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熊哥有话说

游戏的未来之争?虚拟现实还是增强现实

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智能手机对于当代的人来说已经不仅仅是一个通信、娱乐设备了,更像是人身体的延伸,人体的另外一个器官,与人几乎形影不离。然而如果是作为一个器官的话,它与人身体的融合程度又好像还远远不够,因为手机对人来说还有很明显的“携带感”。那么未来有没有什么可以在功能上替代现在的手机,而且没有那么浓重的“携带感”呢?答案是肯定的,这也是为什么“可穿戴设备”近些年来在科技圈如此火热的原因。长远来看,手机被智能“可穿戴设备”取代只是时间问题。

Google glassGoogle glass

从早期火热的 Google glass 到最近让人眼前一亮的 HoloLens 再到马上即将上市的 Apple Watch,虽然这些可穿戴设备还没有切实改变我们的生活方式,融入大众的生活,但是却给了我们足够多的想象力,让我们依稀可以看见未来我们的生活会是怎样,我们的世界会是怎样,当然,还有我们能体验到的游戏会是怎样。

Oculus RiftOculus Rift

近几年,可穿戴设备领域发生了巨大的变化,Facebook 去年以20亿美元收购 Oculus;微软开发了 AR 头戴设备 HoloLens;Google 以5.42亿美元领投 AR 头戴设备开发者 Magic Leap;专注于人机交互技术 uSens 推出结合 VR 与 AR 的头戴设备 Impression.π;国内也有创业公司智帽科技推出 AR 头戴设备 SEER。作为全球游戏行业的风向标,有着27年历史的全球性质的游戏行业盛会,本届全球游戏开发者大会(GDC 2015)上关于虚拟现实和增强现实的内容绝对是最值得关注的焦点之一。在本届 GDC 大会上,一手开创了 FPS 游戏类别的天才程序员、Oculus VR 的首席技术官约翰·卡马克发表了题为“虚拟现实的黎明”的演讲;而知名游戏公司,《半条命》和《DOTA2》的开发商 Valve 也宣布进军 VR 领域;索尼也正式宣布 PlayStation 虚拟现实 VR 设备—— Project Morpheus 将于2016年上半年发售。这些都给我们一种感觉,虚拟现实不再是一个理念超前的概念产品,它已经离我们很近了,可是,有多近呢?

从黑夜到黎明 虚拟现实用了二十年

其实说起虚拟现实设备,它已经不是一个新兴产品。早在二十多年前就有像任天堂、索尼这些老牌游戏公司开始探索虚拟现实设备,不过限于那时的硬件设施和技术条件,虚拟现实的理念显得过于超前,所以大部分都没有成功,Virtual Boy 更是成为了任天堂史上最失败的游戏机,甚至直接导致了任天堂功勋之臣横井军平的离开。

二十年前任天堂的Virtual Boy二十年前任天堂的Virtual Boy

虚拟现实并不神秘,原理也很简单,跟 3D 电影一样,不过是通过双眼的视差来产生立体的感知。在去年的谷歌I/O大会上,参会的开发者可以领到一个小小的黄色纸板盒 Cardboard,这就是谷歌推出的廉价3D眼镜。即便你没有参加大会,也只需要购买一些简单的零件,就可以自行组装一个简单的基于手机的虚拟现实设备。而且网上也有很多很廉价的 VR 眼镜售卖,虽然很简陋,但是想要体验一下“虚拟现实”的感觉也足够了。

谷歌的简易3D眼镜Cardboard谷歌的简易3D眼镜Cardboard

虚拟现实(Virtual Reality),简称VR,是指是利用电子设备模拟产生一个三度空间的虚拟世界,提供用户关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让用户如同身历其境一般,可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。用户进行位置移动时,电脑可以立即进行复杂的运算,将精确的三维世界视频传回产生临场感。这种技术应用于游戏当中将给人非常强的沉浸式体验。

从上面我们知道,完整的虚拟现实体验包括视觉、听觉、触觉三个维度,而触觉模拟难度是最大的,因为要对人的动作进行捕捉,并且进行力学上的反馈,比如说要对你在游戏中捡起一块石头的动作进行触觉模拟的话,就需要通过设备对你的眼部和身体的动作进行捕捉,然后和游戏中的虚拟世界进行运算,然后通过穿着的设备,比如在手套内层安装一些可以振动的触点来模拟触觉。要精准实现这样的体验在技术方面还有很长很长的路要走。而当前的一些 VR 设备解决的只是视觉上的三维模拟,离完整的虚拟现实体验还有很远的距离,属于“VR”的最初级阶段。

