交互式虚拟现实游戏之特质

陈韵如

摘 要：近年来，虚拟现实技术发展迅速，在娱乐、教育和游戏等多个领域都具有广阔的应用前景。以游戏领域为例，交互式的虚拟现实游戏具有更宽阔的游戏视角和更丰富的交互方式，因此给玩家带来了更强烈的沉浸感。本文主要探究了当前交互式虚拟现实游戏中的一些特质。

关键词：交互式，虚拟现实游戏，特质

近年来，虚拟现实技术（VR）作为一种新型的人机交互技术，发展十分迅速。具体来说，虚拟现实技术是一种融合了计算机仿真、多媒体技术、传感技术的交互式技术，它通过计算机生成一个三维动态的虚拟环境，并使用VR眼镜、VR头盔、数据衣和数据手套等可穿戴设备刺激用户的视觉、听觉和触觉感官，引导用户沉浸到计算机的模拟环境中，实现人机的实时交互。相比于传统的人机交互技术，虚拟现实技术为玩家带来了更强烈的沉浸感，使玩家产生超越现实的“真实”体验，因此在娱乐、教育、医疗、军事和游戏等多个领域都具有广阔的应用前景。以游戏领域为例，目前EA、Square Enix、育碧、动视暴雪和索尼等多家游戏公司都开始开发VR版的游戏，努力抢占虚拟现实游戏的市场份额。

1 更宽阔的游戏视角

传统游戏一般是屏幕游戏，玩家在游戏中以“摄像机”的视角来观察游戏世界，游戏的画面较为固定，视野大小也受限于多媒体设备（手机、电脑、PSP、平板等）的屏幕大小，因此游戏沉浸感不强。虚拟现实游戏中没有任何屏幕的限制，玩家通过可穿戴设备与游戏中的角色“合二为一”，直接通过双眼来观察整个游戏世界，因此游戏视角更加宽阔，游戏沉浸感也更强。

1.1 视角的选择

相比于传统游戏，虚拟现实游戏的视角更加宽阔，最大可以达到360度全景视角，但是全景视角可能会引发一些问题。首先，全景视角需要花费更多的游戏开发成本，游戏公司需要投入更多的时间和技术资金，来将游戏的画面扩展到全景视角。其次，全景视角可能会引发玩家的眩晕感。具体来说，人体的正常视野范围大约是120度左右，如果游戏是360度全景视角，玩家可能会在游戏中迷失方向，不知道应该往哪看，因而东张西望造成头部大幅度地快速转动，导致VR设备更不上头部的运动，使玩家看到的VR画面与人体真实重力感应不匹配，因此产生眩晕感，直接导致游戏无法继续进行。因此，常见的VR游戏一般采用120～140度视角，通过接近人体的真实视角来保证游戏的沉浸式体验。

1.2 视角的控制方案

为了降低VR游戏过程中的眩晕感，还可以通过控制游戏的运动方式来控制游戏的视角。具体来说，常见的VR游戏视角控制方案分为六种，包括固定式、匀速式、座舱式、轨道式、传送式和切换式。固定式是指将玩家固定于某一个位置，使玩家无法移动，常见于一些初级VR游戏，沉浸体验比较差。匀速式是指将玩家的移动速度控制在一定范围内，避免玩家在游戏过程中产生严重的眩晕，多见于运动幅度小的VR游戏中。座舱式是指以某种工具作为固定参照物来降低眩晕感，例如在汽车和飞机的驾驶模拟中，玩家在固定座位上参与整个游戏。轨道式是指玩家沿着既定的路线移动，一般是略复杂的体育和射击游戏。

2 多样化的交互方式

传统游戏的交互方式一般为平面图形交互，采用按键+UI的模式，交互方式单一而且枯燥。虚拟现实游戏融合了各种先进的科学技术，使得交互方式更加科学和丰富。具体来说，虚拟现实游戏的交互方式可以分为以下八种：

