VR游戏开发硬技术:怎样克服晕动症?

Sara Vogl 2017-05-24 16:01:16

原标题:VR游戏开发硬技术:怎样克服晕动症?

游戏设计深潜系列(Game Design Deep Dive)是在知名游戏开发者网站Gamasutra上持续连载的一个游戏开发专题,旨在通过每期详细分析一款特定游戏中设计、艺术和技术之妙来阐明许多看起来简单、基本的设计决定其实并没有我们想象中的那么简单。让我们来一起看看都有哪些开发经验值得借鉴。

原作者:Sara Vogl

关于游戏:在VR世界中控制自己

VR中的行动问题一直是一个远没有良好解决方案的主题。早在该问题引起广泛关注之前,团队就已经开始尝试用自己的方式凭借直觉来自(假)然(想)的在虚拟空间中控制一个没有身体的意识体。

LucidTrips中移动的概念有些类似在外太空中,宇航员们通过在手腕上绑喷气装置来行动的方式。玩家的身体漂浮在空中,通过双手的交替摆动来向前移动,就像你的身体坐在电影《回到未来/Back to the Future》中的悬浮板上一样。

尽管目前这个项目仍处于早期阶段,但是通过手臂来行动的这种运动方式并没有引起类似晕车晕船的体感不适问题。一旦玩家熟悉了虚拟人物是如何对周边未知环境做出反应的,他/她就能随心所欲地去探索。所有的动作都可以熟能生巧。

每一个真实世界的动作都会触发一个相应的VR世界中的行动。由于这些触发的动作都和真实世界中玩家手腕的动作是同步的,所以玩家的手和脑就不会那么容易在行动中被搞晕。

关于灵感:

触发行动的原理

为了自由行动的同时避免晕眩病症,了解大脑在人体移动时的反应机制并改进舒适的游戏体验是至关重要的。在普通的2D游戏中,玩家通过游戏手柄上的按钮来控制移动,就像生活中坐在驾驶座上或其他驾驶室一里样。这和真实世界中自然个体独立运动是完全不相同的,我们控制自己身体行动时是必须要有一个相应的作用力的,就是我们熟悉的作用力与加速度的原理。

由于人自身可以预估其产生的作用力的结果,所以大脑可以及时地对下一步要进行的移动和加速度做出反应,而且人类已经很习惯这么做了。我们团队对手控移动技术也做了类似的观察,发现当玩家习惯了这种形式的控制方式之后,行动就开始慢慢地变得有感觉、也更准确。

像HTC Vive这种可靠又让大众负担得起的室内虚拟现实系统的出现,很大程度上推进了我们的研究——实现逼真的全感沉浸式交互,使玩家在游戏中的行动更接近现实。

在Owlchemy labs(译注:一家美国VR游戏开发工作室,目前已于当地时间2017年5月11日被谷歌收购并入其Daydream部门)开发的知名VR游戏《模拟工作/Job Simulator》中,玩家就可以通过交互体验到现实的感觉。

如果想要往前走,玩家只需自然的迈开双腿往前走,游戏利用类似重定向行走(redirected walking)的技术使得虽然玩家在游戏中感觉自己在直线前进,但是其实真实世界中他们在房间里绕圈子,在一定程度上解决了空间受限可能会撞墙的问题。另外也有一些稍微笨重一点的解决方案,例如使用传送装置(Teleportation Mechanic)和全方向跑步机(OmnidirectionalTreadmills)。

捕捉玩家的动作直接转换到游戏中的方式大大提高了沉浸式的游戏体验。尽管目前已经有了多种追踪玩家动作的技术,但基本上都又贵又复杂,而且就算这些系统越来越先进,造价越来越低,在VR世界中移动仍面临着它目前最大的阻碍——始终受限于玩家所处的现实空间。

VR行动的新方式

Lucid Trips通过创造一个客厅友好的游戏体验方式成功的避免了上述问题,也就是说即使玩家腿脚的运动受限却仍然能够在虚拟空间中行走自如。因为在游戏中,头部之外玩家就只有两个四肢,代表胳膊和手掌。而玩家们就是通过他们的帮助来完成行走、攀岩、跳跃和滑行的,也就是说想象一下,如果你的身体只有手、胳膊、胸腔和脑袋。根据逆向运动学的原理,通过手部传感器,把玩家真实手臂的动作转换到虚拟手臂上是完全可行的。

在开发的早期阶段,团队使用的是OculusRift DK1和Razer Hydra(雷蛇PC体感控制器),均可以传输精确的数据信息。但是在那个时候,期望所有的玩家都具备这样的硬件设施是完成不可能的,因此我们的开发侧重于竭尽所能的打造沉浸式游戏体验。并且安装了一个类似吊床的装置用于保持30度前倾的直立或斜跪的姿势来试验。

团队还有一个四轴飞行器,用来处理游戏中风向的反馈数据来调整玩家的移动速度和方向以期获得更进一步的真实反馈和取得更真实的运动体验效果。

2014年夏天开始,我们放弃了有线的Razer Hydra开始转用无线的PlayStation Move(索尼的PS3体感控制器),配合Rift DK2开发,并收集了在各大游戏展中演示的反馈。2015年夏天开始,我们又转向了用HTC Vive进行开发,当时大家简直都不敢相信有这么好的运气——Valve和HTC那时都宣布他们正在生产我们刚好希望玩家能有的设备。

也就是那个时候开始,我们决定全心全力开发一版能够正式发布的Lucid Trips。

试玩与调试

随着我们向越来越多的游戏爱好者和VR新手开放了试玩测试,我们意识到仍需要打造比以前更舒适的体验。因为在最开始的时候,游戏模拟了真实重力,玩家可以走可以跑可以跳,可以伸展手臂也可以飞,甚至还可以绕圈圈,虽然我们自己觉得还不错,但是可想而知,并不是所有玩家都喜欢。

于是团队新增了一些特性来最小化可能引起的恶心不适,改用了轻一些的重力系统,使得除非玩家刻意去做,频繁的大幅度垂直运动不会再那么容易发生。因为这种动作会影响人的前庭觉。(译注:前庭觉是让我们知道身体相对于重力朝向什么方向的感觉。)从而导致晕眩等不适。

为了保持视野的稳定,团队在玩家视角增加了局部颗粒,并且针对特定的尤其是突发的移动,在后方和侧面设计了阴影。这些做法使得使用触摸面板的舒适度从一级提高到七级。

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