基于数字技术的虚拟现实空间沉浸式体验形态研究

吴月亮

（湖南科技大学建筑与艺术设计学院 湖南 湘潭 411201）

1 引言

随着数字化和互联网进程飞速发展，越来越多的数字化载体和互联网终端融入我们的生活和工作之中。根据中国互联网络信息中心（CNNIC）发布的第47次《中国互联网络发展状况统计报告》显示：截至2020年12月，中国网民规模达9.89亿，互联网普及率达70.4%，其中手机网民规模达9.86亿，占比达99.7%[1]。

在手机平台上，互联网的操作体验与传统方式并不完全一样，其最大特点就是不受空间约束，从手机网民所占的比例可以看出用户对于新的空间体验模式接受度是非常高的。新的互联网平台和设备出现对于用户的体验产生了巨大的改变，这些数字表明，在如此庞大的用户圈基础上，“互联网+”的用户体验需要建立立体化交流平台，并实现新的交互途径。美国战略地平线LLP公司创始人派恩二世（B.Joseph pine II）和吉尔摩（James H.Gilmore）认为：体验经济是继农业经济、工业经济、服务经济之后的人类经济生活发展的第四阶段[2]。派恩（pine II）认为，所谓体验经济，是一种以产品和内容作为载体，以服务作为基础平台，通过满足人们的生理心理需求体验而产生的一种经济形态，是一种全新的经济发展方向。体验经济与产品经济、服务经济一样是生产力发展到一定阶段与人们需求不断上升相互作用的产物。相比之前的非体验经济，体验经济具有以下几个特征：（1）消费者主动参与产品创新和开发；（2）企业实现开放化运营；（3）定制化市场；（4）市场竞争逐步个性化与体验化；（5）用户定价权利增大；（6）市场逐步形成主题性；（7）设计与服务的即时性；（8）用户主导品牌运营；（9）用户价值定制化[3]。

2 空间体验特征

空间是与时间相对应的一种物质客观存在的形式，是一种非常抽象的定义。其包含宇宙空间、网络空间、思想空间、数字空间、物理空间等，我们通常说的空间一般指的是三维空间，即长度、宽度、高度所形成的空间形态。人对于空间的感知是通过视觉、触觉、嗅觉、听觉和味觉来实现的，也就是我们的五官体验。在对应空间感知里面，视觉是获取信息的主要途径，由于人眼睛有接收和分析视像的能力，可以辨析物体的外貌和空间属性的改变，包含了空间、色彩、形状和动态，视觉上获取的信息也比较丰富和准确。所以，我们的很多空间体验形态上，视觉所占的比重是非常大的。

不过在数字技术和互联网技术的应用上，用户在空间的体验上往往还是停留在视觉的表象上，比如显示器等平面载体，虽然显示面积在不断加大，也出现了符合人眼视觉习惯的比例和弧形屏幕，但是始终停留在二维平面的基础上。即使视觉是我们感知空间的主要手段之一，但是缺少了其他的感知，对于空间的体验是不完整的，这种缺失的感觉必然会影响体验的舒适度。在数字技术的研发下，虚拟现实技术和硬件开发都越来越成熟，相较于传统基于大型设备和装置搭建的体验空间，沉浸式体验产品具有轻快便捷、佩戴方便、内容丰富的特点。能够让用户在多感官下体验空间，并且在短时间内实现内容的更改与迭代，满足用户多样化、实时化、差异化的需求[4]。

3 沉浸式体验特征

沉浸式体验与心理学中的心流（Mental flow）概念相似，指的是当人们沉浸在当前正在进行的某种事件当中，全神贯注、专心致志投入并获得愉悦感而体验到的一种精神状态，是由积极心理学家米哈伊·奇克森特米哈伊提出，认为心流就是人们获得幸福的一种可能途径[5]。心流在心理学中是指人们在投入度十分高地进行某种活动时表现出来的心理状态，通常在此状态时，不愿被打扰，也称抗拒中断，是一种完全沉浸于某种事件的感觉。心流产生的同时会有高度的兴奋及充实感。

后来他在TED（2004）的演讲中，将人们处于“心流”中的感受归纳为以下7个方面。

（1）完全沉浸。专注度提高，对于正在进行的活动充满热情。

（2）感到兴奋。从日常的焦虑中脱离出来，进入愉悦的精神状态中，从而感受到一种喜悦。

（3）内心清晰。知道自己的目标是什么，以及目前对目标的完成度是多少。对目标有清晰的认识，并且准确地意识到实现目标需要付出多少努力。

（4）能力的认知。对于自己能力有准确的判断，通过挑战完成相应的任务。

（5）平静感。进入一种平和的精神状态，甚至丧失部分其他感知，有时连基本生理需求会被忽略掉。

（6）时间压缩。由于在专注度极高的状态下投入当前事件中，时间在不经意间过得比正常情况下要快很多。

（7）内在驱动。觉得自己做这件事情源于内心的渴望和对该目标的认同，并且处于“心流”的状态又能帮助其完成这件事情、实现该目标。

4 虚拟现实体验形态

虚拟现实技术是近些年新兴的一种数字技术，2016年更是被称之为VR元年。VR（虚拟现实，也被称为精神意境，虚拟体验）被称为环境技术或人工环境。这里所说的虚拟现实是通过计算机技术创建一个全方位的立体空间，给用户营造出视觉、听觉、嗅觉和触觉的模拟环境，让用户可以快速地、不受任何限制地沉浸在空间环境并且与之互动。它本身是由计算机的硬件、交互软件和各种数据信息传输形成的虚拟空间环境，所以可以使用户进入这个空间环境以后，马上就能与环境产生交互。

