對于現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實動作控制器，如果沒有方法可以產(chǎn)生阻力反饋的話，用戶將如何能夠感受到虛擬物體的不同重量呢鲁纠？ 為此，創(chuàng)意公司B-Reel探索了幾個方法鳍寂，并對外公開了他們的實驗成果改含，以供其他人共同探討。

本文由B-Reel撰寫迄汛，B-Reel是一家創(chuàng)意公司捍壤，于1999年在瑞典首都斯德哥爾摩成立★弊撸現(xiàn)在該公司擁有170多名設(shè)計師净宵、策劃历等、開發(fā)者和策略分析師公条，在全球范圍內(nèi)有6個辦事處八秃。對技術(shù)和創(chuàng)意的熱愛是這家公司不斷探索未知領(lǐng)域的動力机隙。該公司力求扁平臼隔、迅速和有趣的創(chuàng)作流程寥假，確保從創(chuàng)意到制作的整體性沉填。B-Reel的業(yè)務(wù)范圍包括策略制定疗隶、理念構(gòu)思、設(shè)計翼闹、編程抽减、動畫制作、導(dǎo)演和問題解決橄碾。

在過去一年中卵沉，從內(nèi)部項目，到與谷歌I/O大會的Google Dayream法牲，我們一直熱衷于進(jìn)行虛擬現(xiàn)實相關(guān)的實驗史汗。我們堅定不移地相信，虛擬現(xiàn)實的未來很光明拒垃，處處充滿著機(jī)遇停撞。

在以往的VR嘗試中，我們通過制作一些獨(dú)立的體驗，進(jìn)一步了解到了這種媒介的制作流程和具體要求「甓荆現(xiàn)在艰猬，我們希望更加深入地發(fā)掘提升虛擬現(xiàn)實體驗的基本交互原則。Daydream團(tuán)隊采用的實用性虛擬現(xiàn)實平臺對我們產(chǎn)生了很大的啟發(fā)埋市，而這種平臺的實現(xiàn)則需要上面提到的交互冠桃。于是，我們決定先對某種特定的交互進(jìn)行單獨(dú)的探索道宅。

視覺交互模型 vs 物理交互模型

目前食听，大部分實用性VR界面都是通過漂浮在半空的簡單2D平面固定的。但如果是VR游戲的話污茵，它的界面顯然會有更少的視覺交互樱报，更多的物理交互。以《Cosmic Trip》為例泞当，這款游戲巧妙地采用了物理按鈕來作為菜單導(dǎo)航迹蛤；而《Job Simulator》則幾乎完全摒棄了指向—點擊這種傳統(tǒng)的交互范式。

我們以此前提進(jìn)行了頭腦風(fēng)暴襟士，然后得出了一個非常吸引人的想法——我們可以模擬出與VR物體交互時的重量感盗飒。當(dāng)用戶撿起物體的時候，我們能否通過調(diào)整用戶的動作速度讓其感覺到物體的重量區(qū)別呢敌蜂？更重的物體撿起來會更慢箩兽，而更輕的物體則可以用正常的速度撿起來津肛。雖然這不算是什么創(chuàng)新章喉，或許也不能直接應(yīng)用在實用性的場景中，但我們覺得這個想法是非常值得探索的身坐。

我們希望可以想出一個方法秸脱，可以應(yīng)用在所有使用動作控制器的平臺上：從Daydream的仿Wii控制器，到Vive和Rift這種高級的房間追蹤控制器部蛇。于是摊唇，我們決定先為最先進(jìn)的平臺進(jìn)行設(shè)計（在Oculus Touch推出之前，我們先以Vive為基準(zhǔn)）涯鲁，然后為Daydream探索出簡化的方式巷查，最后是為Gear VR和Cardboard設(shè)計出基于注視點的控制。

至于開發(fā)軟件抹腿，我們不知道該選擇熟悉的Unity引擎岛请，還是渲染能力更強(qiáng)大的Unreal引擎。目前我們還是選擇了Unity警绩，希望在未來可以更多地嘗試Unreal引擎崇败。

確立目標(biāo)

我們之前的虛擬現(xiàn)實項目都做得比較隨意，所以它們并沒有什么重復(fù)利用的價值。所以這一次我們準(zhǔn)備為自己定下更高的目標(biāo)后室。下面是我們至少要達(dá)到的成功標(biāo)準(zhǔn)：

