虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在游戲中的應(yīng)用

高海涵

摘 要 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)衍生出來的高端技術(shù)，利用圖形顯示技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)，生成三維的逼真環(huán)境，使得參與者得以和虛擬現(xiàn)實(shí)中的各種對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)交互感知和操作，達(dá)到身臨其境的效果。近年來這項(xiàng)技術(shù)在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，尤其是游戲領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞 虛擬現(xiàn)實(shí)；游戲中的應(yīng)用；交換性

中圖分類號(hào) TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2018）203-0083-02

1 概述

1.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念

虛構(gòu)理想技術(shù)使人無論怎樣轉(zhuǎn)動(dòng)視角其所看到的場景均為電腦預(yù)先設(shè)定的虛擬場景，從而使使用者感到身在其中，產(chǎn)生極強(qiáng)的沉浸感與參與感。盡管玩家內(nèi)心清楚游戲中的人物與場景全是假的，但環(huán)繞視野與聲光觸覺模擬器使他的潛意識(shí)認(rèn)為自己處于真實(shí)的世界，電腦能夠立即中止簡單的運(yùn)算，將準(zhǔn)確的3D世界影像傳回爆發(fā)臨場感，達(dá)到人在房中但心游天下的效果。

這項(xiàng)技術(shù)相比傳統(tǒng)顯示技術(shù)最大的不同是以一個(gè)360°無死角的屏幕代替了有限的二維屏幕，給人以身臨其境之感，與3D技術(shù)的結(jié)合和傳感器的使用更減少了的傳統(tǒng)游戲無法避免的人機(jī)隔閡，具有廣闊的市場前景與應(yīng)用價(jià)值。

1.2 歷史的回顧

1）提出。

20世紀(jì)80年代由美國VRP公司提出。

2）發(fā)展歷史。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)演變發(fā)展史大體可分為3個(gè)階段，虛擬現(xiàn)實(shí)（VitualReality）是20世紀(jì)90年代開始興起的一項(xiàng)新技術(shù)，是計(jì)算機(jī)技術(shù)與藝術(shù)設(shè)計(jì)相結(jié)合后產(chǎn)生的一種能夠呈現(xiàn)實(shí)物模型，并為人們體驗(yàn)理解某一情景、環(huán)境帶來更真實(shí)感的一種創(chuàng)新。使人們對(duì)某一種事物的認(rèn)知與理解不單單停留于想象層次更給人一種身臨其境的真實(shí)感。它的視、聽、觸等方面得到新體驗(yàn)已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域上產(chǎn)生新的影響。

它結(jié)合了數(shù)字圖像處理，多媒體技術(shù)，傳感器技術(shù)等將傳統(tǒng)的二維層次的多媒體游戲技術(shù)變成三維立體的虛擬數(shù)字化游戲設(shè)備，創(chuàng)造了一種新型游戲方式。總之，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代化游戲應(yīng)用中具有重大影響。

2 主要特點(diǎn)及應(yīng)用前景

2.1 主要特點(diǎn)

1）多感知性。

多感知性（muliti-sensory）給予以寬闊的想象空間，充分調(diào)動(dòng)用戶構(gòu)想，無論是真實(shí)存在的還是自發(fā)想象到的，都可以被構(gòu)建出并呈現(xiàn)在使用者眼前，這種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在各個(gè)方面解決了人們內(nèi)心的想象，在視、聽、觸等方面給人以逼真地情景。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的多感知性離不開傳感器與模擬器的應(yīng)用，他使使用者產(chǎn)生了多維度的感覺體驗(yàn)，突破了傳統(tǒng)顯示技術(shù)只有視覺刺激的弱點(diǎn)，給人以更加真實(shí)的體驗(yàn)。

2）浸沒感。

沉浸感（immersion）指用戶可以隔入一個(gè)與虛擬環(huán)境，在這個(gè)高真實(shí)化的虛擬環(huán)境中，用戶很難有對(duì)真假辨知所帶來的不適感，在這個(gè)環(huán)境中用戶從看、聽、觸三感上完全融入對(duì)環(huán)境中物體的體會(huì)與認(rèn)知，以各個(gè)角度分析信息，數(shù)據(jù)，使用戶對(duì)外物得到新的認(rèn)識(shí)。

盡管用戶內(nèi)心知道虛擬環(huán)境是電腦模擬產(chǎn)生，但他的潛意識(shí)中卻十分認(rèn)同這是真實(shí)存在的，現(xiàn)實(shí)感極為強(qiáng)烈。

3）交互性。

交互性（interactivity）指用戶對(duì)虛擬環(huán)境下事物的可操作程度與真實(shí)環(huán)境下的程度相似，這樣就更能增強(qiáng)虛擬環(huán)境的真實(shí)性。當(dāng)你身處虛擬環(huán)境中，用手或抓舉外物時(shí)，它帶來的質(zhì)感，可操作感會(huì)使你有全身心融入的感覺，它會(huì)隨著你的操作而改變位置方向?？傊?，給用戶很強(qiáng)的真實(shí)感

2.2 主要技術(shù)

1）顯示技術(shù)。

這里的圖像不同于日常生活中的二維平面圖像，而是抓住用戶雙眼對(duì)物體的視差并利用運(yùn)動(dòng)的圖像或可以給大腦帶來錯(cuò)覺的特殊結(jié)構(gòu)的圖像使呈現(xiàn)在人們面前的圖像表現(xiàn)為立體三維的，能隨客戶的觀察角度的變化而變化。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最主要的就是提高精度的傳感器，聲音傳感器可以將平面聲音立體化利用時(shí)間差與人耳聽力的特性是環(huán)境更真實(shí)；視覺傳感器，多方位的視覺點(diǎn)利用人眼觀察物體時(shí)產(chǎn)生的誤差造成三維空間的假象人機(jī)交互，將人體運(yùn)動(dòng)信號(hào)通過傳感器傳入計(jì)算機(jī)中，使其對(duì)人的行為作為與現(xiàn)實(shí)狀況相同或相似的反應(yīng)。

2）跟蹤系統(tǒng)。

每個(gè)物體相對(duì)于系統(tǒng)的球極座標(biāo)都是被事先設(shè)定好的，而跟蹤頭部運(yùn)動(dòng)的虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔是用戶的視覺系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)感知系統(tǒng)之間聯(lián)系起來。

3）聲音技術(shù)。

人們之所以能很好地判定聲音的方向，是因?yàn)槁曇舻竭_(dá)耳朵的時(shí)間和距離有所不同，因而產(chǎn)生的相位差和強(qiáng)度差來確定聲音的方向。常見的立體聲效果就是靠左右耳聽到在不同位置錄制的不同聲音來實(shí)現(xiàn)的。

2.3 應(yīng)用前景

近日，美國空軍宣布將斥巨資打造一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中心，以期利用這項(xiàng)技術(shù)提高美軍的實(shí)戰(zhàn)戰(zhàn)斗力。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正逐漸走入我們的生活在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用日益廣泛。

1）醫(yī)學(xué)應(yīng)用。

在我國的醫(yī)學(xué)院校實(shí)踐操作用具十分短缺，如果能夠采用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)進(jìn)行醫(yī)學(xué)培訓(xùn)學(xué)習(xí)和研究。

2）工業(yè)仿真。

已經(jīng)被世界上的許多大型企業(yè)廣泛的應(yīng)用的工業(yè)生產(chǎn)中，提高了企業(yè)的開發(fā)效率，增強(qiáng)了企業(yè)的數(shù)據(jù)采集分析處理能力。

3 虛擬顯示技術(shù)在游戲中的應(yīng)用

3.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在游戲中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)

1）人機(jī)交互技術(shù)。

人機(jī)交互技術(shù)（human computer interaction technology）是通過計(jì)算機(jī)輸入輸出設(shè)備，以有效的方式實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)對(duì)話的技術(shù)。它是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的核心。計(jì)算機(jī)通過傳感器感知的人類的反應(yīng)，也就是輸入信號(hào)，在通過預(yù)先設(shè)置好的程序，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理，并調(diào)控系統(tǒng)內(nèi)的圖像聲音等輸出信號(hào)，給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)賦予生命。

2）立體顯示技術(shù)。

我們對(duì)客觀的世界的認(rèn)知是三維的，我們通過感知器官如眼睛獲取三維世界的圖像并傳輸?shù)酱竽X，顯示出來。立體顯示技術(shù)通過特定的成像設(shè)備，向大腦中傳輸模擬世界的圖像使人產(chǎn)生對(duì)模擬世界的認(rèn)識(shí)。2014年世界杯運(yùn)用了三維成像技術(shù)，場外裁判在觀看比賽時(shí)可以通過大屏幕將是否進(jìn)球是否犯規(guī)的行為判斷出來。

3）計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中通過對(duì)模擬世界聲音畫面的模擬，達(dá)到以假亂真的目的。通過對(duì)人眼視覺體驗(yàn)的模擬，產(chǎn)生立體感。

3.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電腦游戲中應(yīng)用的優(yōu)勢

1）有利于提高游戲的交互性與真實(shí)性。自從電腦游戲誕生，以來人們一直都渴望電腦游戲中的場景能變得更加真實(shí)、更加逼真。為此早期的電腦游戲設(shè)計(jì)師不斷地對(duì)游戲中的場景進(jìn)行優(yōu)化來達(dá)到這個(gè)目的，但是無論場景多么真實(shí)，電腦屏幕存在使用給人一種置身事外的感覺。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)很好的解決了這個(gè)缺點(diǎn)，人機(jī)交互技術(shù)保障人和游戲之間能夠不斷溝通，仿真技術(shù)給人以身臨其境之感，可以料想到，今后的游戲攝影師，大可不必將精力放在提高游戲的真實(shí)性上，而是提高游戲畫面上。

2）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)改變了游戲行業(yè)發(fā)展的方向。傳統(tǒng)的游戲是通過設(shè)置某游戲場景，人對(duì)于這個(gè)游戲場景，只是一個(gè)參與者，好像游客一樣。然而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)游戲使娛樂者變?yōu)橛螒虻闹鲃?dòng)參與者甚至參與游戲場景的設(shè)置。就像著名游戲《我的世界》一樣，在游戲中并沒有復(fù)雜的情節(jié)，設(shè)計(jì)者通過創(chuàng)造虛擬世界的方式，使玩家在其中自由發(fā)揮，通過移動(dòng)方塊構(gòu)建具有自己特色的世界，使人樂此不疲。

3.3 不足

1）設(shè)備過于昂貴而且十笨重。虛擬現(xiàn)實(shí)社備發(fā)展到這個(gè)階段，價(jià)格仍然居高不下，而且需要數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的支持，所以只能在特定空間的使用，并沒有發(fā)展出便攜式設(shè)備。

2）讓人感覺疲勞。由于虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備具有沉浸性的特點(diǎn)，難以避免的有少數(shù)玩家沉迷其中，甚至無法區(qū)分虛擬與現(xiàn)實(shí)社會(huì)。

4 展望

1）發(fā)展無線設(shè)備及便攜式設(shè)備。

2）設(shè)立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。endprint