2.1 眼球追踪

眼球追踪技术是一新兴的交互式技术，它可以从根本上解决VR眼镜和VR头盔等设备引发的人体眩晕问题。具体来说，通过检测人眼的位置和移动情况，使虚拟现实游戏快速对玩家的动作做出反应，为玩家当前的视角提供最佳的模拟视觉环境，呈现出更自然的画面。此外，眼球追踪技术还可以应用到VR游戏中虚拟物体上视点位置的景深计算中，可以为玩家提供更加真实的游戏画面。

2.2 动作捕捉

动作捕捉是VR游戏中的一种交互方式，能够帮助玩家获得更好的游戏沉浸感。具体来说，在玩家身体的关键部位（头部、手、膝盖等）固定一些传感器，通过红外摄像机等设备捕捉玩家的位置和方向，检测出玩家的动作，并反馈给游戏设备，使VR游戏针对人体的动作做出更准确的反应。

2.3 肌电模拟

肌电模拟也是VR游戏中的一种交互方式，多用于拳击等运动型的游戏。具体来说，在玩家的拳头和手臂处安装肌肉电刺激模拟器，当玩家出拳时击中游戏中的目标时，模拟器的马达就会震动玩家的手臂，并产生电流刺激玩家的肌肉收缩，模拟出现实中击中对手的感觉，产生拳击的“冲击感”，因而提高游戏的沉浸感。

2.4 触觉反馈

触觉反馈是VR游戏中最常见的交互方式，通过VR手柄设备的按钮和震动实现人机交互。触觉反馈和传统游戏的交互方式较为相似，玩家在进行游戏时要双手各握住一个带有功能按钮和震动反馈的VR手柄。玩家通过按不同的按钮实现VR游戏中的不同操作，同时游戏又通过手柄震动的方式给予玩家信息反馈。触觉反馈方式多用于一些高度特化的VR游戏，例如第一视角的射击类游戏（FPS游戏）等等。

2.5 语音交互

语音交互是未来VR游戏交互的一个方向。在当前的虚拟现实游戏中，玩家常常需要观察图形的指示文字，严重干扰了他们的游戏沉浸感。而使用语音交互方式，用户可以直接忽略VR游戏中的图形文字，更加自由地在游戏中探索、发现，当存在疑惑时直接通过语音与游戏进行交互，而不需要移动到特定部位寻找游戏的指示文字，因此获得了更好的游戏体验。

2.6 真实场地

利用真实场地加强人机交互也是未来VR游戏的发展方向。具体来说，实地建造一个与VR游戏具有同样墙壁、阻挡、边界和地形的真实场地，并依据VR游戏中的场景设计仿造出相似的生活用品和道具，在VR设备视觉模拟的基础上，加强玩家的触觉、嗅觉和听觉体验，使玩家“真实”地置身于VR游戏场景中，帮助玩家获得更好的游戏沉浸体验。

2.7 手势跟踪

手势跟踪是目前VR游戏中常用的一种人机交互方式，主要分为光学跟踪和数据手套跟踪。具体来说，光学跟踪方法更为灵活门槛也更低，通过VR头盔等已有设备直接生成光学手部跟踪，不需要穿戴额外的设备，但是其视场有限，需要玩家付出脑力和体力，因此应用前景有限。数据手套需要玩家在VR游戏中穿戴具有反馈机制（震动、按钮和触摸）的手套设备，使用门槛高，但是没有视场限制，手势跟踪效果比较直观，因而提高了游戏的沉浸感。

2.8 传感器交互

传感器交互是未来VR游戏的一个发展方向，能够有效提升用户的游戏沉浸感。具体来说，它使用温度、光敏、压力、视觉等多种传感器模拟VR游戏中的信号，再通过脉冲电流使玩家的皮肤产生相应的感觉，或是通过某些设备直接将游戏中的触觉、听觉、嗅觉等感官体验传送到大脑中。

总的来说，虚拟现实技术近年来发展迅速，尤其是在游戏领域得到了广泛的应用。以交互式的虚拟现实游戏为例，它具有更宽阔的游戏视角和更丰富的交互方式，因此给玩家带来了更深的游戏沉浸体验。

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