美妙的谎言:我在现场 —— 临场感,VR媒介的新维度

发表于2016-06-08
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作者:王杨军

 

都说现在是VR的最好时机,2016年是VR的元年。经过多年智能移动设备的发展,消费级VR产品所需要的关键技术已经成熟,而三维渲染和游戏引擎的进展也给VR的软件开发提供了坚实的基础。但是,能做一件事,并不代表我们一定要去做,重要的是做正确的事,然后正确地做好它。

那么,VR的魔力在什么地方?为什么体验过VR的大众用户,包括卡马克、扎克伯格这些名人,都对VR产生浓厚的兴趣?VR有什么价值?现在和将来的技术会围绕哪些方向发展?

在这篇文章中,我将谈谈个人对VR的理解,并围绕VR给虚拟体验所带来的“临场感”新维度,简单探讨下对现在和将来技术的一些看法。

 

临场感(Presence)是VR的魔力所在

很多人都认为,VR是虚拟体验的一次革命性升级,我们第一次可能真正的身临其境,彻底参与到虚拟体验中。而这其中,人们很早在利用VR做相关心理治疗的时候,就认识到临场感是VR对人类心理影响的源头。

简单来说,临场感就是指我们进入VR后,大脑不由自主产生出来的“我在现场”的心理感受。通常认为临场感的产生和很多错觉(比如说“艾姆斯房间”)的产生类似,是自发的,与我们认知的底层处理系统有关:大脑非常容易被欺骗。

视频链接:http://v.youku.com/v_show/id_XMTQ5OTEyNTU2.html


Oculus的首席科学家,传奇程序员MichaelAbrash2014Steam的开发者大会上,展示过一个简单的例子:“……一旦在VR中站上这个平台,我的双膝便会不由自主地锁定,就和我站到帝国大厦顶上时一模一样。我清楚地知道自己只是在一个演示房间里,戴着头显,看着一个纹理极差的箱子的内部图像,但我身体的反应却和我站到了悬崖边一样。”


通过对大脑的欺骗,临场感极大的提升了我们对虚拟世界的融入,让我们完全沉浸到VR媒介当中,以为自己是“真实的”身临其境,并且不由自主地产生相应的身体反应和心理感受。

也只有在VR这个新媒介中,我们才能体验到这种强烈的心理状态,它是VR给体验带来的新维度。

新体验维度的引入,和当初电影给文字增加的视听维度,游戏给视频增加的互动维度一样,给虚拟内容带来了全新的表现能力和可能性,我们也相信它会像历史上每次体验的变革一样,产生全新的媒介,深刻地影响和改变我们的虚拟体验。


从这个角度看,虚拟现实可以被认为是类似于文字、电影、游戏、互联网这样的媒介,而任何线上体验的内容,不管是视频、游戏、直播,或者是教育培训、旅游等等,都可以因为“临场感”维度的加入,实现更具有沉浸式的体验。

虚拟现实拥有改变体验的魔力,VR的未来让人心驰神往。

 

VR硬件已初步满足临场感要求,双手自然交互设备将是下一步的标配

临场感的产生和每个人的认知特性相关,但基础都依赖于两大核心要素:生动的感觉体验和自然的交互。

生动的感觉体验,特别是视觉体验,最容易欺骗大脑,引导我们产生临场感,而自然交互则可以强化用户“我在现场”的感觉,防止“出戏”,使我们更完全地沉浸到虚拟世界中。

要实现良好的VR临场感体验,这两者缺一不可。

首先,消费级硬件需要一些基本的视觉表现能力,其核心是对显示屏的分辨率、余辉、视野、头部追踪精度、显示帧率和延迟等的基本要求:


现在市面上的VR硬件产品,不管是Oculus CV1,还是HTC Vive,都已经满足了这些标准,也有3D音频相关的表现能力,这给临场感的构建提供了坚实的基础,VR内容的创建已经成为可能。

当然,要提供彻底的临场感,实现和现实世界一样自然真实的最终体验,当前的VR硬件还有不小的距离。

首先最直接明显的是头显的显示品质(分辨率、视野等)、舒适度都还离自然的体验有差距,这会影响人们对VR内容的长时间体验,用户也很容易感知到世界的虚拟性。

更重要的,随着VR在音视频领域表现能力的不断进步,我们也会更靠近对其他感觉体验,特别是触觉的需求,这些也需要额外的硬件支持。

可喜的是,最近已经有不少这些方面的研究和解决方案的报道,比如更高分辨率的显示屏、解决“视觉辐辏-调节冲突”问题的单眼视觉技术、触觉反馈技术等等, 包括Oculus在内的行业领先者也在相关领域投入重点的研究力量,很多线下主题乐园也开始了更多感觉体验、更开放式的尝试,相信VR核心的感觉体验会随着工程和硬件技术领域的改进,获得不断的提升。

         


 

