第n個VR元年:綠洲離我們還有多遠?

對現在的我們而言,“VR”既不過時也不新鮮。

幾年前,在一些媒介和輿論的操作之下,VR技術幾乎以一種“人類文明指路燈”的姿態降臨科技界。那一段時間裡國內出現了無數VR創業者,或是投身VR的企業。當然,無論國內外,大部分所謂的VR企業能做的不過是“在盒子裡塞鏡片”罷了。

一方面,民眾在輿論引導下對VR技術抱有不切實際的期待,另一方面,也由於VR技術還處於起步階段,最初的一些產品在質量上確實不盡如人意,這讓整個VR行業如同被推上了最高點的過山車一樣迅速墜落。在短短的幾年裡,這股熱潮在普通大眾中間以一種遠比興起要快的速度消退了。

第n个VR元年:绿洲离我们还有多远?

國內某品牌手機VR外設

有意思的是,再次把一度陷入沉寂的VR技術推上風口浪尖的是電影《頭號玩家》,它在一定程度上喚醒了人們對VR的記憶。在經過了一段時間的蟄伏之後,國內以及世界VR產業究竟發展到了一個什麼樣的水準?我們,離夢中綠洲,還有多遠?

要解答這些問題,我們還是得找到真正的VR行業從業者,為此我們拜訪了兩家國內的VR公司——ManaVR(神秘谷數字科技)與諾亦騰。

第n个VR元年:绿洲离我们还有多远?

揭開眼罩,看到現實

3D眩暈

回到電影《頭號玩家》的開頭,男主向觀眾們介紹“綠洲”在世界範圍內有多麼火熱,這裡大量穿插了一些普通玩家打遊戲的場景。他們或是戴著手套,或是穿著全身感應服,在現實空間裡手舞足蹈。他們所做的一切行動,都會被忠實地還原到遊戲中去,這會讓他們看上去像個瘋子……

當然我們都知道,比起鍵盤、手柄操作,現在VR遊戲玩家能做的動作其實並不多。舉例來說,在一款VR FPS遊戲裡你能做的恐怕只有換彈、射擊、開鏡以及蹲進掩體裡,至於什麼戰術規避、單手換彈甚至是光榮彈殉爆,想都不要想。之所以會造成這種情況,是由於玩家現在的VR遊戲還缺乏精確而有效的動作輸入方式。

第n个VR元年:绿洲离我们还有多远?

VR射擊遊戲大體上都採用站樁設計

我的綠洲尋訪之旅第一站是ManaVR,這是一家位於北京尚8裡文創園的科技企業。走進ManaVR公司,轉角處擺放著一個模特人偶,人偶身上穿著一套類似外骨骼裝甲的裝備,頭上還戴著聖誕老人的紅帽子,ManaVR的員工告訴我,這是他們慶祝聖誕節後忘記摘下來了。

雖然這套擺設有些“過時”,但在一家科技企業裡有更多讓我開眼界的東西。吸引我注意力的是公司內部一片幾平米大小的白色地板——ManaVR的內部空間有些擁擠,四處都能見到隨意擺放的雜物,但唯獨這一片區域裡空空如也。

負責接待我的是ManaVR的品牌總監戴先生,簡單說明來意後,我好奇地向問他這片方形區域的用途是什麼,他告訴我,這是一塊“感知地板”。

在現實生活中,VR設備之所以沒有普及,除了成本以及內容限制之外,另一個重要的原因就是通用性。3D眩暈是擺在許多玩家與電子遊戲之間的一道門檻,很多人因為這一症狀而無緣嘗試許多3D大作。按照百科上的說法,這一症狀的誘因是:

因機體對空間定位障礙而產生的一種運動性或位置性錯覺。

第n个VR元年:绿洲离我们还有多远?

圖文無關,我只是想讓你們感受下眩暈

簡單來說就是,3D畫面通過你的眼睛“欺騙”你的大腦,讓你感覺正在高速移動。而你的身體,無論是四肢還是內耳前庭器(相當於人體內的陀螺儀),都告訴你的大腦,你正舒適地癱在沙發上。兩個器官提供的信息相反,這就造成了眩暈。普通的3D畫面由於平面視角加之擬真程度有限,眩暈的情況並不多。但VR由於擬真程度較高,眼睛對大腦的騙術升級了,更多人的大腦會被VR欺騙,這也就造成了更多人在玩VR時會出現眩暈感。

在電影以及大部分人未來的設想中,萬向跑步機是解決這一問題的途徑,ManaVR的感知地板,則是解決問題的另一個途徑。

地板的工作原理是這樣的:在地板下分佈著多個感知模塊,走在上面的人每一次位移都會量化為信號傳到處理器中,之後VR顯示器上的畫面會根據你的移動數據做出改變和修正,以減緩和消除眩暈感。雖然通過一些穿戴式感應裝備也能達成這一效果,但感應地板的一大優勢在於:泛用性廣。

第n个VR元年:绿洲离我们还有多远?

