虚拟现实

浅谈虚拟现实

我最近对VR很感兴趣所以我看了很多这方面的资料,虽然我不是这方面的专家,只是一个爱好者,但我谈谈虚拟现实。

首先,什么是VR?

虚拟现实(Virtual Reality,简称VR),是由美国VPL公司创建人拉尼尔(Jaron Lanier)在20世纪80年代初提出的。其具体内涵是:总合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备,在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术。其中,计算机生成的、可交互的三维环境成为虚拟环境(即Virtual Environment,简称VE)。

发展VR的必然性

随着社会经济的发展,计算机已经成为社会生活中不可缺少的重要组成部分,友好的人机接口技术很早已成为人们关心的一个重要课题,因为一个比较差的人机交互接口很可能将使一个功能很强的产品变得不可接受。计算机刚出现时的巨无霸机器到现在的书本一样的大小,从计算机的外设到计算机的触屏这些无一不说明了人们对人机交互的注重。而VR的人机交互性远超现在的产品的人机交互性。随着人们的生活水平的提高,人们将不断追求物质的极致享受,而VR是的出现和发展是必然的和必须的。

虚拟现实vr技术靠哪些设备进行空间定位?

VR是虚拟现实的简称,官方对虚拟现实的解释是:利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身历其境一般。虚拟现实现在已经在各个领域产生了巨大的影响,如:教育、房地产、购物、电商、娱乐等,也越来越多人想要学习虚拟现实VR技术,之前看到有人问vr靠哪些设备进行空间定位,特整理出来VR空间定位7大技术。

1. GPS卫星定位技术

GPS应该是大家最熟悉的定位技术,它是利用24颗工作卫星发射信号,通过时间差测出距离,进而确定待测点的位置。因为同时利用了24颗卫星,它能够排除一些误差较大的数据,使得定位更精确。

去年,国外一个戴上VR头盔开赛车的宣传视频火爆网络,它就是采用了GPS定位。

GPS定位系统覆盖全球,而且是免费的,是非常理想的室外定位系统。但是其缺点也相当明显:信号受建筑物影响较大,衰弱很大,定位精度相对较低。而且,而定位不准会直接导致眩晕,所以在VR 领域很少采纳。

2. 影像识别(Opti Track)

译 | 如何理解VR的预测追踪?

在AR/VR系统里,预测追踪指的是预测物体未来(很短的一个时间,比如几毫秒)的姿态方向或身体的位置。例如,人们可能想要预测头部的方向或手的位置。

为什么预测追踪是有用的?

预测追踪的使用通常是为了减少”运动到图像”之间的延迟。由于运动和显示更新之间有一些延迟,使用估计物体未来的方向和位置来更新显示,可以缩短这个延迟感。

虽然在虚拟现实应用中的预测追踪已被人们所关注,在增强现实中也是非常重要的。例如,如果你正在显示一个图像出现在一个物体的顶部,一种非常糟的情况就是当你已经旋转了你的头部时(AR眼镜戴在头上),这个物体仍然停留在那里。这个物体可能会被摄像头识别,但是它需要时间来扑捉到这个图像,处理器需要判断出物体在图像中的位置,图形芯片来渲染新的图像。通过使用预测追踪,你可以让图像和物体之间的对应关系处理的更好。

它是如何工作的?

如果你看到一辆汽车以恒定的速度行驶,你想预测这辆车下一秒钟的位置,你的预测会相当的准确。你知道车的当前的位置和当前的速度,因此你可以推断出将来的位置(s=vt)。

VR中的“寻路(wayfinding)”

虚拟现实(VR)中很重要的一个问题就是Locomotion(用户在VR中的移动)。这个Locomotion分为两种,一种是点对点的,如传送门的方式,一种是包含了可以操控的中间过程的,这种被称为“导航(navigation)”。导航这个行为不止存在于VR中,现实生活中我们随时都有进行“导航”:从卧室走到客厅、从家去上班等等。学者们将这个导航的行为分成两个部分,一个是认知的部分,即我们在脑子里进行的活动,这个被成为“寻路(wayfinding)”;另一个部分就是真正地进行运动(motion/traveling),在现实生活中,就是如提脚走路,或者开车,控制速度和转向等等具体行为,放在VR里则可能是用手柄进行操作来进行虚拟环境(VE)中的移动等等。开发者在创作VR应用的时候,其实可以完全控制的只有第二个部分:如何设计接口(interface)让用户来进行运动的控制,关于这些locomotion的VR技术我在另一篇文章中有详细介绍。但是无可否认我们也很有必要了解寻路的部分,因为它可以帮助我们认识到用户是如何感知环境,并且进行分析和判断的,让我们更好的进行VE和交互的设计。

什么是VR中的Locomotion?

Locomotion,本文中我称之为移位,是VR研究中最重要的话题之一。因为它属于VR中三大元老级操作(Selection选择,Manipulation操纵物体,Locomotion移位),其中,前两个操作是关于物体的,而Locomotion是关于玩家自己的 - 几乎所有的VR应用都避不开这三个操作,而这三个操纵几乎涵盖了所有的VR操作。今天就来解释一下,VR中的Locomotion指的是什么,它有哪些分类和技术。

Locomotion是什么?

Locomotion,用最简单的话解释就是“从一个位置移动到另一个位置”,在VR中,它的指的就是玩家在虚拟环境中从一个位置移动到另一个位置,其本质是玩家视角(viewpoint)的改变:从一个视角变换到另一个视角。Locomotion在中文里尚无一致的翻译,所以这里我暂把它译作“移位”。

虚拟现实中的Motion Sickness晕动症问题 - VIMS

虚拟现实(VR)中的晕动症 - VIMS

在玩VR的时候,很多玩家都遇到过发晕恶心等症状,这就是晕动症(Motion Sickness,以下简称MS)。MS并不是VR特有的问题。我们在坐船、坐车、坐过山车等等都可能发生晕动症。晕动症的表现一般有发热、冷汗、眩晕、轻微胃反应、头疼、脸色发白等,严重时可能会有恶心、唾液增加、干呕或呕吐等,之后可能会渴睡。症状发生后,可能要数小时才能消退。理论上讲,所有正常人(前庭系统完整的人),都可能经历晕动症。

做好VR拍摄?先了解这16种镜头运动方式与拍摄类型

你是否曾发现电影没有表达出自己原本的想法或设计呢?这令人感到沮丧,但如果你理解和实施一定的故事板基本知识,你将能够减少,甚至避免相关情况的发生。

在掌握镜头运动,镜头角度和透视技术的知识后,你就可以轻松创建易于理解的故事板,从而顺利表达出你的构思。下面整理了16种镜头运动方式与拍摄类型,希望可以为你提供一定的借鉴参考。

1. 基本的镜头运动方式

通过整合不同的镜头运动方式,你可以为作品增加更深层次的视觉感受,而这反过来将会为你的成品添色不少。在决定如何构图时,选择最合适的镜头运动方式十分重要,因为每种运动方式对观众感受的影响效果不尽相同。

以下是常见的镜头运动方式。

1.1 变焦镜头

做好VR拍摄?先了解这16种镜头运动方式与拍摄类型

如何增强VR的vection/self-motion?

Vection是VR领域的一个专有名词,其义指“在虚拟现实中给人带来‘移动’(self-motion)感觉的认知因素”。也就是说,vection就是指那些给玩家带来“我正在这个虚拟环境中移动”这种感觉的因素,比如“身边的景物正在往后移动”,“水声越来越大”等等。我们通过视觉、听觉、前庭系统(vestibular system)和体感(somatosensory,皮肤和皮下感知,提供“接触”、“受力”的感觉)来判断我们的空间位置变化。VR中也是利用了这些方面,提供相应的cue(相应方面的暗示、提示)来使得玩家有移动的感觉。

Vection对于VR来说基本是必须的,只要玩家可以在虚拟环境中移动,即是是只移动视角,都一定会涉及到vection。所以与其说是vection给VR带来沉浸感(immersion),不如说缺乏vection会破坏VR体验。

vection是给玩家带来“移动感”的因素,它提供良好VR体验的关键之一。那么VR中我们一般用哪些方式来提供vection呢?

首先来简单了解一下人体和空间相关的感知机制。

• 视觉线索 visual cues:

空间感知最关键的因素。通过周围环境的变化来判断自己的变化。主要有:

VR中为什么需要把游戏音频放在聚光灯里?

存在感

人们挂在嘴边来描述VR(虚拟现实)的单词是“沉浸感”。的确是很酷的一个词。然而为实现这终极目标,开发者需要在虚拟现实的环境中模拟身体的知觉,我们称着为存在感。存在是一种心理状态或主观感知,其中,部分或整体个人体验感受是/或是通过人造的科技过滤产生的,部分或整体体验是/或是由在体验中对角色的精确认知导致人为认知衰退造成的。

创造这个级别的真实体验确实是一个挑战。当前的图形比之前几年有了巨大的进步,音频仍然有很长的路要走,以达到其在这个新的和仍在发展的VR领域中发挥主要作用的真正潜力。

在VR游戏中空间包围和多感官应用

在独立和PC游戏中,沉浸感被分为三项:叙事性沉浸(玩家投入到故事中去),战术沉浸(玩家执行涉及到技能的操作)和策略沉浸(更专注,与精力挑战)。然而在VR中,又添加了第四项:空间沉浸,也就是说玩家在人造的世界中对他们来说是真实的。在包括前三项的沉浸感中,当涉及到存在感和提供可信性和沉浸的环境中,空间沉浸变的非常重要。

浅谈VR的沉浸感与不适感

作者:锂锗

我在之前在某一个发布会上听到了一个主讲人是这么说的,解决VR体验给人体带来不适的问题,是要通过硬件升级就可以完美解决的,作为游戏内容的开发者完全不用关心这些,只要把精力放在如何做好游戏内容就好了。我是完全不赞同这种观点的。现在我们做的这种虚拟现实,其实就是一件欺骗大脑的事情,大脑是人类最精密的一种器官,即使现在的医学和生物学家这只是掌握了大脑很小的一部分秘密。想要完全欺骗过大脑,就一定要将硬件做到极致,内容开发到完美,才能给用户一种真正的身临其境的感觉。所以这里要讲两件事,一件是如何降低VR体验对用户带来的晕眩感,另一件是如何使游戏内容更好的为用户带来沉浸感。

我们首先来了解一下为什么玩VR游戏会头晕。在正常情况下大脑带来三种晕眩:

第一种情况:当大脑感受到的运动幅度或频率超过一个适当的值的时候,作为保护机制大脑会产生晕眩感,最常见的晕车,晕船就属于这一类;

第二种情况:当大脑中的各种运动感受器官接收到不一致的神经信号时,产生的晕眩,例如3d眩晕就是由于逼真的画面部分的欺骗了你的大脑而产生了晕眩。

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