你认为自己玩“VR”游戏时至少应该是这样的。

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事实上,你是这样的。

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然而,即使是“VR”的最初级阶段,目前也还面对一个最大的困难,就是 3D 眩晕症。“人们喜欢上了 VR 的 Demo,他们把设备买回家,然后开始狂吐”。Oculus 的 CTO 在今年 GDC 演讲上在面对“为何 Oculus 的发展放缓?”的提问时曾这样表示。很多人在体验 Oculus 游戏的时候会出现明显的恶心,头晕的现象。这种情况和有的人玩一些代入感比较强的 3D 游戏,特别是 FPS 这种第一人称游戏的时候,会感到头晕一样,作为曾经玩 FPS 玩到呕吐的我对这种症状深有体会。

“头晕”危机“头晕”危机

其实这种眩晕症状和晕车以及看 3D 电影头晕的情况类似,都是因为眼睛感受的画面运动和身体感受到的运动不协调导致的。因为人类在长期的进化出来的各种感觉器官是高度协调合作的,在玩这种拟真度比较高的游戏的时候,眼睛看到的场景是你跟游戏中的人物一样正在进行大幅度和高频率的运动,它会跟你的大脑说:哇塞,动得好厉害!而耳内的运动感受器官——前庭系统(相当于人体内的加速计和陀螺仪)却没感受到同样的运动,它则会告诉你的大脑:我擦?我没动啊?这时你的大脑就晕菜了,这两种相互矛盾的信号会让神经中枢无所适从,不知道哪一个是正确的,然后发出眩晕指令,希望人体能停下来,摆脱这种不正常的局面,这实际上是身体的自我保护机制。而这种眩晕的症状在 VR 设备中会更加强烈。

减弱这种症状的方式有两种,一种是降低代入感,让大脑可以分辨出视觉反馈的信号的虚假性,并抑制视觉传来的神经冲动,不过这跟“VR”的理念相悖。还有一种就是让眼睛感受的画面运动和身体感受到的运动尽量同步,简单的说就是让头部或者身体跟着视觉一起动起来。所以,降低延迟是解决 VR 眩晕症状的一个关键,延迟越低,当头部左右转的时候,游戏中的视觉信号就能尽可能的同步。

目前我们能看到的 VR 技术分为两种:移动 VR 和家庭 VR。移动 VR 指的其实就是基于智能手机的 VR 系统,目前以三星 Gear VR 为代表,把 Galaxy Note 4 插到 Gear VR 的 USB 槽上之后就能启用。家庭 VR 则有以 Oculus Rift 为代表的 PC VR 和以索尼基于 PS4 的 Project Morpheus 主机 VR,这些则需要你把眼镜和个人电脑或是主机用线连起来。

sony-project-morpheus,Z-A-427654-22.jpgProject Morpheus

索尼的办法是坚持有线连接,用高分辨率低延迟。而 Valve 联合创始人 Gabe Newell 在本次 GDC 大会上表示自家的 SteamVR 眼镜采用"高分辨率、高速追踪"能力的 Lighthouse 运动追踪系统已经“完全消灭了眩晕现象”。Valve 通过一套采用了激光进一步精确跟踪用户的运动,并将现实的运动轨迹实时同步到虚拟场景中。不过有关的详情并未公开,我这里持保留态度。当然如果是真的,那么 VR 离大众消费品又近了一大步。

Gear VRGear VR

而移动 VR 是基于智能手机的,移动设备的性能什么时候可以至少保证用户使用移动 VR 时不会头晕,并没有确切的答案,在本届 GDC 上,三星表示 Gear VR 2 大约在今年年底会出,但也表示新品和一代相比“不会有根本性的区别”。

增强现实设备:取代手机的下一个移动终端

不管是移动 VR 还是家庭 VR,因为是要完全进入另外一个全 3D 的虚拟空间,所以最多只是 PC 和家用机游戏的未来形态,不是在公共场合使用的设备,无法取代手机成为可以随身携带的游戏设备。那么这就是增强现实的领域了,不同于虚拟现实要完全进入另一个“世界”,增强现实旨在通过数字技术加强和现实世界的联系。

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增强现实(Augmented Reality),简称AR,是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的技术,它可以将真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间。这种设备的主体还是“现实”,技术起到“增强”的作用。能够把虚拟信息(物体、图片、视频、声音等等)融合在现实环境中,将现实世界丰富起来,构建一个更加全面、详尽的世界。增强现实设备经常出现在各种科幻电影里面,是全副武装的未来战士的标配。

科幻电影阿凡达中的全息技术科幻电影阿凡达中的全息技术

形象的说,虚拟现实就像是做梦,完全进入了另外一个空间;而增强现实则像是大白天出现幻觉,人是在现实中,但是包含虚拟的信息。目前的增强现实和全息技术(Hologram)有部分重叠。二者的区别是,前者是任意人可见,后者只有戴着镜片的人自己能看到。