1.建立Unity引擎的協(xié)作流程缩膝，同時讓更多團(tuán)隊成員熟悉這個流程。

2.制作一個內(nèi)部使用的基本“樣板”環(huán)境岸霹，以便我們未來可以快速建立和進(jìn)行VR實驗

研究過程

決定好方向和目標(biāo)之后疾层，我們組建起了一支團(tuán)隊：3位3D/動作藝術(shù)家、2位設(shè)計師松申、1位創(chuàng)意技術(shù)員云芦。我們使用了Git（YiViAn注：Git是一款免費(fèi)、開源的分布式版本控制系統(tǒng)）作為不同設(shè)備之間交流和分享資源的工具贸桶。各個場景每次可由一位成員進(jìn)行查看與編輯舅逸，這時其他人員則負(fù)責(zé)制作用于主要場景的預(yù)制件（prefab）。雖然這種方式比較適合我們這樣的小型團(tuán)隊皇筛，不過我們也在積極探索適合大型團(tuán)隊和項目進(jìn)行高效協(xié)作的方法琉历。

第一步：成為撿東西的藝術(shù)家

首先我們需要明確認(rèn)識撿起和移動物品的基本物理學(xué)原理，否則實現(xiàn)重量反饋將無從談起水醋。而我們很快便發(fā)現(xiàn)旗笔，這些概念其實都是相通的。跟其他很多東西一樣拄踪，VR行業(yè)內(nèi)還沒有形成實現(xiàn)這種動作的“正確”標(biāo)準(zhǔn)蝇恶。所以，我們嘗試了幾個不同的想法惶桐，并將它們分成兩類：直接連接（直接提起撮弧，形成一個固定的節(jié)點）；寬松連接（調(diào)整速度姚糊，或者使用引力把物體牽引至控制器）贿衍。不同的連接種類決定了我們模擬重量的方法。

直接連接

對于直接連接救恨，物體會完全匹配控制器的運(yùn)動贸辈。如果控制器移動太快，物體會因為重量問題而跟不上肠槽，然后兩者的連接會中斷擎淤，物體就會掉在地上。

寬松連接

對于寬松連接秸仙，不同重量的物體的引力強(qiáng)度也會不同嘴拢。更輕的物體反應(yīng)更快，更接近與直接連接的感覺筋栋。更重的物體的移動會滯后于控制器炊汤，而且需要更多的“力氣”才能提起來。我們原先并不期待這種效果會很好——因為物體不能完全跟蹤控制器的動作，這是虛擬現(xiàn)實的一個大忌抢腐。但是最后我們發(fā)現(xiàn)它的效果竟然出奇地真實姑曙。我們從中得出了兩個心得：

我們在提起物體的時候仍然會顯示控制器（保持對物體的完全追蹤），避免用戶感覺自己失去了對環(huán)境的直接控制迈倍。

當(dāng)控制器接觸到物體的時候伤靠，我們就將兩者鎖定在一起，形成一個直接連接啼染。我們加入這個機(jī)制的原因是宴合，我們發(fā)現(xiàn)重量感是在“撿起”動作發(fā)生的時候最有用，隨后它就只能起到分散用戶注意力的作用迹鹅。

第二步：探索其他感官提示

除了撿起和抓取這兩個機(jī)制外卦洽，我們覺得也有必要研究一下其他可以幫助反映物體重量的反饋形式。重量感可以通過兩種形式體現(xiàn)：視覺反饋和觸覺反饋斜棚。當(dāng)控制器接近特定物體的張力臨界值時阀蒂，我們試圖利用這兩種反饋來加強(qiáng)用戶所能感受到的“拉力感”。

視覺反饋取決于連接的種類弟蚀。對于直接連接蚤霞，我們嘗試了多種可以提示控制器速度的指示器。我們發(fā)現(xiàn)越簡單的界面的效果會越好义钉，于是我們決定使用基本的紅綠指示器昧绣，并將其連接在控制器上，隨著物體的速度逐漸到達(dá)臨界值捶闸，指示器的顏色也會從綠色變成紅色夜畴。在寬松連接中，控制器和物體之間就像是被一根“橡皮筋”連接著鉴嗤，所以指示器的顏色將能更加形象地反映出張力的變化斩启。

在觸覺反饋方面序调，我們將視覺指示器的邏輯應(yīng)用在了控制器的振動上醉锅。當(dāng)用戶接近張力的臨界值時，控制器的振動強(qiáng)度會加大发绢。這種方式雖然簡單硬耍，但很有效。

