图3 视场角
人眼视场角为120°,目前主流设备视场角一般在110°左右。由于人眼注意力基本维持在60°以内的近周,所以在设计体验内容时,尽量让交互信息在60°以内显示。比如在解谜类游戏中,当触发一个机关不在当前视线内,尽量延后触发,当玩家转头,机关在能获取到用户注意力的时候再进行触发。
四、摄像机控制
摄像机运动决定体验者所看到的图像,而摄像机是否完全和用户运动相协调一致,决定了体验者观察东西时是否眩晕。前面章节提到过眩晕的主要原因之一是身体前庭系统获取的信息和眼睛获取信息不一致,故最理想的成像效果,就是摄像机完全和人眼运动同步。
但是为了增加沉浸感,又要尽量模拟真实的效果。想象下坐在汽车上,随着汽车颠簸,人看到的各种景像也都跟着晃动。那是否在VR中模拟玩家坐车,也要制造出摄相机轻微抖动的效果呢?答案是否定的。不晕是第一需求,沉浸感排第二。根据晕眩原因,模拟体验者乘车,但是如果体验者不动,摄像机就应当不动,画面要保持同步。所以不建议为了增加沉浸感,放弃防止晕眩,而真晕眩起来,体验者根本不可能感受到身临其境,反而是快速摘了头显。
由于体验者位置相对固定,即使是像Vive这种带有空间定位的VR设备,也只能限制在最多几十平米范围。而相对于可以无限大的虚拟空间,移动问题如何解决?解决方案有两大类若干种。
一类是依赖外部设备,比如跑步机、万向机等设备,让人可以做腿脚运动或身体感受到运动趋势,可以进一步欺骗大脑,让人有运动的感觉,减少晕眩;另一类是仍旧利用现有设备,通过瞬移、减小显示运动画面的区域、增加静态参照物等方式在虚拟空间实现大范围运动。
瞬移的方式由于位置变换极快,大脑来不及反应,所以没有眩晕感,增加静态参照物能明确自己的位置,让大脑理解为是外部环境在变,自己并没有运动,所以也可以降低晕眩。
如果摄像机控制不当,就会引起运动冲突,比如人在站立静止态,但摄像机移动对人的视觉造成人在运动的假象,身体感知与视觉感知冲突,就会晕眩。
五、自我认知冲突
体验者沉浸在虚拟世界中,也是对自己有一个清醒的认知。一步走多远,伸手能拿到哪里的东西,想“摸”一个虚拟物品要怎么伸手等等。那么,在虚拟世界中究竟该如何逐步帮体验者建立自我形象身份、自我能力认知?
自我形象认知,是对自身长相、穿着的认知,比较简单直接的方式是先进入一个选择人物的场景。在这个场景中体验者还是体验者,由他来选择接下来的场景中他将扮演谁。在选择过程中,会慢慢建立自身与目标的联系,将两者对等起来;也可以选择其它比较有创意的方式,比如在场景中设置镜子,当体验者在照镜子时就会发现自己的形象是什么,穿着打扮是什么样的,或者是有几个同伴,根据同伴的样子可以推测出自己的形象,或者是能看到自己的双手或双脚,根据双手、双脚的情况猜测自己整体形象。
体验者双手如果有手柄之类的操作装置,一定要精确定位双手的手长,不要在虚拟场景中任意加长或缩短,会让体验者的自我认知造成困惑。如果一定要延长,建议通过在手的位置之外添加工具之类的物体,来达到延长操作距离的目标,比如HTC Vive中很多游戏都采用手柄发出的射线来选择远处的物品,从而进行双手触碰不到的东西的交互。
六、更自然的交互
在虚拟世界中,体验者一方面会觉得新奇,另一方面极可能会感到不适,而更自然的交互是可以大大降低体验者不适,提升沉浸感。
目前在虚拟世界中的交互,有有限定位的Oculus,采用坐姿,在坐姿下头显一定程度精确定位。也有较大范围的空间定位,如HTC Vive,可以坐姿在2*1.5到4*4米空间或再略大的空间内精确定位。也有只有方向的各种VR设备,总之都是尽量采用与人运动规律相符的运动方式。抬头就看到头上的内容,低头就看到脚下的内容,转头则看到旁边的内容,移动时与真实物理空间一比一的等距离移动,要胜于人静止而瞬移或匀速移动的体验。还有采用OpiTrack的定位技术,实现几百平甚至几千平的大范围定位,越接近真实的行走、转向方式,越能提升沉浸感。
1. 抓取的交互