Microsoft HoloLensMicrosoft HoloLens

从火热了两年的 Google Glass 开始,增强现实眼镜开始不断出现,现在大家最看好的增强现实设备当然是微软刚刚发布的 HoloLens。此前火热了两年的 Google Glass 已经基本宣告失败,单目眼镜无法呈现 3D 效果,而且人眼看微型屏幕与真实世界是分离的,更像是挂在脸上的手机,不仅屏幕小清晰度差,还得双眼聚焦到右上角,看上去很傻,而且使用久了还会感觉疲惫。

看上去一点都不傻看上去一点都不傻

而 HoloLens 不仅有着 Oculus 的 3D 效果,而且还可以完成深度探测和相关的手势识别,这一点延续了 Kinect 的传统强项,它可以准确地捕捉用户的眼部和肢体动作。相信许多 minecraft 的爱好者看到 HoloLens 版《我的世界》的 DEMO 的时候,一定非常激动而且震撼。

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虽然 DEMO 很炫酷,但是要作为成熟的消费品还有很长的距离,包括设备的电量,不同光线环境下的透视效果,识别精准度,以及超大的计算量带来的发热等等问题,想要完美解决都是需要时间的。除了技术方面要面对的问题,还有一点,虽然有些肤浅,但是如何做到佩戴和使用的时候不傻而且便携,也是非常重要的。现在的 HoloLens 估计很难有人愿意出门的时候随身携带,一个是随时戴这么大个头盔本身就很奇怪、很傻,另一个是人机交互的时候,比如要隔空操作两米外的东西,伸一根手指头弯来弯去的(就像发布会演示的那样),在别人看来会觉得更傻。

各大科技公司都先后推出自己增强现实产品,似乎唯有苹果没什么动静。这也说明目前的 AR 在技术方面或者交互方面还不够成熟。我们知道苹果这家公司不会做一些概念性的产品,它的策略是在正确的时间做正确的事情,用已经成熟的技术打造成熟的消费品,比如电容屏触控技术成熟之后推出的的 iPhone,比如即将上架销售的 Apple Watch。

目前来看Apple Watch只是手机的辅助设备目前的Apple Watch只是手机的辅助设备 玩游戏在类型方面很受限制

如果时机到了,苹果不会无动于衷,因为 AR 毕竟是 PC 和手机之后的又一个全球平台级的机会。PC、电视、手机等所有“尺寸有局限性”,却有着“屏幕拓展需求”的设备可能都会被取代。上个月,有消息称苹果已组建了一支小规模的团队着手开发增强现实技术,以苹果的惯有风格来讲,它推出的时候应该就是 AR 设备成为消费品时候,相信很多人都非常期待。

虚拟现实OR增强现实?

总得来说,虚拟现实应用在游戏领域有着目前可以触及的代入感最强的游戏形态,虽然现在的主流 VR 设备只是处于在视觉方面全 3D 模拟的初级“VR”阶段,但是也足以给人以前所未有的沉浸感。体验这种游戏的时候你的身体甚至会不由自主针对游戏中的场景做出种种反应,即使你不断提醒自己:这是假的!这是假的!而且现在也有公司表示自己已经解决了“3D眩晕症”的问题,如果是真的,那么虚拟现实游戏应该会更快一步走进我们的生活。

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而增强现实设备则有着更便携的特点,更多的应用场景,当然也是未来最终取代手机的产品。虽然现在最好的 AR 设备 HoloLens “看上去”已经到了能用的地步,但是距离成为大众消费品还有很长的距离,有业内人士表示这个时间是3年以内,我觉得这也有点过于乐观了,5-10年可能会比较合理一些。虽然目前的 AR 技术远没有到成熟的地步,未来的 AR 也不一定就是 HoloLens ,但是不管时间多长,该来的总是要来的,游戏领域下一次的风云突变,也许就在几年之内。近几年,手机游戏如此火爆是因为手机游戏更优么?显然不是,而是乘了智能手机普及的东风。所以当手机开始慢慢被取代的时候,手游的地盘慢慢被吞噬也就是在所难免的了。

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介于虚拟现实和增强现实在技术方面有很多共通的地方,比如全 3D 模拟,比如眼部及身体的动态捕捉和深度探测,或许未来 VR 和 AR 不是两种技术或者两种设备的区别,而是两种模式的区别,我们在同一款设备上可以选择 “VR模式”进入一个完全虚拟的空间,体验身临其境的游戏。也可以选择“AR模式”在进行现实世界的活动的同时,体验与现实互动的游戏。

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当然这些智能可穿戴设备在未来的影响绝不只是对游戏和游戏行业,就像 iPhone 的出现,不仅仅是让游戏行业风云突变,而是完完全全改变了人们的生活方式。而 AR 和 VR 也让我们看到了一种可能,未来我们的通讯方式,办公方式,娱乐方式都将被改变;电脑,手机,平板,电视甚至电影院等所有“尺寸受限”的屏幕都会被取代;在未来,一挥手你就可以完全沉浸在一个虚拟世界,体验更加“真实”的虚拟人生。

You小风

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