VR实战 | 最全设计手册(附大量资料、视频)

作者|Ryan Betts 选文| Aileen

翻译|朱颜夫Claire 校对|吴金忠 魏子敏

---大数据文摘VR专栏成立,文末查看详情---

[序言]:我的工作主要集中在无线/移动平台,和实用的应用软件而不是娱乐项目,所以这个手册同样也会遵从这些原则。

◆ ◆ ◆

为什么我要做这个?

现今,这个世界有许多关于VR设计的访谈和博文。一个一个地看完它们并且消化掉那些重要的信息是非常耗时的。我想分享我的笔记。同样,我也欢迎反馈。我会尽量最快速地更新它,与时代同步,并且我会一直欢迎那些想要帮我完成这些的人。

本文将包括以下内容:

  • 快速导览
  • 基本原则
  • 设计过程
  • 设计工具
  • 专有名词
  • 平台
  • 其他资源

◆ ◆ ◆

快速导览

第一次接触VR?

这篇文章会带你在1-1.5小时内快速熟悉VR中最重要的知识点。不幸地是,了解VR没有什么捷径,除非你直接接触VR系统,并且最容易上手和将会变得流行起来的平台需要一部安卓手机。我推荐Google Daydream。在真正接触VR前任何的学习尝试其实是浪费时间的。

谈论VR就像建筑设计一样。你需要实验框架实践你习得的知识。

1. 基础设计原则

在安卓上的谷歌 Cardboard Design Lab 应用对于新手是个唾手可得的最佳方式去内在化很好的VR设计的基础原则,这正如我们所理解的现今VR设计。

2. 探索人体工程学和程序

视频内容

Mike Alger概括了很多你需要了解的关于VR人体工程学的重要信息,演示思考设计解决方案的 一些方式的例子, 同样加入了一些关于设计流程和团队文档的想法。

3. 基础之外

最后,让我们细观Daydream Lab小组做得真正具有创新性的探索。他们分成3类:交互性,沉浸性和社交性。这些实验预示了开发成熟的设计模式还需要很多内容被考虑,很多丰富的内容。

视频内容

4. 最后

所以,欢迎加入VR设计。

在此之前,我认为需要着重强调的是很多之前提到的内容主要集中于存在依赖性的应用:娱乐类和游戏类。在阐述明显的东西存在危险性的情况下,我想重申的是:

存在依赖性的应用和任务导向性的应用之间存在着根本意义上的不同。

你为游戏设计的UI相比于为产能工具设计的UI完全不会产生相同的诉求。我的设想是两种规范的错误应用将会成为早期VR使用者阻力的主要来源。

◆ ◆ ◆

基本原则

保持你进展正确的基本原则

来自Designingfor Daydream, Google I/O 2016: https://youtu.be/00vzW2-PvvE

控制帧频超过60 fps是极其重要的,关键是同时确保帧频稳定。

1.性能优化

控制帧频超过60 fps是极其重要的,同时确保帧频稳定。缺少这些要素,你的设计会存在晕动症的风险。人类的前庭系统是变化无常的。这就表明需要与你的发展团队讨论你们的审美极限是什么。更低的保真度和更高的稳定性远强于更高的保真度和更低的稳定性。PSVR,作为一个很低的分辨率但拥有120fps的帧频,很好的诠释了这一点的硬件水平。

2. 舒适度优先

Fitt的理论在VR中完全生效。确保用户可以使用一系列运动:那些被使用在一起的系列行动(如后一个,前一个行动),让物体可以轻易的分开或合并等等。预先知道你的应用是更适合用户去坐着,站着完成更或需要 360° 的全景旋转。

3. 易学性优先

因为之前并没有指导怎么与VR交互的先例,所以没有更多空间去进行UI使用方法的速记。这就表明需要力求每一样事都能提供直接的反馈,交互作用通过行动来解释而不是通过文本指令,且及时传达关键概念。我知道我说过我“对游戏并不感兴趣”但 Land’s End 是我迄今所见过的最好的例证;这个游戏十分易学且只有一行简短的指示说明指导你接下来应该怎么做。

4. 避免过度写实

我们花费很长一段时间去揭开顶尖拟真设计的面纱。最初大部分人的本能反应是设计真实世界的副本。我们并不需要过多的纠结于细枝末节的地方-在VR中酸黄瓜罐头并不需要如现实生活中的这么难开。运用一些现实生活中有用的提示,但同时利用人和物在VR中是灵活多变的的优势会使设计更事半功倍。

