第二章 文獻探討
第二節 虛擬實境的空間感知與認知
三、 現有的虛擬實境的空間移動方式
排序。另外,意元集組(chunking)亦會被用於空間記憶。
在 建 構 認 知 圖 時 , 會 使 用 到 定 向 線 索 (directional cues) 和 定 位 地 標 (positional
Google Cardboard 不支援頭部追蹤,無法根據體驗者實際移動而在場景中移動。
現有的虛擬實境的空間移動方式主要有四種:手柄移動、現實移動的自由遊走、
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
(2)現實移動
讓玩家在 RoomScale-Tracked(室內範圍追蹤)的空間中自由行走,自身移動的方式 幾乎不會感到暈眩,玩家視覺感知與身體運動動作一致,最不會讓玩家產生三維眩 暈,沈浸感高。但受限於頭顯裝置偵測範圍,僅適合在小範圍近距離移動。
(3)瞬移 Teleport
目前大多數 VR 體驗或遊戲大多數採取瞬移 (Teleport)的方式移動,瞬移就是摁住 手柄,指向想移動的位置,然後鬆開手柄即可移動到目標位置。 瞬移的移動方式一方 面改進定位器有限的空間偵測範圍,讓體驗者可以在更寬廣的遊戲內環境移動;另一 方面可以極大避免傳統手柄移動方式造成的 VR 畫面與身體運動規律不協調的暈眩 感。
以此為代價的是造成體驗者體驗過程的不流暢感,眼前畫面瞬間從 A 點移動到 B 點,沒有任何空間移動的過渡,十分突兀而破壞虛擬實境中的空間存在感。
圖 2-1 《會哭的娃娃》遊戲示意圖
近來看到的兩類解決方案: 一是把 vive port 控制器綁在體驗者腰部,利用「 原地 奔跑(Run In Place, RIP)」 運動機制,讓系統跟蹤體驗者位移並對應移動體驗者當前的 角色,讓人體真實移動與大腦從視覺獲取的感知一致,減少暈眩症。二是優化瞬移過 程,例如在瞬移的过程中屏幕变暗再出现,或者構建一個虛擬形象“化身移動”,正如
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
在恐怖遊戲《會哭的娃娃》中先讓玩家“靈魂出竅”,玩家操控靈魂影子的移動位置,
降低瞬移的突兀感同時避免暈眩。
(4)設定自移動
Eagle Flight 是一款由 Ubisoft 歷時 2 年打造的模擬雄鷹翱翔天際俯瞰未來的巴黎的 虛擬現實遊戲。玩家將會在該遊戲中化身為巴黎上空的一隻老鷹盡情在空中飛翔。挑 戰了在 VR 環境中高速移動而不產生過大的暈眩感。
圖 2-2 Eagle Flight 遊戲示意圖
虛擬實境中空間移動最廣泛的技術難題就是高速移動造成的暈動症,又稱模擬器 綜合症,虛擬實境系統不能支援人的身體與虛擬內容同步運動,由體驗者視覺感知與 身體運動感知的時間差造成感知衝突, 體驗者馬上就會感覺到不舒服,並且差距越大,
暈眩會越嚴重。
Eagle Flight 為了減緩暈動症做了大量研究實驗,採取多種方式來避免暈眩:
1. 完全按照玩家頭部位置與移動毫無延遲的的移動攝像機,通過歪頭來進行改變 方向,傾斜度不超過 25 度。
2. 移動方向始終為玩家面向的方向,為了避免視覺加速與內耳感知加速度產生衝 突,持續的勻速運動能夠避免加速產生的暈眩感。
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
3. 增加固定參考物以幫助大腦更好的感知運動,人的兩眼之間天生就有固定參考 物就是鼻子。而 Eagle Flight 中也加入了固定參考物,也就是玩家兩眼間的鷹嘴以及頭 盔上的羽毛。
圖 2-3 Eagle Flight 增加固定參考物示意圖
4. 改進碰撞系統設計,在玩家發生碰撞時,不能立即停止玩家移動同時也不能改 變玩家的移動方向,更不能使玩家穿過碰撞體,避免內耳的加速度和旋轉感應與視覺 衝突。採取的對應措施時,玩家即將撞牆前,馬上用黑幕將視野遮擋玩家視野,同時 隱蔽劇烈減速的視覺信息,然後再將速度相關的特效平滑過渡到相應減速效果,最後 延時再顯示 UI 信息。
5. 利用不同聲音表達不同運動效果,例如俯衝時聽到的是風的噪音,爬升時聽 到的是翅膀拍打的聲音,向左或向右旋轉兩側的風聲不一樣。
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
圖 2-4 Eagle Flight 減少外圍視野區域示意圖
6. 減少余光所能接受位移信息,因為視野的外圍區域對運動更敏感,遊戲中採 用一種“隧道視野”,動態遮蔽玩家的外圍視覺的相對運動。當玩家處於快速運動中 時,視野會動態的縮小,當停下來時視野就會放大至原來的效果。