VR虚拟现实技术有3个重要的特征：（1）具有良好的沉浸感。人们利用计算机来搭建一个虚拟的空间环境，让用户通过五官来进行空间体验，与真实世界没有太大差别。这样能让用户感受到在虚拟空间中的存在，并能在与计算机交互的过程中尝试扮演任意角色来体验，与现实的空间环境体验有着相同的感受。（2）有丰富的交互性。用户活动是交互的主要组成部分，在虚拟的空间环境中利用全方位的感应设备与不同的对象相互作用。用户接收信息的方式变得更加合理多样，不仅仅只是被动接收，而是能主动与虚拟环境进行多种方式的互动[6]。（3）有完全创新的构想性。可以让用户在虚拟的空间环境中体验现实中不一样的或者不能实现的状态，从而探索新知识和感受，提高对于自身的认识，并且创造出新的构思想法。

虚拟现实具有沉浸、交互、构想三大特征，利用这种技术这可以让用户在体验上产生很强的空间沉浸感，为数字艺术的应用提供了更广阔的视野和多维度的感知以及立体化交流的平台。虚拟现实可以让人专注在当前的目标，在当前情境下感到愉悦和满足，因此虚拟现实空间沉浸式体验可以实现以下几点：（1）具有倾向性去从事某种活动；（2）具有很高的专注度；（3）目标清晰；（4）具有很强的交互性；（5）对于活动的主导性；（6）体验的愉悦性；（7）时间感觉的变化，对于时间的流逝有一定的主观调整；（8）目标挑战的调整，对于投入的目标活动进行一定的挑战调整，通过练习达成目标活动并同时获得一定的满足感。

5 基于虚拟现实的空间沉浸式体验

虚拟现实作为一种数字化技术，在空间沉浸式体验中的载体和设备是多种多样的，现在主流设备是利用数字头盔显示器将用户的视觉和听觉隔离，通过硬件产生虚拟视觉和听觉。同时，用数据手套或者手持感应器把用户的手的触感和行动轨迹进行数据替换，产生虚拟触动感。通过语音识别进行指令的传达与交流，同时，头、手、眼均有相应的头部感应器、手部感应器、眼睛视向跟踪器的追踪，使系统对用户的全方位感知进行实时的反馈。从而产生真实的虚拟空间，虚拟空间系统是真实空间替代的理想模型。

虚拟现实技术经过这些年的发展，不少公司和企业也在这方面进行不断的尝试和突破。2012年1月4日，百度百科数字博物馆正式上线，通过虚拟现实技术，将实体博物馆搬到互联网上。用户通过互联网即可身临其境地观赏珍贵展品，直接压缩了空间距离，随时随地都能感受到历史文化的沉淀，足不出户便可逛博物馆。2016年3月17日，阿里巴巴宣布成立阿里VR实验室，并首次对外透露公司的VR战略，由此可以看出互联网高科技公司对于VR技术的重视，并且对于未来VR产业的认可。2016年4月1日，淘宝推出全新购物方式Buy+，Buy+使用虚拟现实技术，利用计算机图形系统和辅助传感器，生成可交互的三维购物环境，大大增加了网上购物的体验感。

2016年，宜家推出了虚拟现实厨房体验，利用HTC的vive平台，让用户在虚拟现实环境中体验宜家厨房，根据成人或者儿童不同身高体验不同视角，可以使用工具对厨房进行改造。2017年沃尔玛宣布将引入VR购物体验，顾客可以通过 VR 设备进入虚拟超市，有了VR的辅助作用，这样的购物体验不仅能够满足足不出户的购物需求，同时因网购不能见到实物而带来的不安全感也可以消除。

6 结语

虚拟现实技术将图像和空间的理解转换为一个以时空为框架的多感官交互空间，在这样的虚拟空间里，时间和空间的变量可以随意被修正，用户可以随时更改自己与空间的关系，形成一种独特的体验形式[7]。沉浸式的空间体验在用户参与的过程中，通过用户的多维感官使其产生的探索、联想、感悟、愉悦的状态，形成完整的体验形态。随着数字化虚拟现实技术的不断发展，空间沉浸式体验的形态将更加自然和谐，基于数字技术的虚拟现实空间沉浸式体验形态将是未来数字化和互联网体验的主要方式。