VR实现空间定位的7种利器(上)

  按:本文作者王锐,VR行业资深从业者。

  现有的VR体验馆的构建却还缺少了最重要的一环,就是廉价而灵活准确的定位方案。本文将据此阐述一些已有方案的优劣。本文分上下篇。

  缺失的一环

  虚拟现实刮起的风暴如今已经愈演愈烈,从形形色色的头盔和眼镜,到各种奇思妙想的交互设备,再到内容制作和建立体验馆的尝试。越来越多的VR相关从业者和创业者都将The Void,Zero Latency等前辈作为自己下一步赶超的目标,发出了开发VR主题公园,或者VR主题体验解决方案的宣言。

  然而,从宏观的角度来看,整个行业也并非发展的一帆风顺:VR头盔和眼镜的水准参差不齐,主流产品(例如OculusVR和HTC Vive)尚未完全展开消费者市场;VR对系统配置的要求很高,相关设备随身穿戴不易,而移动端设备的渲染则多半力有不逮;而针对体验馆的交互内容如何制作,互动方式如何设计,也有诸多不甚明朗的地方。而除此之外,VR体验馆的构建却还缺少了最重要的一环,就是廉价而灵活准确的定位方案。

  这里所说的定位,就是确定体验馆中的参与者在场馆中的绝对空间位置,并反馈到所有参与游戏的玩家和游戏服务器上,进而执行群体游戏所必需的各种游戏逻辑。

  例如,当一位玩家靠近树林的边缘时,一头蓄谋已久的饿狼会猛然扑出来;又比如多位玩家展开一场虚拟现实的真人CS大赛,互相射击与开展战术。如果玩家在游戏场地内的位置无法得到有效识别,那么相应的乐趣和复杂度自然也就少了很多,也许只是来一场第一人称的定点射击游戏而已。而定位的精度和速度也绝对不容忽视,20cm的误差也许就决定了射出的子弹是否能穿透虚拟敌人的胸膛,而定位本身带来的延迟,同样也会给虚拟现实玩家的现场感带来巨大的影响,甚至成为3D晕动症的帮凶。

  

VR实现空间定位的7种利器(上)

 

  然而,纵观现在市面上形形色色的VR空间定位方案,却并没有哪家能够提供足够成熟稳定的技术实现,亦或者用巨大的成本以及灵活度的丧失作为代价,构建并不成功的Demo作品。这样的程度恐怕还远远不能称之为解决方案,也远远无法满足众多体验馆从业者的胃口。那么,好的定位方案应当以怎样的标准作为自己的目标?整个行业缺失的救世主又是否已经到来呢?本文将尝试对此略加阐述。

  (一)体感摄像头

  去年底,日本新宿的繁华地段进行了一次为期只有一天的VR体验,通过头戴Gear VR显示一个虚拟雪山场景,同时搭建了实体的吊桥道具,并通过风扇和冷空调来模拟寒冷的山巅环境。体验者在吊桥上战战兢兢地前进,最终在场地的终点位置拿到属于自己的奖品——来自经销商的一杯热饮。

  

VR实现空间定位的7种利器(上)

 

  (Via v7.pstatp.com)

  这个体验游戏的复杂度并不高,收效却十分显著。而其中不可或缺的一环就是判断玩家在吊桥上行走的位置,然后对Gear VR中渲染的场景做出对应的处理。而在同一个宣传视频中,我们不难发现这样一丝端倪:

  

VR实现空间定位的7种利器(上)

 

  (Via v7.pstatp.com)

  很显然这是一台微软的Kinect2体感设备,它可以通过TOF(飞行时间)计算的方法,获取传感器出射光线遇到物体反射后的相位差,从而得到设备与实际场景之间的距离值,也就是深度值(depth)。由此形成的深度图像不仅可以用来判断物体相对体感设备的位置,还可以进一步得到物体的点云数据,甚至是角色的骨骼信息。最重要的是,Kinect2本身只是XBox alt="VR实现空间定位的7种利器(上)" width="740" height="294" />

 

  (Via edgefxkits.com)

  不过,物美价廉的对立面就是差强人意的性能参数,30fps的刷新频率必然让人能够比较明显地感受到定位结果的延迟(虽然这种延迟相比头盔的延迟来说,给人的影响更小),并且Kinect的视场角只有60度左右,最大识别范围一般来说为3-4米。在这个区域内可以识别最多6个人的位置信息,并且他们在Kinect的视场范围内不能有太多的重叠,以免漏测(如上图所示)。显然,这些苛刻的限制条件让我们很难想象出一个比爬雪山喝咖啡更复杂的游戏了,不过至少这是一个不错的开始。