虚拟现实技术在游戏设计中的应用探析

胡志忠

（吉林动画学院，长春 130032）

当前人们对娱乐的需求量也不断增加，游戏作为一种常见的娱乐方式，能够为玩家带来轻松愉快的游戏体验。随着虚拟现实技术的不断发展与应用，传统的游戏方式已经无法满足玩家需求，当前玩家都更加重视游戏体验感和娱乐性，只有真实的仿真游戏场景和游戏操作才能给玩家带来更高的游戏乐趣。在游戏设计中利用虚拟现实技术能够创造人机交互场景，增强游戏的可操作性和体验感。正是因为虚拟现实技术具有这样的优势，得到了玩家的一致认可和喜爱，目前被广泛应用于沉浸性和互动式游戏设计当中。

1 虚拟现实技术应用于游戏中的优势

虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）是当前信息技术发展中的一项新兴技术，指的是利用信息技术搭建出一个三维虚拟空间，让用户在虚拟空间中通过身体的各个感官直接感受虚拟世界带来的真实体验，使用户在虚拟场景中获得情感共鸣。简单来讲就是利用信息技术创造拥有真实世界体验的虚拟世界，利用虚拟现实技术中生成的虚拟环境打造一种三维交互式动态场景，穿戴设备后为使用者提供身临其境的真实体验。实际上最早期的虚拟现实技术被应用于军事领域，由VPL公司提出，作为20世纪80年代的尖端科技被用于军方作战模拟训练和军事操演，之后由于该技术具有较好的沉浸式和交互性特点，逐渐被应用于商业领域，尤其是在电子游戏行业得到了极大的发展[1]。随着游戏行业的高速发展，游戏种类和游戏方式都发生了巨大变化，虚拟现实技术因为具有较高的真实性和仿真性，能够提高游戏体验感，受到了游戏玩家的一致认可。目前该技术在游戏设计中的优势主要体现于以下几点。

1.1 真实性

虚拟现实技术在游戏中可以快速收集录入玩家传输的信息，结合游戏设定给玩家提供视觉、听觉等沉浸式真实感受，使游戏场景和游戏过程更加逼真。而且虚拟现实技术也可以让游戏更加具有操作性，玩家在游戏过程中能够产生极强的代入感，结合游戏场景进行更多个性化游戏操作，满足玩家的游戏兴趣，给玩家提供更多真实的游戏体验。比如游戏场景出现摇晃时玩家佩戴虚拟现实设备也能够感受到晃动。与传统游戏相比，虚拟现实技术能够让游戏设计的操作感、空间感更强，也能够更好地吸引玩家，获得玩家的青睐。

1.2 交互性

虚拟现实技术具有较高的交互性特点，游戏过程中不仅能够实现人机交互，也能够进行人人交互，为玩家提供交互场景，使玩家在游戏当中能够获得游戏角色的乐趣，进一步体现游戏的娱乐价值。虚拟现实技术可以让游戏设计更加多样化、趣味化，体现出游戏的娱乐性。娱乐性和可玩性是吸引新玩家的关键，虚拟现实技术能够创造出各种真实的游戏场景和游戏内容，玩家在游戏过程中可以利用游戏设备体验真实的游戏场景，获得游戏感受。

1.3 公平性

公平性是保持游戏健康发展的重要指标，虚拟现实技术使游戏玩家获得了较高的体验感和可操作性，同时也给玩家提供了更多的操作途径和操作体验，弱化了游戏的规则限制，提高了游戏的操作体验。玩家在游戏中可根据游戏背景自由进行操作，玩家可在符合游戏背景的前提下通过任意方式完成游戏任务。不仅增加了游戏体验感，还保证了游戏的公平性，给玩家提供了更多自主发挥的空间，有利于提高游戏吸引力。

1.4 沉浸性

虚拟现实技术使玩家进入到虚拟世界当中，与虚拟世界融为一体，虚拟现实技术完全改变了以往的UI设计，使游戏不再有空间屏幕概念，玩家可以完全沉浸于游戏环境当中，提高玩家的游戏体验感。尤其是在使用各种VR设备的基础上，虚拟现实技术能够给玩家带来更加真实全面的感官体验，让玩家沉浸在虚拟的游戏空间当中，在这一游戏背景下玩家所产生的游戏体验与真实环境相同。

在传统的游戏设计过程中时间、空间是影响用户游戏体验的主要原因，用户只能通过手动操作获得游戏体验，缺乏身体各个感官的游戏感受。当前随着各种科学技术的应用，在游戏设计中已经可以让玩家彻底摆脱时间与空间限制，打造立体的三维游戏场景，使玩家获得身临其境的游戏感受。虚拟现实技术融合了各项先进的计算机技术，包括三维计算、图形处理、广角立体显示、游戏跟踪和网络传递等手段。

在传统的游戏设计中比较注重游戏世界的设定，让玩家沉迷于游戏剧情当中，但是却忽略了玩家的游戏体验，玩家只能通过游戏人物操作游戏界面，了解游戏世界背景，而不是玩家自身获得真实的游戏体验，这使得玩家在游戏过程中无法真实感受到游戏世界的新鲜与刺激，影响了玩家在游戏中的娱乐性，这也是目前传统游戏一直无法突破的主要问题。虚拟现实技术能够借助一些游戏设备让玩家成为游戏中的角色，真正身处于游戏世界当中，与游戏中的人物展开交互，具有极强的真实性、沉浸性和交互性等特点，能够给玩家带来传统游戏无法提供的感官满足。

当前将虚拟现实技术与游戏结合创造更加真实沉浸的游戏体验是众多游戏设计者不断追求的目标。在未来的游戏设计中利用虚拟现实技术设计高仿真游戏场景，应不断加强虚拟现实技术和游戏设计的融合创新，给玩家带来更加真实的仿真体验，使玩家在虚拟游戏世界中获得真实的触感。

2 虚拟现实技术在游戏设计中存在的问题

虚拟现实技术能够模拟真实环境，构建动态立体化游戏场景，玩家只要佩戴设备就可以进入交互界面与游戏中的人物和环境进行交互，使玩家产生沉浸式的游戏体验。但是当前由于多方面因素影响虚拟现实技术，在游戏设计中仍旧存在诸多问题限制了虚拟现实游戏的设计与发展。其问题主要体现于以下几个方面。

2.1 硬件设备问题

当前的虚拟现实技术与20年前的3D游戏成像的发展情况类似，其目的是打造模拟仿真的游戏体验，至少让用户的主观感受与游戏世界产生关联。但是当前虚拟现实技术在游戏设计中都需要使用VR设备，而此类设备在使用过程中会让使用者普遍出现眩晕、疲劳和移动障碍等问题，这种反差会给玩家带来较强的违和感。虽然部分设备已经突破了这一问题，但是设备沉重，佩戴效果不理想，不能给玩家带来沉浸性的虚拟游戏体验，尤其是使用时间较长会导致玩家出现非常明显的身体不适情况。而且玩家想要获得虚拟现实的游戏体验，就需要到专业的游戏机构或者是购买昂贵的游戏设备。缺乏设备的普及与应用，导致大部分传统游戏玩家都无法获得良好的虚拟现实仿真游戏体验。

2.2 交互方案不理想

目前在虚拟现实技术的应用背景下游戏设计也会给玩家带来全新的游戏体验，让玩家沉浸在游戏世界当中，比如Land's End、水果忍者都是比较常见的虚拟现实游戏，但是在游戏过程中玩家需要通过游戏手柄完成游戏，而虚拟现实世界中各种新奇的事物都会激发玩家的好奇心，玩家会不由自主地想要触碰虚拟现实空间中的事物，但却不能让玩家产生真实的触感和体验感[2]。这就说明当前虚拟现实技术在游戏中的交互效果并不理想，玩家并不能在游戏场景中获得真实的游戏体验。站在理论角度进行分析，虚拟现实技术打造的三维立体游戏空间需要给玩家带来真实的感官体验。玩家在虚拟空间中无障碍体验，轻松实现跑、跳和蹲等动作，但是现在无论是使用手握传感器还是其他类型传感器都无法给玩家带来舒适的游戏体验，玩家在游戏中进行有效操作十分困难。