在很多VR体验里会有对物体的抓取,最理想的效果就是体验者直接伸手去抓取虚拟场景中的物体。目前可以借助的技术称之为手势识别,比如国外的Leap Motion,提供了硬件设备和相应的SDK,可以实现较为精确的手势识别。使用方式为将Leap Motion的摄像头固定在头显上或胸前,这样在摄像头拍摄范围内,基本上都可以较准确地识别手势。通过程序调用相应的SDK,就可以获取手势输入信息,同样可以进行手部模型替换,以得到更真实的体验。变通的方式,如Vive的手柄,提供了握力键、扳机,对于抓取动作可以通过简单的引导教学,让体验者习得握力键的抓取功能或扳机键的抓取功能,慢慢习惯后再使用会觉得相当自然,并不会影响渲染感。
2. 抛掷的交互
和抓取对应的交互有放置和抛掷,理想效果还是直接用手参与体验,做抛掷动作并松手实现物体的抛掷。而借用手柄的操作体验,则是相类似的,按紧扳机或握力键并做抛掷动作,在合适的想松手的位置将按键松开,以实现抛掷。这些交互跟真实的抛掷非常相似,只是抛掷物体的重力感应暂时还没有。但是随着物体抛出去,根据物体运动曲线,会让人确信抛掷的交互过程是真实的。如在游戏《画境》中投击苹果的环节,被认为是非常有趣的一个玩法,如图4所示。
图4 投击苹果
3. 躲避的交互
在很多VR游戏中都会出现,且可以发现是非常有乐趣的一种交互。当有子弹、弓矢等飞过,人会本能地进行躲闪,而当躲闪成功后会有难言的喜悦,所以可以在VR体验中适度增加些躲闪的玩法。而在采用Vive这种空间定位技术的设备上,更能获得极佳的体验。与此相反,击中或接住体验也是相当有趣,比如一款由独立开发商Dylan Fitterer制作的VR音乐游戏《音盾》中使用手柄接住飞来的被视觉化了的音乐节奏,让人乐此不疲。
4. 工具或武器的使用
在VR检验中,难免有一些工具的使用,比如螺丝刀、钥匙、长剑、大刀、枪械等。同样需要遵循尽可能自然的交互设计要求,比如刀剑的劈砍,根据手部追踪或手柄追踪,可以完美同步人的劈砍动作,沉浸感十足。而枪械的操控,换弹夹、上膛、瞄准,由于十分繁琐,可以有选择地保留和简化。否则在精细度上会耗费相当大的精力去实现,而且体验时也会感觉麻烦,比如只保留换弹夹,上膛省去,瞄准可以通过放慢子弹速度或增加子弹尾焰,让人能看到弹道而靠感觉去瞄准,这样的体验可能更好。
5. 爬行的交互
在体验中身姿调整相关的玩法也比较多样,在一些密室类游戏中的爬行体验,也是非常有趣。可以利用场景,设计一些低矮通道,或者在低矮处一些必须凑近观察的重要信息,或者为躲避攻击,以引导体验者爬行或蹲地行进。
6. 飞行的交互
有些VR体验会配合一些载具,模拟飞行或骑行,需要注意的一点是一定要让头显显示内容和载具反馈完全一致,否则极易引起晕炫。
七、音乐、音效的使用
好的音乐可以直达人心,体验者在一个场景中,如果听到合适的背景音乐,交互过程中有合适的音效,马上能提升沉浸感,体验效果至少增强20-30%,是绝对应当投入相当大的精力去制作好的音乐、音效。
八、多人联机
越来越多的VR体验,已经开始进行网络连接,以增加社交的乐趣。目前由于VR对时延要求非常高,网络时延也得非常低才行,所以只适合弱联网联机或局域网强联机体验。多人的模式中协作、对战、对话等都是值得推荐的设计内容。而只要联机,队友或对手的形象要有,与此相匹配的动作也得有,所以IK动画的要求就被提了出来。
现在有相对成熟的思路,一种是纯IK,根据头、手的位置,反推整个模型的动作;一种是半IK,通过头、手的位置,反推模型状态,然后调用状态动画。两种思路都可以做出相应的效果,精细程度看团队水平。
总结,说了这么多,VR设计还是方兴未艾,大家投身其中大有可为。上面的建议限于当前设备、软件技术、个人经验,会存在一些不完善。大家还是要做原型,通过原型去检验,什么样的VR设计才是好的设计。总之要牢记:不要晕、提升沉浸感。
作者简介: 冀盼,现任奥秘游戏CTO,负责奥秘IT产品规划、技术研究、技术团队管理,其团队所研发的探索解谜游戏《画境》,是HTC首届VR内容开发大赛的获奖作品。