5. 着重声音要素

这一要素很难被轻描淡写带过,这也是你所习惯的生活和软件中所呈现的存在最大出入的地方。人们很少在VR中多任务同时处理-至少现在还没有-也不会在操作VR的同时在现实生活中做任何事情。他们会完全沉浸在VR的世界里,全身心的完成手上的任务。声音有助于他们专注于传达的任务。这也是唯一一个可以提供反馈的基础媒介。

听觉是让你感受全局景观的一种方式

 — Alex Faaborg (Google), Voices of VRepisode #423

摄像设备(从用户角度)

不要给摄像附加额外内容

  • 如果从某个地方看不出去会让人感觉不舒服,想象一下当你的眼镜上有污渍的时候是什么样的感受。

不要让给摄像加速或减速

  • 让摄像头保持匀速移动。加速或者减速会让用户感到不舒服。遵守以下规则:向前>向后,向上/向下>左/右扫射,快速镜头切换>缓慢的镜头旋转

尝试符合用户视线高度

  • 用户的身高是多少?想象一下一个小朋友和世界上最高的人的视线差距有多少。使用位置跟踪系统会让这件事更简单,当没有位置追踪的时候可以提前准备。

UI要素

定位:

任何0.5m范围内的物体会让人很难聚焦。任何远于20m的物体将会失去深度和3D维度。一般来说,因基于屏幕的VR成像和我们现有的光,眼睛更容易聚焦在距离人2m的物体上,用户看2m -10m的物体会更加舒服。

就头的转向而言,三星交互设计师Alex Chu对于舒适度的范围进行了研究:

左右:左右30°是舒服区域,最大55°

向上:向上20°是舒服区域,最大60°

向下:向下12°是舒服区域,最大20°

交互性:

  • 集中而活跃的状态是不可或缺的

不应该此时提及这一点,但在VR中没有什么是明显能够执行的,所以有目标物或是十字标线显示某事物可以执行则便于用户集中精力。声音则更景上添花,尤其在活跃的状态下。

运动:

  • 避免在高速率下与近且大的物体横向运动

如果想像合理的运动,短且慢的步伐靠近或远离摄像更容易让热接受。

  • 避免过快靠近用户的运动。

记住某个物体迅速的靠近你你会如何反应:你会快速闪避。尤其对于实用性应用,这大概率不是你想触发用户本能反应的动作。

  • 谨慎的移动用户。

如果你需要在3D空间内移动用户(意味着移动摄像设备),不要用加速而是用线性的运动来完成。最佳方案是的瞬间把用户从一个位置移动到另一个位置(我们叫做“瞬间传送”)遵循这样的规律:向前> 向后,向上/向下>左/右平移,快速尽头切换>缓慢镜头旋转。

十字标线:

· 应铺设在与用户聚焦物相同的距离上。

· 应处于悬停且活跃的状态下。

· 在多数情况下,十字标示应该显示在靠近交互实体时或在其上方。

文字:

· 字体越大越好

· 避免将文字显示在白色或者透明的背景上。

· 因为现今的头盔显示器(HMD)大多是13像素每度(PPD),所以文本需要高在 1.5度像素。或是在现今大部分显示器中20像素高。

图片来自MikeAlger

文字的大小可以运用以下公式。我并不想在此赘述更多。希望有人(或者是我)可以制作出一个便携的工具来帮助你计算,这样我可以直接粘贴链接过来。

环境

接地:

  • 让用户不离地。很认真地强调这点。创造一个地面,保证用户在实心的地上(VR中的地面高度尽量和现实中的地面高度一致,并且保证用户在VR中的体验与现实中在地面的体验一致)。
  • 构思重要的内容。这个环境需要被精心设计,能够引导用户关注重要的内容。

寻路:

  • 默认让用户的方向对准他最重要而且感兴趣的物体。

你会发现你经常需要使用户从一个景物转到另一个景物。你需要这样做,就是将新景物与其视线方向成一条直线。

  • 用声音、动作、光线和颜色来引导用户的注意力。

我们知道,在电影院里,动作、对比和颜色是最佳地引导注意力的视觉方式。但是在VR中,特殊的是,用户可能会背对着重要的物体。理想状态是,你已经从设计上减少这种意外的出现概率,但是如果意外还是发生了,那么声音将是使用户转回来的最佳方法。

天空/背景:

  • 你的3D环境需要一个天空;这就相当于一个背景。这既可以是一个球体也可以是一个由六部分向里“折叠”的立方体。

可以看下Tessa Chung在天空盒子(Skybox)一系列很棒的深度文章,那里会有更多的信息:https://medium.com/aol-alpha/making-sense-of-skyboxes-in-vr-design-3e9f8fe254d3#.9ghmotgib

◆ ◆ ◆

设计过程

VR相关设计需要大量的实验

多做少说 来自Alex Chu’s Samsung Developer Conference talk.

这是谷歌VR团队的一个视频,你可以直接从23m看到34m,他们分享了一些Daydream实验室关于VR设计的知识:

视频内容

手部伸缩

这在你的布局和交互设计方式上应该仅仅是2D的步骤。

体积轮廓

将你想法尽快在VR世界实现,这样可以测试你的体积轮廓是否合适。当然你也可以小小作弊一下,用Sketch上的扁平的2D设计做个差不多的UI。不要用你的笔记本电脑屏幕代替做这些任务---请用HMD做评估。在最开始的阶段,你可能会需要用上一个叫“灰箱”的东西,通过那你会用较暗的物体草拟出轮廓---类似2D交互界面的框架图。当你对轮廓满意后,你就可以专心提高其保真度了。

用户测试!

早点测试,尽量找真实的用户来做这件事。选择被测试者时要注意多样性,不要只选具备VR体验经验的。很有可能那些之前尝试过你APP的用户下次也会参与体验。

◆ ◆ ◆

设计工具

专属VR的设计工具

VR设计的工具箱现在还处在一个比较初期的阶段。现今还没有一个结合各种工具来实现简洁设计过程的黄金准则。准备号弄脏你的双手。后面还有很多枯燥的事。

原型设计

在早期的时候,90%的设计需要做原型设计。现在还没有什么总结。因此只能提供一些工具,根据设计目的不同,可以分好坏。

注意:这个列表是不完整的。我没有Vive,它有一些很不错的设计工具,如Tilt Brush。Oculus有Medium 和 Quill。Unity和 Unreal有为空间追踪设计的沉浸式构造环境,不久将会发布。

非常好

现在还没有哪个能达到我的要求。希望可以尽快出现。

还凑合

A-Frame:有储存库能够为VR交互体验快速建模,由Mozilla在ThreeJS基础上建立。非常有价值,并且学习起来也很快。是小的、跨部门的团队做原型设计的最佳选择。拿我举例,我是团队的一员,拥有网页相关技术,因此它能让任何东西都能让我容易接触到。不好的地方就是,就是对iphone VR,无法做到低延时来成为用户测试的可靠的工具。

Unity:提供完整的环境来实现跨平台VR体验。相比于其他工具要更复杂,但是却更完整和强大。因为它已经足够能帮你完成大多数实际制作任务了,这是为了你做高保真度的原型。就是需要花上许多时间来学习。

一般般

Sketch-to-VR:是Sketch里进行简单绘制的插件。实际使用中,我们发现这个对我们最终的项目的影响微乎其微。因为它仅仅是将图像投影到一个简单的圆柱体面上。如果当你有足够开发经验能有“哪些好,哪些坏”的直觉时,这个工具可能会相对更有价值,因为它可以在早期做简单的环境绘制。

建模

有时候,你需要快速地生产模型。大部分简单的几何图形都能在你使用的工具里找到(立方体,球体等),但是你的要求不仅于此。我早已发现目标文件是最方便的格式。以下是一系列不错的模型工具,你可以从这些开始。

MagicaVoxel:比较适合乐高/我的世界之类的建模。体素模型对于3D就如同像素对2D一样重要。

TinkerCAD:我发现这个工具在快速建立简单的复合3D形状表现特别不错。

Blender:需要花费更多时间去学习,但是对于那些想要得到复杂物体的人来说,这是值得的。

Sketchup:但是你需要额外的插件来生产.obj。

同样,你也可以在网上找到很多模型。我坚信未来会有更多的模型商店出来,来填补现在所不能填补的需求。我会将那些添加进我的列表。

Sketchfab:很棒的VR资源库,并且能通过WebVR来浏览。现在阶段只是类似相册的3D内容。

Thingverse:这个主要是为要打印出来的物体,但是它仍然有丰富的3d模型。你需要将.stl格式转成.obj格式。

Unity/Unreal资源库

用户测试

所以,现在你会有一个想法,怎样让用户来测试它呢?现在只有一个专注VR的平台能够实现它:https://www.fishbowlvr.com/

现在有一些DIY的设置,我会在以后加上。你会想记录2件事,然后让他们同步:

· 一个来自现实世界的用户的视频,在与这个系统相互作用,所以你可以看见他们正在进行的物理动作

· 一个能捕捉用户通过HMD所视的显示屏

一些公司已经开发出了融合现实捕捉设置,因此现实生活的人物的动作会被复合入虚拟世界。现在针对此没的简单的解决办法。这是一篇关于这个问题很好的文章:

http://www.kertgartner.com/making-mixed-reality-vr-trailers-and-videos/

◆ ◆ ◆

相关术语/缩略词

你需要了解的相关术语/缩略词

设备

HMD: 代表头戴显示器。这些就是VR眼镜。

追踪

追踪:追踪式VR系统,它能够使3D空间中头盔的位置被追踪到,而不仅仅是头部面对的方向。他能够让用户向前后左右倾斜,下蹲或者踮脚。

空间追踪:空间追踪系统的追踪范围足够大,使用户能够在3D空间里自由行走。

里外追踪:this is a typeof tracking that is contained on the HMD.这是在HMD里的另一种追踪方式

光学

显示:头盔的屏幕。全部的系统现在都在用LCD屏幕,能够达到400ppi

镜头:所有的HMD需要镜头去扭曲显示在屏幕的图像,使其对适应你的眼睛。想象一下,让你集中精力看理你脸如此近的屏幕有多难!

桶形畸变:为了修正镜头的图形扭曲,这个渲染引擎会产生一盒个叫“桶形畸变”的东西,来使屏幕显示的图像更加锐利,特别是当图像通过镜头投射到你眼睛时。

IPD: 瞳孔间的距离

这是人们双眼之间的距离。每个人都会有所不同,而这个会影响立体效果。这就是为什么它能产生“远近”感觉的原因。

FOV: 视野

测量你的视野有多少部分是被VR屏幕所占据的,它以“度”为测量单位,垂直或水平。

测量单位

PPD:像素每度

我们在打印中有DPI (点每英寸),在屏幕中有PPI(像素每英寸),在VR中有PPD(像素每度)。了解每一个测量单位确保你在平台上的设计对于用户来说易读的。

公尺:

你在场景中定义的每件物体都是用米来测量的。对于网络VR(因此A型框架),联合和虚构同样是属实的。虽然帝国制国家度量单位不同,但这是虚拟现实度量的基本单位。

显示率

在VR中,应当考虑的有软件的帧频,显示屏的刷新率,方位的采样率,头戴式护目镜的移动和方向的追踪,以及其他控制要素。

帧频:最低60 fps,目标 120fps

软件每秒显示多少帧。对于软件来说这不是一个定值-这很大程度上取决于CPU和GPU的计算效果。你希望你所编写的软件在任意目标硬件上能达到60fps的标准。目前为止,这是安卓网页浏览器的硬性指标-谷歌浏览器则要求30fps。

刷新率: 最低60hz,目标120hz

显示器每秒刷新多少次。所有VR平台都基本达标,对于VR智能手机,这一项决定了设备是否支持你的软件。

采样率: 最低 100hz,目标1000+hz

每秒采集多少次位置方向的数据。这也是晕动症的诱因。基本所有VR平台都达标了。iPhone 6 的IMU(惯性测量单位)达到最大100hz的采样率。安卓手机确不尽相同。更严重的是,采样率在安卓系统的谷歌浏览器中起到尤为重要的作用,快速的移动会迅速的是用户产生晕动症。

光子时间/光子移动:推荐50ms,目标2ms

结合帧频,刷洗率和采样率,我们得到一个总合的名字,总系统潜在因素或光子时间即用户反应和显示屏显示结果的时间差。任何慢于50ms光子时间会使用户失去方向感,任何低于2ms则用户是无法感知的。

◆ ◆ ◆

平台

平台

平台间的后续过程,视野,分辨率,帧频,刷新率和输入方式都大相劲挺。这里只点出几个要素。我在下面列举出一些重要信息和可得的官方设计指南的链接。

无线系统

这些系统没有线,并且所有的计算都在头戴式设备里完成,同时手机将会起到显示屏的作用。

Google Daydream

似乎是最完整和最容易上手的平台。

平台使用指南:https://developers.google.com/vr/daydream/overview

开放时间:2016年11月

市场:安卓游戏商店

操作系统:安卓(仅限Daydream兼容的手机)