第三步：測試边酒、調(diào)整经柴、再測試

在如此多的影響因素之下，我們似乎有無數(shù)個需要測試的組合墩朦。所以為了更好地測試和比較不同的組合坯认，我們開始在同一個環(huán)境中使用不同的配置，遵循先測試，再調(diào)整牛哺，然后在測試的原則陋气。

最終，我們根據(jù)“撿起”這個動作引润，選定了一些最能反映出各種因素的影響的方法巩趁。這些方法之間的最要區(qū)別甚至還不是物理學(xué)規(guī)則的不同——它們主要體現(xiàn)在物理交互的視覺和觸覺反饋。

1.直接提起

物體連接到控制器淳附，但通過靜態(tài)碰撞器來固定议慰。這是撿起東西最簡單的形式，沒有任何的重量模擬奴曙。

2.帶觸覺反饋的固定節(jié)點

連接到控制器的物體在碰撞的時候會改變位置别凹。如果控制器移動得太快，物體會由于自身的重力而掉落洽糟。在接近臨界速度的過程中番川，控制器的振動會越來越強(qiáng)烈。

3.帶視覺反饋的固定節(jié)點

連接到控制器的物體在碰撞的時候會改變位置脊框。如果控制器移動得太快颁督，物體會由于自身的重力而掉落。在控制器接近臨界速度的過程中浇雹，視覺指示器的顏色和讀數(shù)會發(fā)生變化沉御。

4.同時帶視覺反饋和觸覺反饋的固定節(jié)點

連接到控制器的物體在碰撞的時候會改變位置。如果控制器移動得太快昭灵，物體會由于自身的重力而掉落吠裆。在控制器接近臨界速度的過程中，視覺指示器的顏色和讀數(shù)會發(fā)生變化烂完，控制器的振動會越來越強(qiáng)烈试疙。

5.張力

物體通過張力牽引至控制器，當(dāng)物體接近控制器的時候速度會增加抠蚣。

6.速率（張力太大時連接會中斷）

物體越接近控制器祝旷，它的速度會越快。如果控制器與物體之間的張力超過臨界值嘶窄，物體會由于自身的重量而掉落怀跛。

7.速率（連接永遠(yuǎn)不會斷開）

物體越接近控制器，它的速度會越快柄冲，無論張力大小如何吻谋，物體永遠(yuǎn)都不會掉落。

此時现横，我們想聽取一些來自團(tuán)隊外部的意見漓拾，看看什么因素是有幫助的阁最，起反作用的，或者沒必要的骇两。

我們制作了兩個用于用戶測試的場景闽撤。我們可以看到下面兩張圖片，用戶四周都設(shè)置了7個架子脯颜。在第一個場景中哟旗，每個架子前面都有一個物體，測試者可以采用不同的方法撿起這些物體栋操，然后直接比較它們的感受闸餐。在他們逐一嘗試這些方法的時候，我們會詢問一系列的問題矾芙，如：哪一個物體感覺最重舍沙？如果你需要撿起大量物體，你最喜歡使用哪一個方法剔宪？哪一個方法的感覺最自然拂铡？

第二個場景中，我們在每一個架子前加入了多個輕重不一的物體葱绒。這樣用戶就可以了解到哪一種方法可以更好地表現(xiàn)出各個物體之間的重量差異感帅，然后在相同的環(huán)境中比較其他方法的區(qū)別。

心得總結(jié)

雖然我們可以從用戶測試中發(fā)現(xiàn)一些比較明顯的傾向地淀，但是沒有得出一個普遍認(rèn)可的最佳配置失球。但這也是我們意料之中的結(jié)果，對于這些實驗帮毁，我們并不認(rèn)為可以找到一個“正確”的答案实苞。但從用戶的回復(fù)中，我們還是總結(jié)出許多經(jīng)驗烈疚。

當(dāng)連接可以斷開時黔牵，寬松連接的效果最好

我們的測試者表示，這種機(jī)制能夠最自然地傳達(dá)重量感爷肝。當(dāng)物體由于張力的關(guān)系不會斷開連接時猾浦，用戶會感覺物體像是漂浮在半空一樣，不會對用戶的動作產(chǎn)生反饋阶剑。斷開這個連接不僅可以讓物體掉落到地上跃巡，而且可以促使用戶有意識地根據(jù)物體的感知“重量”來調(diào)整自己的動作危号。

