空间不够,你不能走直线,对于虚拟现实来说这很棒


Qualcomm & Pico XR创新应用大赛获奖作品

人类很简单,很不擅长走直线:给一个人戴上眼罩,他就会走成一个圈。但是在虚拟现实中,这种缺陷就变得非常方便。人类很不擅长感知自己在所处空间里的位置,所以微妙的视觉提示可以诱导他们相信自己正在探索一个巨大的区域,实际上他们从来没有离开这个房间,这个程序被称之为重定向行走。

当虚拟现实科技发展得越来越好的时候,人们有一天可能会戴上头戴显示器脚踏实地地探索沉浸式虚拟世界,例如建筑物,甚至是整个城市。但是如果你撞到了现实生活中真正的墙,那就不是特别沉浸了。南加州大学的计算机科学家Evan Suma说:“在虚拟现实中你如何四处走动的问题是虚拟现实圈子里尚未解决的几个大问题之一。”

这样才有了重定向行走。结果是,如果你增加26%或者减少14%的人们必须行走的虚拟距离,他们并不会真正注意到。在他们真实的道路是曲折的情况下,如果改变虚拟房间,他们在虚拟现实中看到的路是直的。也可以将房间相对于他们头部的旋转调高49%或者是调低20%。


南加州大学创意技术研究所做的一个虚拟现实研究。天线装LED用于追踪运动。

我们是如何忽视这些不匹配的?当你想到运动症跟虚拟现实的联系时,可能觉得特别奇怪。看到的动作和感受到的动作之间极小部分的不匹配都会造成恶心。Suma说:“时间是关键。”你的眼睛、肌肉、关节和前庭系统都在合作,你内耳里液体的晃动创造了运动的知觉。

但是只要你看见一个运动和感觉到一个运动,那种运动的幅度或者方向不必是准确的。迈阿密大学的心理学家Eric Hodgson说:“你的非视觉系统是很懒散的。”在真实世界中,视觉线索纠正任何感官运动的懒散性,(Hodgson说:想想你走过自己的客厅的次数,你仍然会在黑暗中走过客厅的时候撞到自己的小腿。)但是在虚拟现实中,软件控制了所有的视觉线索,诱导人们易受暗示的肢体走过一段合理的路。

但是,你的身体仍然很擅长对那些视觉线索迅速作出回应,这也是为什么对于在虚拟现实中运动的硬件解决方式将会很难实施。全方向的跑步机必须移动身体部位,而不是仅仅刷新屏幕上的像素。他们也很贵。另一个解决方案是优质的老式操纵杆,但是这部分减少了虚拟现实的沉浸感。所以重定向行走可能是最有效的方式。


左边,一张示意图作比较,虚拟空间是蓝色的,真实空间是红色的。右边穿过虚拟房间的一条路。

第一张图显示虚拟现实中重定向行走来自北卡罗来那大学Chapel Hill分校Mary Whitton实验室。Folk wisdom一直以来都认为在沙漠或者树林中迷路的人最终都会走成一个圈,但是虚拟现实太复杂,所以要花很长的时间测试出结果。在2001年的研究中,Whitton将11个人放在一个虚拟消防演习中。

在退出虚拟走廊之前,他们必须曲折前进,按四个按钮,每个转折都是一次重新定向的机会。虚拟空间一个很长的走廊,但是真正的房间比虚拟尺寸的一半还要小,而参与者最终使自己的路线加倍,而不是在一个角度转向。Whitton说:“这个研究进行得如此顺利,我现在都还很惊讶。”


一扇门在虚拟空间中旋转了90度。

更加复杂的重定向科技也正在出现。Suma利用一个名为改变失明的现象:如果我们没有看见一个物体在移动,我们并没有真正注意到它位置的改变。例如,他将门的位置旋转了90度,在一个参与者的背后重新布置了这个虚拟世界。(Portal这款电子游戏激发了Suma研究空间操纵,这可能并没有使Portal感到惊讶。)他测试了77个参与者,每个人都穿过一打这样的旋转门,只有一个人注意到任何恐慌的事情正在发生。使用这种旋转门的科技,他能够在一个16×16英尺的房间里创造一个几千乘以几千平方英尺的虚拟建筑。

重定向行走在实验室中效果很好,但是在客厅中仍然是一个行不通的方法。首先,你需要一块很大的空间(没有家具)用来走来走去。另外一个限制是钱:重定向行走需要在一个相对大的空间里对一个人进行很好的位置追踪。这些系统是存在的,虽然对于普通消费者来说他们仍然太贵。但是,在几年前,人们也是这样评价虚拟现实头戴设备的。

VIA wired

 

原文链接https://yivian.com/news/9887.html
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