有了基础的感觉体验,要维持良好的临场感体验,还需要自然的互动交互系统的支撑。

因为当我们感觉到自己正处在虚拟世界中,是一个在场者的时候,我们下意识地就会有各种身体的反应,自发的做出不同的姿势和动作。


而如果VR设备能够正确地判断出这些现实反应,自动匹配用户的下意识期望,在虚拟环境中模拟出对应的反馈,人们就非常容易持续地沉浸到内容当中。

自然交互技术的核心是人体运动,包括头部、眼球、手部、甚至是全身运动,的精确追踪:实时捕捉各种运动,并在VR中产生即时的反馈。

现有的VR设备都提供了头部运动的精确追踪,视野所见能快速准确的匹配到眼睛所看的方位,满足了对临场感的最基本要求。而双手运动的精确追踪技术也已经成熟,除了Vive已经配备双手控制器,可以看到OculusTouchGoogleDayDream控制器,也即将推出。

双手控制器和基于运动的自然交互大幅提升了VR的临场感,应该会是VR设备下一步的标配。

以“The Lab”为例,在这个游戏中,玩家站在城堡的顶端,用游戏手柄模拟弓箭发射,保卫自己的城堡。游戏中的射击,完全基于双手控制器的自然射箭动作,学习上手的成本基本为零,我们很容易的就忘却了外部环境,虽然只是一个非常简单的游戏,一下子却有了非常好的沉浸体验。


为了进一步提升临场感,将来的VR设备一方面会支持更多运动的捕捉,同时也会提供对人体其他各种输出,例如声音、表情等,的精确追踪。

可以看到,眼球运动的跟踪,全身运动的跟踪等等,都已经有相关的研究和产品,而基于声音、触觉等其他自然人机交互领域的技术改进,也必然会帮助到临场感的进一步提升。

 

软件核心技术和应用的研究方兴未艾,齐头并进

硬件提供基础能力,而最终临场感的构建,需要软件能够呈现出可信的虚拟世界,并即时响应用户的各种输入。

VR软件技术可以简单分为核心技术和应用技术两个方向:核心技术实现虚拟世界中场景和角色的呈现,将现实世界和人物映射到虚拟世界中,是临场感产生和提升的基础,而应用技术则结合用户需求,围绕不同的应用场景,提供不同领域的最佳用户体验。

应用技术开发是现在最热门的领域,游戏、直播、旅游、教育培训、商业等领域都不时看到VR的身影,但是事实上核心技术的研究也是方兴未艾。

现有VR的核心呈现技术有基于视频和三维渲染两条路径。视频的优点是可以标准化,一旦技术成型就非常容易和应用结合并推广,但视频通常只适合现实场景和人物的拍摄,适用范围相对受限。

另外,现阶段的VR视频只是全景视频,和用户的互动简单,无法提供视角的自由移动,因此,怎么样提升视频的表现能力和互动,怎么样像电影一样自如的描述故事,会是视频技术提升的方向。而从和用户互动的角度,基于光场的技术有可能会在VR中找到合适的用途。

另一个呈现技术是三维实时渲染,经过图形学和游戏业多年的发展,渲染技术已经非常成熟,可以适合各种场景,并能很方便的根据交互信息实现实时渲染,非常的灵活,是现阶段更适合VR的通用内容展现技术。

三维实时渲染的缺点是实现复杂,视频可以直接把真实场景和角色放入VR中,而三维渲染必须通过复杂的算法和庞大的数据,才能模拟出令人信服的虚拟世界。原则上VR会极大的提升对内容制作的需求,会推动资源,包括场景、物件、植被等等,的自动生成技术进一步往前发展。

渲染技术的另一个挑战是品质和性能的平衡。复杂场景和角色的实时、高品质渲染,对渲染引擎提出了很大的挑战,商业化引擎的竞争会更激烈,而能良好控制品质和性能平衡的引擎,可能会比移动时代更有些优势。

渲染更大的问题也许在于如何把角色和动作可信的映射到虚拟世界中,从而在虚拟世界中令人信服的模拟出真实的、独一无二的人物。现有的角色动画技术基本上都是数据驱动,而且也缺少对表情这些复杂动画的支持,相信随着VR的发展,表情动画,IK等基于物理的实时生成动画技术也会有进一步的发展。

 

结语

我们都有好奇心,人类也一直都在不停的创造和体验虚拟的内容,一直在追求更好的媒介,追求虚拟内容的极致体验,从早期吟游诗人口中的史诗,到文学、戏剧、电影、游戏,这是我们文化中重要的一部分。

VR体验将我们直接引入到虚拟的世界中,通过“临场感”这个新维度,提供了跟真实世界一样自然真实的体验,满足了我们对更好媒介的期望。

虽然现阶段的VR技术,不管是核心的软硬件技术,还是应用层面的技术都并不完美,但是现有的技术已经构建了临场感的扎实基础,而且我们也可以看到技术在不同层面的持续推进,我们已经站到了走向VR未来的起点。


未来并不遥远,现在是最好的时光。

 

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