ManaVR的感知地板

就現階段而言,一架還算得上是堪用的頭戴VR設備,價格起碼要在1500元人民幣以上。如果是單人使用的話,每個人都必須擁有一個足夠空曠且大的空間。穿戴式感應服裝雖然在精確度上有保障,但是價格較高,而且使用上不便,短期內幾乎不可能商業化。這時候,感應地板的優勢就體現出來了。

戴先生告訴我,公司那一套100平米左右大小的地板,在具體成本上雖然不能透露,但是花費是小於穿戴式感應設備的。也就是說,如果將它用於遊樂設施,讓人“體驗綠洲”而不是“遊玩綠洲”,那麼成功的幾率還是相當大的。

精確操控

市面上的VR設備,大多會附贈一個相貌奇特的控制器。你可以通過這個控制器,完成你在遊戲中除了視角移動外的大部分操作——前進、後退、攻擊、防禦,但想要像電影裡的男主角那樣,做出倒掛金鉤、襠部攻擊這樣精妙的攻擊動作(看過電影的人都知道我在說啥),光靠一個控制器是完全不夠的。

如何在VR遊戲裡實現如電影中的“綠洲”那樣精妙而準確的操作,就是探尋綠洲之旅要遇到的第二個難題:精確操控。

靠著動作捕捉技術,在虛擬世界裡精準還原現實動作其實已經不是難題。在許多電影以及遊戲的CG製作中,負責動作捕捉的演員穿著奇怪的緊身服,按照導演的要求進行表演,這已經是司空見慣的事,當然這和VR的關係不大。

第n个VR元年:绿洲离我们还有多远?

就是這種

“那個是光學傳感設備,我們這邊的是慣性傳感。”

在聊到動作捕捉技術時,我提到了經常在影視拍攝中出現的“奇怪緊身衣”,戴先生告訴我,那是比較經常被應用在影視領域的光學傳感設備,ManaVR這邊也有類似的設備,它們採用的是慣性傳感技術。

“光學傳感的一個問題是,它雖然在準確度上很高,但它不能接觸自然光,而且一旦光學顯示器被遮蔽,那麼就無法進行傳感。”

辦公室裡的兩名員工演示了他們的慣性傳感設備。ManaVR的慣性傳感設備在外觀上類似於背心,外表固定著若干個慣性傳感器,這些傳感器將會記錄反饋穿戴者四肢的動作,並讓它們在虛擬世界中還原出來。

第n个VR元年:绿洲离我们还有多远?

ManaVR的員工正在向我演示穿戴式VR設備

照這樣看來,慣性處理器似乎是現階段想要還原綠洲世界最好的設備,但是由於其精確性的限制,目前還只能在虛擬世界裡重現一些比較幅度較大的動作,要想像電影裡那樣一顰一笑都和現實中相同,甚至還能對機械進行精密維修,可能還需要光學傳感設備。

真實位移

諾亦騰是我綠洲尋訪之旅的第二站,這家位於北京市西城區的科技公司成立於2012年,以慣性動作捕捉技術起家,2016年正式進軍虛擬現實領域。他們的辦公區域和VR體驗區是分隔開的,我首先來到他們位於同一園區內用於對外展示的體驗館,這裡同時也是負責內部研發的實驗室。

體驗館和實驗室位於一棟大樓的一樓,入口處擺放著幾個沙發,看上去是為頻繁到訪的訪客準備的。再往前,則是一個巨大的、類似影樓拍攝場地的半開放空間。空間四周的牆壁都是灰色的,房間角落裡擺放著音響與坐墊,坐墊上是幾個VR控制器,從外貌上看,它們比市面上的大多數VR控制器都要怪異許多。

第n个VR元年:绿洲离我们还有多远?

大致就是這樣

天花板的幾個角落裡掛著散發藍光的攝像頭,檀煜鑫告訴我,這些是用來捕捉Maker點運動軌跡用的。

檀煜鑫是諾亦騰的品牌運營經理,他負責招待我。進到體驗館後沒多久,他拿來了一套VR設備,在問了我眼睛的近視度數後,把調整好的VR眼鏡交給了我。

我手裡的是一套Oculus的CV1頭顯,在視覺方面,這套設備用起來和我之前用過的大多數VR頭顯相差無幾,同樣青澀的內容演示與較為粗糙的畫面,唯一的區別就是更加精確的操縱反饋和定位。

比起家用設備更加精確的操作感,源於這一控制器同時使用的慣性傳感與光學Maker兩種技術。它可以通過混合系統進行空間追蹤定位,因此精準程度會比一般的VR控制器高上許多。

簡單來說,這一技術的優勢在於,慣性動捕能有效控制成本,讓VR設備的移動範圍大上不少;光學Maker點能讓位置傳感更加精確,讓顯示器能夠反映控制器的每一個微小移動。

第n个VR元年:绿洲离我们还有多远?

