虛擬現(xiàn)實技術(shù)在游戲設(shè)計中的應(yīng)用探析

胡志忠

（吉林動畫學(xué)院，長春 130032）

當(dāng)前人們對娛樂的需求量也不斷增加，游戲作為一種常見的娛樂方式，能夠為玩家?guī)磔p松愉快的游戲體驗。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用，傳統(tǒng)的游戲方式已經(jīng)無法滿足玩家需求，當(dāng)前玩家都更加重視游戲體驗感和娛樂性，只有真實的仿真游戲場景和游戲操作才能給玩家?guī)砀叩挠螒驑啡ぁＴ谟螒蛟O(shè)計中利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠創(chuàng)造人機交互場景，增強游戲的可操作性和體驗感。正是因為虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有這樣的優(yōu)勢，得到了玩家的一致認(rèn)可和喜愛，目前被廣泛應(yīng)用于沉浸性和互動式游戲設(shè)計當(dāng)中。

1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于游戲中的優(yōu)勢

虛擬現(xiàn)實技術(shù)（Virtual Reality，VR）是當(dāng)前信息技術(shù)發(fā)展中的一項新興技術(shù)，指的是利用信息技術(shù)搭建出一個三維虛擬空間，讓用戶在虛擬空間中通過身體的各個感官直接感受虛擬世界帶來的真實體驗，使用戶在虛擬場景中獲得情感共鳴。簡單來講就是利用信息技術(shù)創(chuàng)造擁有真實世界體驗的虛擬世界，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)中生成的虛擬環(huán)境打造一種三維交互式動態(tài)場景，穿戴設(shè)備后為使用者提供身臨其境的真實體驗。實際上最早期的虛擬現(xiàn)實技術(shù)被應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，由VPL公司提出，作為20世紀(jì)80年代的尖端科技被用于軍方作戰(zhàn)模擬訓(xùn)練和軍事操演，之后由于該技術(shù)具有較好的沉浸式和交互性特點，逐漸被應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域，尤其是在電子游戲行業(yè)得到了極大的發(fā)展[1]。隨著游戲行業(yè)的高速發(fā)展，游戲種類和游戲方式都發(fā)生了巨大變化，虛擬現(xiàn)實技術(shù)因為具有較高的真實性和仿真性，能夠提高游戲體驗感，受到了游戲玩家的一致認(rèn)可。目前該技術(shù)在游戲設(shè)計中的優(yōu)勢主要體現(xiàn)于以下幾點。

1.1 真實性

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在游戲中可以快速收集錄入玩家傳輸?shù)男畔?，結(jié)合游戲設(shè)定給玩家提供視覺、聽覺等沉浸式真實感受，使游戲場景和游戲過程更加逼真。而且虛擬現(xiàn)實技術(shù)也可以讓游戲更加具有操作性，玩家在游戲過程中能夠產(chǎn)生極強的代入感，結(jié)合游戲場景進(jìn)行更多個性化游戲操作，滿足玩家的游戲興趣，給玩家提供更多真實的游戲體驗。比如游戲場景出現(xiàn)搖晃時玩家佩戴虛擬現(xiàn)實設(shè)備也能夠感受到晃動。與傳統(tǒng)游戲相比，虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠讓游戲設(shè)計的操作感、空間感更強，也能夠更好地吸引玩家，獲得玩家的青睞。

1.2 交互性

虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有較高的交互性特點，游戲過程中不僅能夠?qū)崿F(xiàn)人機交互，也能夠進(jìn)行人人交互，為玩家提供交互場景，使玩家在游戲當(dāng)中能夠獲得游戲角色的樂趣，進(jìn)一步體現(xiàn)游戲的娛樂價值。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以讓游戲設(shè)計更加多樣化、趣味化，體現(xiàn)出游戲的娛樂性。娛樂性和可玩性是吸引新玩家的關(guān)鍵，虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠創(chuàng)造出各種真實的游戲場景和游戲內(nèi)容，玩家在游戲過程中可以利用游戲設(shè)備體驗真實的游戲場景，獲得游戲感受。

1.3 公平性

公平性是保持游戲健康發(fā)展的重要指標(biāo)，虛擬現(xiàn)實技術(shù)使游戲玩家獲得了較高的體驗感和可操作性，同時也給玩家提供了更多的操作途徑和操作體驗，弱化了游戲的規(guī)則限制，提高了游戲的操作體驗。玩家在游戲中可根據(jù)游戲背景自由進(jìn)行操作，玩家可在符合游戲背景的前提下通過任意方式完成游戲任務(wù)。不僅增加了游戲體驗感，還保證了游戲的公平性，給玩家提供了更多自主發(fā)揮的空間，有利于提高游戲吸引力。

1.4 沉浸性

虛擬現(xiàn)實技術(shù)使玩家進(jìn)入到虛擬世界當(dāng)中，與虛擬世界融為一體，虛擬現(xiàn)實技術(shù)完全改變了以往的UI設(shè)計，使游戲不再有空間屏幕概念，玩家可以完全沉浸于游戲環(huán)境當(dāng)中，提高玩家的游戲體驗感。尤其是在使用各種VR設(shè)備的基礎(chǔ)上，虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠給玩家?guī)砀诱鎸嵢娴母泄袤w驗，讓玩家沉浸在虛擬的游戲空間當(dāng)中，在這一游戲背景下玩家所產(chǎn)生的游戲體驗與真實環(huán)境相同。