功能:眼球,非追踪的,具有3D自由度的控制器/2个按键的触控板

视角场:~90

Cardboard

我认为Cardboard VR将会被其他更实用并且廉价的设备所取代。也就是说,它仍然是iOS为主的平台,所以不能忽视它的存在。

平台使用指南:https://play.google.com/store/apps/details?id=com.google.vr.cardboard.apps.designlab&hl=en

上市时间:app和头显上一直会开放出新功能

市场:苹果商店,安卓游戏商店

操作系统:IOS/安卓

功能:眼球,1个按键的头戴式设备

视角场:85–100°

Gear VR

考虑到Daydream的平台生态,很难说Gear VR在移动设备+头戴式设备有很大的前景。说明白点,就是说这个设备无法获得除Oculus平台之外的内容。

平台使用指南:https://developer3.oculus.com/documentation/intro-vr/latest/concepts/bp_app_ui_nav/

上市时间:2015年11月27日

市场:Oculus商店

操作系统:安卓(仅限三星Galaxy系列的手机)

功能:眼球

视角场:96–101°

有线&具备追踪功能的系统

有线并且具备追踪功能的系统会比他们的那些无线的竞争对手更强大,但是就是他们非常昂贵,需要在房间里装许多东西,还需要顾及到会被线绊倒。

HTC Vive (room scale!空间追踪!)

能够提供追踪功能,但是有线,HTC远远超过同类的设备。具备很大潜力成为你理想的设计工具,被定位成对专业人士顶级的VR实战平台。用户量很少并且是以游戏玩家为主

上市时间:2016年4月5日

市场:Steam

操作系统:安卓

功能:具备追踪功能的控制器

视角场:110°

Oculus Rift (room scale)

与Vive相同的市场份额,但是质量差点,也便宜点。如果你想要Rift一样功能的东西,选Vive把。唯一的区别就是内容,当从平台的角度做开发或设计工具时,这就有关系了。

平台使用指南:

https://developer.oculus.com/documentation/intro-vr/latest/concepts/bp_app_ui_nav/

发布时间:2015年11月27日

发布平台:Oculus商店

操作系统:Windows

功能:触控、追踪控制器,游戏手柄,当Touch上市时,更少的部件会支持它。

视角场: 110°

Playstation VR

PSVR现在更像是一场豪赌。它是具备追踪功能和有线的设备中体验最差的,但是它有要便宜得多而且还有最多的内置PS4。

平台使用指南:… 发布时间: Q4 2016 市场:操作系统:Playstation 功能:游戏手柄,追踪控制器。注意:索尼近期宣布任何部件都要支持游戏手柄。 视角场: 100°

◆ ◆ ◆

其他资源

其他资源

· 有很多视频、文章和代码资源,基本只要你想找就有。我这个手册的大部分内容就是通过这找到的。http://www.uxofvr.com/

· 另一个对初学者很有用文章,以VR设计原则为主要内容。更学术化,信息更全面。https://uxdesign.cc/design-practices-in-virtual-reality-f900f5935826#.3itr0g9u4

· 这个人每天在更新VR行业的相关信息。有关于设计沉浸体验的非常丰富的、最新的洞察。http://voicesofvr.com/

素材来源:https://medium.com/@hitsmachines/practical-vr-ce80427e8e9d#.dia4xnkrx

---大数据文摘VR专栏招募,回复“VR”报名加入---

大数据不只是一门单独的学科,它在其他领域有着很强的应用能力。虚拟现实领域就是如此,我们认为大数据未来会大大促进虚拟现实行业的发展,而虚拟现实同样也会深刻改变大数据的应用方式。为了适应这种趋势,大数据文摘计划推出一个全新的栏目—VR(虚拟现实)专栏,我们将会延续大数据文摘的一贯的实用风格,以技术视角洞察VR行业万象。

同时,我们也欢迎对VR行业感兴趣的人加入我们,互相学习。如果你具备下列类型特质的其中之一,那我们非常希望你能加入我们:

1. 熟悉Unity或Unreal之类的的游戏开发工具,具备3D游戏开发相关经验;

2. 熟悉VR设备硬件开发,具备硬件开发相关经验;

3. VR游戏深度玩家,具备对各类游戏、设备进行评测的能力;

4. 热爱VR探索,且乐于用文字将你的探索生动展示。

本文分享自微信公众号 - 大数据文摘(BigDataDigest)

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原始发表时间:2016-11-09

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