探寻绿洲之旅要遇到的第二个难题:精确操控。


靠着动作捕捉技术,在虚拟世界里精准还原现实动作其实已经不是难题。在许多电影以及游戏的CG制作中,负责动作捕捉的演员穿着奇怪的紧身服,按照导演的要求进行表演,这已经是司空见惯的事,当然这和VR的关系不大。


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就是这种


“那个是光学传感设备,我们这边的是惯性传感。”


在聊到动作捕捉技术时,我提到了经常在影视拍摄中出现的“奇怪紧身衣”,戴先生告诉我,那是比较经常被应用在影视领域的光学传感设备,ManaVR这边也有类似的设备,它们采用的是惯性传感技术。


“光学传感的一个问题是,它虽然在准确度上很高,但它不能接触自然光,而且一旦光学显示器被遮蔽,那么就无法进行传感。”


办公室里的两名员工演示了他们的惯性传感设备。ManaVR的惯性传感设备在外观上类似于背心,外表固定着若干个惯性传感器,这些传感器将会记录反馈穿戴者四肢的动作,并让它们在虚拟世界中还原出来。


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ManaVR的员工正在向我演示穿戴式VR设备


照这样看来,惯性处理器似乎是现阶段想要还原绿洲世界最好的设备,但是由于其精确性的限制,目前还只能在虚拟世界里重现一些比较幅度较大的动作,要想像电影里那样一颦一笑都和现实中相同,甚至还能对机械进行精密维修,可能还需要光学传感设备。


真实位移


诺亦腾是我绿洲寻访之旅的第二站,这家位于北京市西城区的科技公司成立于2012年,以惯性动作捕捉技术起家,2016年正式进军虚拟现实领域。他们的办公区域和VR体验区是分隔开的,我首先来到他们位于同一园区内用于对外展示的体验馆,这里同时也是负责内部研发的实验室。


体验馆和实验室位于一栋大楼的一楼,入口处摆放着几个沙发,看上去是为频繁到访的访客准备的。再往前,则是一个巨大的、类似影楼拍摄场地的半开放空间。空间四周的墙壁都是灰色的,房间角落里摆放着音响与坐垫,坐垫上是几个VR控制器,从外貌上看,它们比市面上的大多数VR控制器都要怪异许多。


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大致就是这样


天花板的几个角落里挂着散发蓝光的摄像头,檀煜鑫告诉我,这些是用来捕捉Maker点运动轨迹用的。


檀煜鑫是诺亦腾的品牌运营经理,他负责招待我。进到体验馆后没多久,他拿来了一套VR设备,在问了我眼睛的近视度数后,把调整好的VR眼镜交给了我。


我手里的是一套Oculus的CV1头显,在视觉方面,这套设备用起来和我之前用过的大多数VR头显相差无几,同样青涩的内容演示与较为粗糙的画面,唯一的区别就是更加精确的操纵反馈和定位。


比起家用设备更加精确的操作感,源于这一控制器同时使用的惯性传感与光学Maker两种技术。它可以通过混合系统进行空间追踪定位,因此精准程度会比一般的VR控制器高上许多。


简单来说,这一技术的优势在于,惯性动捕能有效控制成本,让VR设备的移动范围大上不少;光学Maker点能让位置传感更加精确,让显示器能够反映控制器的每一个微小移动。


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整个体验流程是以《爱丽丝梦游仙境》为灵感来源的,这也是他们的项目名称


我问檀煜鑫,为什么他们要在追踪定位系统(即控制器)上花这么多心思,为什么不去做很多人想象中的VR技术终极解决方案——万向跑步机呢?檀煜鑫说,他在国外展会上亲身体验过万向机,他个人其实并不看好万向机的发展。


“用起来就像在走太空步。”这是他对万向机的感受。


檀煜鑫说,现在市面上的万向机,原理其实就是在一个碗型的空间里靠低阻力材料做成跑道或是鞋底,让你不停地在跑步机上“打哧溜滑”。更极端一些的,直接在鞋底安上几对轮子,靠传感原件来推算运动速度。这种设计原理的万向跑步机,必须要有一套完整的固定设备,保证使用者不会在不停的“打哧溜滑”过程中摔倒,这进一步提高了成本。


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只是看上去很美


所以,在万向跑步机技术获得革命性发展之前,诺亦腾现在着重发展的大空间VR技术,也不失为一条有可能的科技树。


电梯效应


总体来说,现在的VR技术想要达到电影中绿洲的级别,一共要面对4个难题。


  • 画面高清化
  • 成本降低化
  • 反馈真实化
  • 操作精准化


那么让我们来试着一一解决这些问题。


首先,从画面上来说,就像我之前提到的那样,VR眼睛需要渲染一个完整的、360°全包围的世界,计算量要远高于一般游戏,所以只能用稍次一些的画面来保证帧率稳定,因为VR画面若是帧率不稳,也会造成十分严重的3D眩晕症状。


关于这一点,现在的解决方案就是单纯地堆科技。计算机芯片的进步空间还很大,虽然电影中的绿洲现在的超级计算机也渲染不出,但二三十年之后未必不行。随着芯片计算能力的进步,我们不仅能在VR设备中享受到绿洲一样高度拟真的画面,成本也会随着高性能芯片的普及逐渐降低。


在操作的反馈方面,其实现在的技术已经能够还原出非常精细的人物动作了。动作捕捉技术说起来很简单,它有点像3D动画中的动作骨骼,只不过VR技术中的骨骼是由一个个传感点构成的。传统的3D动画一般是先做好动作骨骼,再将一层外皮渲染到骨架上。VR技术则是预先做好外层贴图,让贴图模型跟着动作骨架运动。当然,这样一来,有一个问题就是——容易穿模。


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当然,也有人认为穿模才是萌点


即便有了动作捕捉技术,因为没有与虚拟世界中的物体的真实物理碰撞,虚拟世界中的人物穿模是常有的事。想要解决穿模问题,一个比较可行的途径是用外骨骼来捕捉用户动作,并使用固体骨架来将虚拟世界中各类信息反馈到现实世界中。通过外骨架系统来输入人体动作,它会给予一定的物理反馈,告诉你:“嗨,这儿有堵墙,你被挡着了。”


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作为参考的是洛克希德·马丁公司为美国海豹突击队开发的外骨架系统


另外一些比较比较精准的反馈,则可以通过微型震动原件模拟。虽然说要想做到完全模拟五感基本上只能靠脑后插管实现,但大体上还原游戏的难度并不大。


最后一个难题是精准操作,这其实是目前最好解决的一点。四肢动作的还原以现在的科技水平就能做到,手指的精细操作可以靠惯性原件的小型化完成,即便是最为复杂的面部肌肉控制,也能靠光学传感的进步解决。


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诺亦腾的动作捕捉手套


你可以看到,其实斯皮尔伯格的绿洲基本上都是在现有VR技术的蓝本上描绘而成的,只不过在个别技术参数上要高一些。如果不计较技术成本的话,我们其实在短期内就可以实现这些效果,不过那样做出来的绿洲恐怕难以推广给所有人。而另外的一些诸如失重感、时间暂停这些玄学范围的科技,其实就像“电梯效应”一样,可以靠当前人类想象力之外的方式去提出和解决。


著名的科幻作家阿西莫夫首先在他的著作里提出了电梯效应的概念:假设100多年前的某位科幻作家偶然得知在未来会有摩天大厦的存在,他会自然而然地根据当时世界的科技水平想象这栋大楼里的生活:人类为了避免爬楼之苦会把每一栋高楼发展成一个完成的生态系统,就像一个独立的小社会。但这一切在电梯出现后变得滑稽可笑。


现在看来,VR技术是未来发展的一个方向,但我们能想象到的最高级的VR也不过是根据现实技术水平进行升级,人类想象力的极限就是如此。



via:触乐

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虚拟