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谷歌申请新VR专利,利用搭载履带的鞋子实现“无限行走”

还记得在《头号玩家》中,男主脚下那个可以全方位移动的VR跑步机吗?其作用,就是实现男主在物理世界中小范围行走,同时又可在虚拟世界中“无限移动”。这也是目前VR体验一直在追求的重点之一。

谷歌计划推出履带鞋子,

用于虚拟环境导航

近日,谷歌申请了一份可加强用户沉浸感体验的专利。该专利最初于2018年5月9日提交,并描述了一款用于帮助用户在虚拟环境中行走的鞋子。鞋子底部包含一个弹性区域,并搭载一个计算机或头显能够追踪的传感器,以此实现机动化。

相较于大型的VR跑步机,鞋子的设计确实要轻便很多,但从原理上又该如何理解?对此,谷歌在文件中解释道:“当用户在现实中进行物理移动时,系统能自动追踪鞋子。随后,系统会将物理运动转化为虚拟环境中的虚拟运动。举个例子来说,系统可以根据在物理环境中检测到的鞋子物理位置,来制动马达机制。”

同时,谷歌还解释了机动系统的工作原理。马达能够为单独的运动装置提供动力,使其在鞋子上移动履带。而当用户进入特定距离或穿过某个边界时,履带将迫使运动停止。谷歌表示:“用户的运动可以制动鞋子上的马达,反过来,马达也能限制用户。一旦用户即将穿过边界,马达能使机动鞋子退回操作区内。这实现了用户在不断行走时,还能维持在限定的物理空间中。”

其余两种重定向解决方案,

重点在视觉欺骗

谷歌并不是唯一一家研究,如何改变用户虚拟空间行走方式的机构。与之类似的重定向行走机制,英伟达、Adobe和汉堡大学博士主要研究方案的重点,便是利用视觉盲时,欺骗大脑在限定区域内无限行走。

▉ 英伟达、Adobe利用“扫视抑制”,实现身体转动

英伟达和Adobe的研究人员将解决方案定位于人们的眼睛,使用“扫视法”来实现“重定向行走”。方法的基本原理是采用了人类视觉的自然特性:扫视抑制。利用这种现象,可隐藏小幅度的转动。

扫视是一种快速的眼球运动,当人们将注视点从场景一部分移动至另一部分时,扫视就会发生。当人们没有追踪一个移动对象或专注于单一点时,眼球是不会从一个注视目标缓慢渐进的移动到另一个注视目标的。整个过程仅需数十毫秒,人们甚至不会注意到这种名为扫视的运动。

在这一过程中,扫视抑制便会发生,简单来说,人们会出现短时间的“失明”,直到眼睛达到新的聚焦点。

借助头显的眼动追踪技术,研究人员能够检测并利用这种“临时失明”,来隐藏用户场景的轻微旋转。当用户向前行走并环视场景时,每次扫视都能旋转几度。这样一来,用户为了响应新的视觉线索将条件反射式的改变行走方向,在不知不觉中选择不同的实际物理路径。

▉ 汉堡大学利用“眨眼”特性,加大身体旋转角度

除了扫视以外,汉堡大学认为,还可以利用“眨眼”。人眼每分钟会眨眼10次至20次左右,大约每4秒至19秒就发生一次。研究人员表明,在眨眼期间,人们不会注意到2度至5度的camera旋转,和4厘米至9厘米的用户视图平移。

通过一系列的实验,研究小组发现,依赖于无意识的自然眨眼,人们将无法感知到视觉被操纵。同时,眨眼过程中的重定向也可以有意识的进行。人们可以毫不费力的有意识的多次眨眼,以此来触发旋转

相关人员表示:“由于当前仍然需要大量的空间来实现无限制的VR行走,重定向行走一直都是一项巨大的挑战。而我们的研究将有助于减少所需的空间,因为我们发现,在眨眼期间可以支持无法注意到的5度旋转。这意味着我们可以将重定向行走的性能提高约50%。”

无论是谷歌搭载履带的鞋子,还是上述两种利用盲视的技术,都通过了一定的转向算法、优化的路径预测等手段。即使原理不同,但核心目的都是一样,进一步加强人们的沉浸式体验。展望未来,或许是上述的三种技术之一,或许将有更佳的解决方案,可以帮助人们真正行走在无限的VR空间之中。

本文由digitaltrends刊发,属VRPinea原创编译稿件,转载请洽:brand@vrpinea.com

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原始发表时间:2018-11-16

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