房间太小玩不了 VR?空间压缩技术了解一下

[导读] 今年已经 2018 年了,虚拟现实(VR)仍没有像我们期待的那样繁荣起来,不过这事儿这也不能全怪 VR 技术不成熟,很多显示原因也得背锅,比如房价。不管商用还是自用,想要有所谓「走进虚拟世界」的沉浸感和自由体验,房间面积没个上百平基本没戏,在虚拟世界里走两步就出现边界提示,或者干脆一脚踢到墙角,是现在 VR 体验的日常。

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今年已经 2018 年了,虚拟现实(VR)仍没有像我们期待的那样繁荣起来,不过这事儿这也不能全怪 VR 技术不成熟,很多显示原因也得背锅,比如房价。

不管商用还是自用,想要有所谓「走进虚拟世界」的沉浸感和自由体验,房间面积没个上百平基本没戏,在虚拟世界里走两步就出现边界提示,或者干脆一脚踢到墙角,是现在 VR 体验的日常。

虽然像 The Void 这样的 VR 主题公园,可以通过面积巨大的场地在现实世界 1:1 呈现虚拟空间,体验据说棒到炸裂,但前期投入和之后的维护成本也同样高到炸裂,2016 年盛大投资 The Void 的时候就扬言要在中国建 VR 主题公园,然后就没有然后了,或许跟国内地价成本不无关系。

不过,没房有没房的玩法,KAT WALK 之类的原地行走设备应运而生。

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或者在 VR 内容设计时妥协,通过「瞬间传送」之类不自然的方式实现虚拟空间中的移动,有的干脆通过场景限制玩家的移动范围。

——结果,我们有了各种大空间位置跟踪技术,但我们没有大空间。 深圳的一家初创公司位形空间(ConfigReality)正试着从算法角度解决这个问题,他们的技术能够让用户在现实空间有限的情况下,于虚拟现实中进行几乎不受限制的自由行走,完全不会感受到物理边界的存在——就像把无限的虚拟空间压缩到了现实中的一间房间之中。

这一技术利用的是人类的认知和运动规律,说白了,就是通过视觉误差欺骗大脑。

人在失去视觉参考物时,是走不了直线的,闭眼原地踏步一分钟,睁开眼往往会发现偏离原始位置一定距离,位置和朝向都会有所偏转。而当 VR 头显完全接管人的视觉时,这种无意识的误差就可以被针对性的引导和利用。

位形空间根据这一规律下的人类认知数据建立了一整套基于视觉的移动引导的系统,通过技术授权和 SDK 的方式输出给内容开发者。

位形空间的事业发展负责人彭俊熙告诉深圳湾,「我们希望通过这样的空间压缩解决方案,给虚拟体验内容的设计者更大的设计自由度。」

「这套算法理论上可以允许设计者使用可用的有限实际空间作为一个空间单元,设计出无限倍大小的虚拟空间,并且每个空间都是体验者可以通过实际行走到达的,而不需要借助额外的移动手段。设计师的限制,不再是实际场地限制,而是转化为故事线、体验时长、世界观这样内容设计层面的问题,更加回归虚拟内容创作的本质。」

据彭俊熙介绍,这一算法主要通过三种方式来引导用户的运动,一是改变转弯角度,即用户转弯时在视角旋转角度和真实旋转角度之间做手脚;二是改变移动距离,即对虚拟和现实中的行进速度进行调整;三是通过细微的视角偏转,将虚拟场景中的直线移动变为现实中的曲线移动。

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这套「空间压缩」算法的优化重点主要在数据上,目前的算法可以认为是基于人类认知规律的「常模」,但每个用户在认知上存在个体差异,针对具体用户的使用数据学习之后,算法的表现可以更加自然。在之前一年的研究过程中,位形空间基于自己的算法设计过两个交互场景,开放给数百人体验过并收集反馈数据用于算法改进。此后又为 Vive Focus 一体机定制开发了第三款 Demo 游戏应用。

在 Vive X 的 Demo Day 上,深圳湾实际体验了「空间压缩」算法的实际效果,体验内容是一座室内展览馆,包含多个房间(也就是前文提到的「空间单元」),笔者在其中不停穿梭于各个房间,在将近十分钟的体验过程中都没有感受到物理边界的存在。

不过在移动过程中,还是能感受到明显的视角偏转,移动速度较快时,这些不自然的偏转甚至会导致晕眩。

彭俊熙解释说,这是由于当时体验场地的实际面积实在太小所致导致的。「我们用『转弯半径』来描述用户每移动一个单位长度实际被偏转的角度,这个角度越小,用户的行走体验就越接近真实,但相应需要的转弯半径就越大。所以实际空间越大,用户的体验会越自然。」「空间压缩」算法达到理想效果的最小面积是 4*8 米,这和 HTC Vive 的大空间定位技术 Lighthouse 要求的最小面积基本一致。

位形空间的「空间压缩」算法解决的是 VR 现存的基础问题,如果体验打磨到足够好,在 VR 领域的落地方向几乎是普适性的,「目前我们看到的比较好的匹配领域在于房地产、培训、展览、主题游戏等,只要是有大空间交互需求的,理论上都可以使用我们这套算法。」

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深圳位形空间科技有限公司成立于 2017 年 11 月,同月获得 HTC Vive 战略投资,团队为 3 位合伙人,分别拥有建筑学、计算机科学、交互建筑的跨学科背景,核心算法和混合现实解决方案已提交专利与知识产权申请。目前正在寻求天使轮融资。

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