整個體驗流程是以《愛麗絲夢遊仙境》為靈感來源的,這也是他們的項目名稱

我問檀煜鑫,為什麼他們要在追蹤定位系統(即控制器)上花這麼多心思,為什麼不去做很多人想象中的VR技術終極解決方案——萬向跑步機呢?檀煜鑫說,他在國外展會上親身體驗過萬向機,他個人其實並不看好萬向機的發展。

“用起來就像在走太空步。”這是他對萬向機的感受。

檀煜鑫說,現在市面上的萬向機,原理其實就是在一個碗型的空間裡靠低阻力材料做成跑道或是鞋底,讓你不停地在跑步機上“打哧溜滑”。更極端一些的,直接在鞋底安上幾對輪子,靠傳感原件來推算運動速度。這種設計原理的萬向跑步機,必須要有一套完整的固定設備,保證使用者不會在不停的“打哧溜滑”過程中摔倒,這進一步提高了成本。

第n个VR元年:绿洲离我们还有多远?

只是看上去很美

所以,在萬向跑步機技術獲得革命性發展之前,諾亦騰現在著重發展的大空間VR技術,也不失為一條有可能的科技樹。

電梯效應

總體來說,現在的VR技術想要達到電影中綠洲的級別,一共要面對4個難題。

  • 畫面高清化
  • 成本降低化
  • 反饋真實化
  • 操作精準化

那麼讓我們來試著一一解決這些問題。

首先,從畫面上來說,就像我之前提到的那樣,VR眼睛需要渲染一個完整的、360°全包圍的世界,計算量要遠高於一般遊戲,所以只能用稍次一些的畫面來保證幀率穩定,因為VR畫面若是幀率不穩,也會造成十分嚴重的3D眩暈症狀。

關於這一點,現在的解決方案就是單純地堆科技。計算機芯片的進步空間還很大,雖然電影中的綠洲現在的超級計算機也渲染不出,但二三十年之後未必不行。隨著芯片計算能力的進步,我們不僅能在VR設備中享受到綠洲一樣高度擬真的畫面,成本也會隨著高性能芯片的普及逐漸降低。

在操作的反饋方面,其實現在的技術已經能夠還原出非常精細的人物動作了。動作捕捉技術說起來很簡單,它有點像3D動畫中的動作骨骼,只不過VR技術中的骨骼是由一個個傳感點構成的。傳統的3D動畫一般是先做好動作骨骼,再將一層外皮渲染到骨架上。VR技術則是預先做好外層貼圖,讓貼圖模型跟著動作骨架運動。當然,這樣一來,有一個問題就是——容易穿模。

第n个VR元年:绿洲离我们还有多远?

當然,也有人認為穿模才是萌點

即便有了動作捕捉技術,因為沒有與虛擬世界中的物體的真實物理碰撞,虛擬世界中的人物穿模是常有的事。想要解決穿模問題,一個比較可行的途徑是用外骨骼來捕捉用戶動作,並使用固體骨架來將虛擬世界中各類信息反饋到現實世界中。通過外骨架系統來輸入人體動作,它會給予一定的物理反饋,告訴你:“嗨,這兒有堵牆,你被擋著了。”

第n个VR元年:绿洲离我们还有多远?

作為參考的是洛克希德·馬丁公司為美國海豹突擊隊開發的外骨架系統

另外一些比較比較精準的反饋,則可以通過微型震動原件模擬。雖然說要想做到完全模擬五感基本上只能靠腦後插管實現,但大體上還原遊戲的難度並不大。

最後一個難題是精準操作,這其實是目前最好解決的一點。四肢動作的還原以現在的科技水平就能做到,手指的精細操作可以靠慣性原件的小型化完成,即便是最為複雜的面部肌肉控制,也能靠光學傳感的進步解決。

第n个VR元年:绿洲离我们还有多远?

諾亦騰的動作捕捉手套

你可以看到,其實斯皮爾伯格的綠洲基本上都是在現有VR技術的藍本上描繪而成的,只不過在個別技術參數上要高一些。如果不計較技術成本的話,我們其實在短期內就可以實現這些效果,不過那樣做出來的綠洲恐怕難以推廣給所有人。而另外的一些諸如失重感、時間暫停這些玄學範圍的科技,其實就像“電梯效應”一樣,可以靠當前人類想象力之外的方式去提出和解決。

著名的科幻作家阿西莫夫首先在他的著作裡提出了電梯效應的概念:假設100多年前的某位科幻作家偶然得知在未來會有摩天大廈的存在,他會自然而然地根據當時世界的科技水平想象這棟大樓裡的生活:人類為了避免爬樓之苦會把每一棟高樓發展成一個完成的生態系統,就像一個獨立的小社會。但這一切在電梯出現後變得滑稽可笑。

現在看來,VR技術是未來發展的一個方向,但我們能想象到的最高級的VR也不過是根據現實技術水平進行升級,人類想象力的極限就是如此。

歡迎在頭條關注觸樂,閱讀更多有趣的遊戲內容。


分享到:


相關文章: