為了讓步行在VR中更逼真,腳部VR力回饋方案誕生
為了緩解VR視覺變化與實際運動不匹配讓使用者產生眩暈等不適(視覺輻輳調節(jié)沖突),科研人員和VR外設廠商一直在探索多種解決方案。比如,萬向跑步機、滑輪鞋、圓形底盤等等。
與萬向跑步機相比,滑輪鞋或圓形底盤適合坐著玩VR,你通過原地踏步或原地移動腳面就能控制VR運動,適合休閑類VR應用。但是,這些足部控制器主要功能只是模擬行走的動作,無法給你帶來走在地上的逼真體感,你可能感受不到阻力或是踩在地上的彈力。
因此為了解決這一問題,由豐橋技術科學大學和東京大學科研人員組成的團隊想出了另一種模擬真實行走的VR方案,他們結合足部震動反饋來模擬踩在地面上行走的反作用力/摩擦力,這樣當你坐著玩VR的時候,也能體驗到接近走路的體感。
通過足部震動來模擬VR行走
科研人員表示:通常,模擬在VR中移動有兩種主要方式:瞬移和平滑運動,其中平滑運動是直接在VR環(huán)境中移動你的視角,而瞬移指的是你用手柄指定位置,然后瞬間跳到那里??傊斈阍赩R中移動時,自己的身體不需要跟著移動,但這有時候會讓人腦產生一種不匹配感,又被稱作“視覺輻輳調節(jié)沖突”,進而容易引起眩暈、嘔吐等癥狀。
為了解決在VR中視覺移動和使用者身體靜止不匹配的問題,市面上推出了像Cybershoes、Virtuix萬向跑步機等VR外設,通過提供足部的運動反饋,來模擬在地上移動的體感效果。此外,The Void等線下VR體驗店則是通過大空間場景,為VR玩家提供更多移動自由,將真實場景與VR內容融合,增強VR中移動的逼真感,同時也讓你的實際動作與VR中匹配。
此外,行走是人們日常生活中的基礎運動之一,與站立相比,行走時的體感包括視覺場景變化、腳底踩在地面上的反饋,以及四肢移動的體感。因此,理論上講通過刺激和模擬這些體感和視覺效果,也能模擬逼真的行走體驗。
通過在大視場角范圍模擬背景的視覺變化,VR可模擬使用者自我運動的感覺,原理是基于視覺誘導的自我運動知覺或相對運動錯覺。在視覺模擬基礎上,如果加入視角抖動(走路時晃頭的視覺反饋),或是聲音、觸覺等非視覺形式的信息或刺激,效果會進一步放大。
實驗結果
據了解,科研人員將40實驗參與者分成三組,其中A組在VR中以全身虛擬形象代表自己,B組用手和腳代表自己,而C組完全沒有虛擬形象。這三組參與者在使用VR時,都坐在椅子上,并配備由鋁合金框架、震動傳感器、亞克力板、彈簧和木板組成的足部體感反饋裝置。此外,還使用了降噪耳機來增強沉浸感。