2.3 性价比较低

目前价格问题也导致虚拟现实技术在游戏领域存在较为严重的推广问题，玩家想要获得更加真实立体的游戏体验就需要在身上佩戴传感器，全套的身体传感器对于大部分玩家来说是一笔非常高昂的费用，很少有消费者能够负担。即便是购买一个符合游戏体验佩戴感舒适的VR眼镜，价格也十分昂贵，所以虚拟现实技术打造的仿真游戏至今为止很难获得全面普及。另外在虚拟仿真游戏设计过程中由于游戏设计复杂、程序更新复杂，无法做到及时的游戏更新，内容重复性较高且价格昂贵，给玩家的游戏体验带来了诸多困扰。所以在性价比的影响下大部分消费者并不会为虚拟现实游戏买单。

3 虚拟现实技术在游戏情景仿真设计中的应用

虚拟现实技术能够在传感器、模拟处理、用户界面和输入处理等多个方面为玩家提供较好的游戏体验。玩家可利用鼠标、键盘、数据手套和显示器等多个游戏设备进入游戏界面，扮演游戏中的角色，获得游戏角色的视觉、听觉等感官体验。因此在虚拟现实技术的应用中玩家往往可以获得真实的游戏体验，这种游戏方式代替了以往的键盘、鼠标游戏操作方式，玩家的游戏体验方式更加丰富，可操作性也更强。目前虚拟现实技术在游戏设计中的应用主要包括以下几个方面。

3.1 游戏基本程序设计

在游戏设计过程中合理利用虚拟现实技术，能够进一步提高游戏基本程序的设计质量，通过有效控制资源管理的方式，加强游戏设计与研发服务的联系，提高游戏设计的流畅性。比如在基本程序设计过程中，资源管理既包括游戏模型脚本，也含有游戏各项工作的资源输入设置。将虚拟现实技术与游戏基本程序设计相融合，能够将原本的概念化游戏构造场景搬移到实际游戏设计场景当中，使游戏与程序设计完全融合。例如在游戏设计过程中当游戏中的物品或物体需要增加组件时，可以直接在虚拟场景中进行加工处理，使其形成一个完整的安装包，摆脱传统研制工具的限制，在真实的游戏场景中完成游戏终端安装与运营。另外虚拟现实游戏程序设计时结合虚拟现实游戏的创作背景设计界面，进行游戏研发编辑与建模。为了确定游戏基本程序设计是否符合游戏场景设定，可以在虚拟现实中测试游戏产品的变更情况及游戏体验，使游戏基本程序设计更加贴合游戏设定。

3.2 三维仿真立体游戏场景设计

虚拟现实技术在游戏设计中主要是利用虚拟现实软件与硬件设计三维立体空间，利用各种语言和动画设计仿真游戏动态场景，为玩家带来真实性较强的游戏环境，给玩家提供身临其境的游戏体验。当前为了获得更加真实的游戏仿真体验，在三维游戏仿真实验过程中运用Visual C++仿真设计，能够有效模拟三维动态游戏视景[3]，增强游戏画质输出质量，有利于增强游戏的逼真性和交互性。

在游戏设计中场景设计应给玩家带来沉浸式的游戏体验，让玩家在游戏场景中获得真实体验。因此在游戏设计中需要利用虚拟仿真技术对游戏场景进行布局设计，通过贴图、场景、材质和灯光等几个方面提高游戏场景的真实性和氛围感。例如游戏中灯光的作用不仅仅是让游戏场景更亮，而是应该呈现出一种独特的游戏氛围，使玩家被游戏氛围所影响沉浸在游戏当中，获得真实的游戏体验。《纸人》是一款典型的恐怖特色游戏，在游戏中会运用不同颜色的灯光来体现恐怖氛围，例如桌子上的烛光、走廊中的月光，这些场景和灯光都营造了一种神秘的恐怖氛围，让玩家在游戏过程中能够切实地感受到游戏中的恐怖氛围，并通过周围环境及场景刺激玩家感官，增强感官体验。再加上虚拟现实技术的加持，能够从多个方面刺激玩家的视觉、听觉，让玩家产生更加真实的游戏体验，也能够使游戏场景更加符合故事背景，让玩家感受真实的游戏氛围。