除非對交互很重要牧愁，否則重量只會令人感到厭煩

我們的測試者很享受在寬松連接下的交互，許多人都認(rèn)為這種機(jī)制非常有趣好玩外莲。在偶爾使用的情況下猪半，如果要吸引用戶關(guān)注某個物品的重量兔朦，我們認(rèn)為寬松連接會是一個不錯的機(jī)制，值得進(jìn)一步研究磨确。

不過沽甥，當(dāng)我們詢問測試者更傾向于使用哪種方法來撿起多個物體時，他們不約而同地選擇了最簡單的直接連接乏奥。因為在效率優(yōu)先的時候摆舟，人們就不想被物體的重量拖慢自己的操作速度。

這能為我們以后的項目帶來許多啟發(fā)邓了。當(dāng)需要精確模擬現(xiàn)實的時候恨诱，我們可能會直接避免讓用戶撿起體積會重量很大的物體，或者也可以讓他們這樣做骗炉。畢竟照宝，虛擬現(xiàn)實最令人興奮的地方是，它可以讓人看到和做到現(xiàn)實生活中不可能的事情句葵。

越多反饋越好厕鹃，不要忘記聲音

我們的測試者都希望得到更多的反饋，但有一個例外：在能夠理解視覺反饋和動作之間的聯(lián)系的前提下乍丈，加入視覺和觸覺反饋會有不錯的效果剂碴，否則視覺反饋只會起到分散注意力的效果。

再詳細(xì)一點來說轻专，我們可以想象一下聲音可以如何加強(qiáng)環(huán)境的物理性質(zhì)汗茄，也就是說如何讓環(huán)境變得更加真實，更有沉浸感铭若。我們在決定為測試加入聲音的時候并沒有考慮太多洪碳，但事實證明聲音對用戶的重量感知有很大的影響。重物掉落在地面所發(fā)出的聲音叼屠，或者物體之間互相摩擦的聲音都會加強(qiáng)用戶對重量區(qū)別的感知瞳腌。

在虛擬現(xiàn)實中，“基本”的交互遠(yuǎn)比想象中的復(fù)雜

與基于屏幕的傳統(tǒng)UX（用戶體驗）相比镜雨，基于物理學(xué)原理的交互模型的設(shè)計會復(fù)雜得多嫂侍，因為有許多因素都會影響到最終的交互效果。你在設(shè)計交互發(fā)生的框架時肯定會發(fā)生一些無法控制的問題荚坞，而交互本身的設(shè)計就不會出現(xiàn)這種情況挑宠。游戲行業(yè)在這個問題的處理上已經(jīng)有多年的經(jīng)驗，而我們才剛剛開始趕上來颓影。

最后的一些想法

在這個過程當(dāng)中各淀，我們得到了很多關(guān)于重量模擬交互的寶貴經(jīng)驗。我們知道時間總是有限的诡挂，而且要把每一個交互的所有元素都分解出來是一項不可能完成的任務(wù)碎浇。不過临谱，識別和解析重復(fù)的交互不僅可以優(yōu)化它們，也能讓我們更好地處理以后肯定會遇到的其他特定交互奴璃。你會發(fā)現(xiàn)一些在理論上可行的方法卻不能應(yīng)用于實踐悉默。

我們還想強(qiáng)調(diào)這些實驗的次要目標(biāo)也是非常重要的（對我們來說，這加深了我們對Unity的熟悉苟穆，并提供了一個基本的模板環(huán)境）抄课。設(shè)定具體、可實現(xiàn)的目標(biāo)是很有意義的雳旅。

那我們的建議是什么呢剖膳？我們發(fā)現(xiàn)這一切其實都是取決于體驗本身。在許多情況下岭辣，我們?yōu)槟M重量而加入的限制都是不受歡迎的吱晒，因為它們降低了用戶的操作效率，并迫使他們將注意力集中在交互本身沦童，而不是他們正在進(jìn)行的動作仑濒。所以，除非你有理由把用戶的注意力集中在物體的重量上偷遗，否則最好還是使用更簡單的直接連接墩瞳。

話雖如此，我們?nèi)匀徽J(rèn)為寬松連接（在張力過大時斷開連接）是有一定前景的氏豌。這背后還有很多值得斟酌和探討的地方喉酌，同時還要考慮很多其他的影響因素：不規(guī)則的物體形狀，物體移動的起始位置泵喘，還有是否使用雙手撿起物體泪电。這只是開始而已，我們非常期待未來更多的配置方法纪铺。

聯(lián)系方式：0755-81699111

課程網(wǎng)址 ： http://www.vrkuo.com/course/vr.html