3.3 角色绘制及模型制作

在游戏设计中游戏人物设计是影响游戏质量的重要环节，虚拟现实背景下玩家需要作为游戏人物参与到游戏当中，所以人物设计的质量直接影响了玩家的游戏体验。目前在游戏设计方面普遍会出现角色与设定不符或是抄袭现象，这会导致在后期人物建模过程中需要对游戏角色及场景进行不断的修改与优化，增加了人力物力的投入成本。尤其是在虚拟现实技术的应用背景下打造高仿真游戏场景，更需要保障游戏角色的设计质量。目前主要是利用ZBrush软件制作人物模型，在人物设计中需要根据真实人体的特色及构成进行设计，保障游戏人物的真实性，使玩家产生代入感，获得良好的游戏体验。《生化危机7》中各种变异人的设计都是在人体的基本结构上进行改造的，所以游戏中人物给人感觉更加真实，能够增强玩家的游戏体验。除此之外在其他游戏人物设计中，可以根据人物设定适当做出一些变化增强游戏人物的特点，使人物特色更加鲜明，必须要根据人体、服装和道具3个方面建设模型，要求人物结构合理，避免比例失调、人体模型过于夸张和缺乏真实性等问题。

3.4 道具设计

道具设计也是游戏设计中非常重要的一个组成部分，对于三维仿真游戏而言道具设计仅次于游戏角色设计，因此在道具设计中需要结合人物特点、游戏背景对道具进行设计，重视道具的独特性和真实性，使道具能够给玩家带来真实感。比如在射击类游戏中，枪作为游戏道具必须要重视枪支结构的合理性，通过三维立体设计展现出真实枪支的结构，准确表达枪支、弹夹及瞄准器枪托等多个部位，使玩家在游戏中能够获得真实的操作体验。除此之外在一些冒险类游戏当中，为了给玩家带来更加真实的游戏体验，在寻宝道具设计过程中应增加其年代感，使道具符合游戏设定背景，能够为接下来的剧情做好铺垫，提高玩家的游戏体验，让玩家能够真正被游戏所吸引，沉浸于游戏世界当中。

在道具设计中应更加注重各种道具的真实性和立体性，通过道具给玩家带来真实的操作体验，使游戏流程更加灵活多样，满足玩家的个性化游戏需求，实现高效便捷的交互体验，增强玩家在游戏中的真实感受。

3.5 游戏关卡设计

游戏关卡是吸引玩家的主要元素，常见的游戏关卡主要有标准关卡、枢纽关卡、BOSS关卡和奖励关卡4大类，将这些关卡串联起来能够使游戏关卡更加具有特殊性。同时还应强调其娱乐性，让玩家在游戏过程中能够获得良好的游戏体验。目前游戏关卡设计可分为知识类、技能类和态度类，又可被分为事实展现类、事实转述类和探究类，可以根据游戏的故事背景、剧情及游戏节奏设计可操作性游戏关卡，利用虚拟现实技术设计的真实的关卡场景增加玩家的游戏激情，提高游戏趣味性和沉浸感。在关卡设计中还应重点考虑游戏的交互设计，不仅需要包括基本的游戏交互功能，还需要重点加强玩家与游戏中场景与人物产生的交互，比如玩家能够驾驶飞机穿越天空，能够从枪林弹雨中穿过，给玩家带来更加真实的游戏体验[4]。也可以增加教育类的虚拟现实关卡，比如化学实验关卡，让玩家在游戏中利用自己所掌握的知识完成游戏任务，通过游戏关卡提高游戏的体验感及玩家的主观游戏意识，给玩家提供充足的自我发挥空间和个性化操作体验。

4 结束语

虚拟现实技术目前已经在各大领域得到了广泛应用，尤其是游戏行业运用虚拟现实技术能够有效提高游戏的娱乐性、沉浸性特点，为玩家提供真实的游戏体验，发挥游戏的娱乐性作用。在游戏设计过程中应重点关注游戏场景、人物和关卡等环节，创设真实立体的三维游戏空间吸引玩家，让玩家能够在沉浸式的游戏场景中获得良好的游戏体验。