在傳統(tǒng)的游戲設(shè)計過程中時間、空間是影響用戶游戲體驗的主要原因，用戶只能通過手動操作獲得游戲體驗，缺乏身體各個感官的游戲感受。當(dāng)前隨著各種科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，在游戲設(shè)計中已經(jīng)可以讓玩家徹底擺脫時間與空間限制，打造立體的三維游戲場景，使玩家獲得身臨其境的游戲感受。虛擬現(xiàn)實技術(shù)融合了各項先進(jìn)的計算機技術(shù)，包括三維計算、圖形處理、廣角立體顯示、游戲跟蹤和網(wǎng)絡(luò)傳遞等手段。

在傳統(tǒng)的游戲設(shè)計中比較注重游戲世界的設(shè)定，讓玩家沉迷于游戲劇情當(dāng)中，但是卻忽略了玩家的游戲體驗，玩家只能通過游戲人物操作游戲界面，了解游戲世界背景，而不是玩家自身獲得真實的游戲體驗，這使得玩家在游戲過程中無法真實感受到游戲世界的新鮮與刺激，影響了玩家在游戲中的娛樂性，這也是目前傳統(tǒng)游戲一直無法突破的主要問題。虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠借助一些游戲設(shè)備讓玩家成為游戲中的角色，真正身處于游戲世界當(dāng)中，與游戲中的人物展開交互，具有極強的真實性、沉浸性和交互性等特點，能夠給玩家?guī)韨鹘y(tǒng)游戲無法提供的感官滿足。

當(dāng)前將虛擬現(xiàn)實技術(shù)與游戲結(jié)合創(chuàng)造更加真實沉浸的游戲體驗是眾多游戲設(shè)計者不斷追求的目標(biāo)。在未來的游戲設(shè)計中利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)設(shè)計高仿真游戲場景，應(yīng)不斷加強虛擬現(xiàn)實技術(shù)和游戲設(shè)計的融合創(chuàng)新，給玩家?guī)砀诱鎸嵉姆抡骟w驗，使玩家在虛擬游戲世界中獲得真實的觸感。

2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在游戲設(shè)計中存在的問題

虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠模擬真實環(huán)境，構(gòu)建動態(tài)立體化游戲場景，玩家只要佩戴設(shè)備就可以進(jìn)入交互界面與游戲中的人物和環(huán)境進(jìn)行交互，使玩家產(chǎn)生沉浸式的游戲體驗。但是當(dāng)前由于多方面因素影響虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在游戲設(shè)計中仍舊存在諸多問題限制了虛擬現(xiàn)實游戲的設(shè)計與發(fā)展。其問題主要體現(xiàn)于以下幾個方面。

2.1 硬件設(shè)備問題

當(dāng)前的虛擬現(xiàn)實技術(shù)與20年前的3D游戲成像的發(fā)展情況類似，其目的是打造模擬仿真的游戲體驗，至少讓用戶的主觀感受與游戲世界產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。但是當(dāng)前虛擬現(xiàn)實技術(shù)在游戲設(shè)計中都需要使用VR設(shè)備，而此類設(shè)備在使用過程中會讓使用者普遍出現(xiàn)眩暈、疲勞和移動障礙等問題，這種反差會給玩家?guī)磔^強的違和感。雖然部分設(shè)備已經(jīng)突破了這一問題，但是設(shè)備沉重，佩戴效果不理想，不能給玩家?guī)沓两缘奶摂M游戲體驗，尤其是使用時間較長會導(dǎo)致玩家出現(xiàn)非常明顯的身體不適情況。而且玩家想要獲得虛擬現(xiàn)實的游戲體驗，就需要到專業(yè)的游戲機構(gòu)或者是購買昂貴的游戲設(shè)備。缺乏設(shè)備的普及與應(yīng)用，導(dǎo)致大部分傳統(tǒng)游戲玩家都無法獲得良好的虛擬現(xiàn)實仿真游戲體驗。

2.2 交互方案不理想

目前在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用背景下游戲設(shè)計也會給玩家?guī)砣碌挠螒蝮w驗，讓玩家沉浸在游戲世界當(dāng)中，比如Land's End、水果忍者都是比較常見的虛擬現(xiàn)實游戲，但是在游戲過程中玩家需要通過游戲手柄完成游戲，而虛擬現(xiàn)實世界中各種新奇的事物都會激發(fā)玩家的好奇心，玩家會不由自主地想要觸碰虛擬現(xiàn)實空間中的事物，但卻不能讓玩家產(chǎn)生真實的觸感和體驗感[2]。這就說明當(dāng)前虛擬現(xiàn)實技術(shù)在游戲中的交互效果并不理想，玩家并不能在游戲場景中獲得真實的游戲體驗。站在理論角度進(jìn)行分析，虛擬現(xiàn)實技術(shù)打造的三維立體游戲空間需要給玩家?guī)碚鎸嵉母泄袤w驗。玩家在虛擬空間中無障礙體驗，輕松實現(xiàn)跑、跳和蹲等動作，但是現(xiàn)在無論是使用手握傳感器還是其他類型傳感器都無法給玩家?guī)硎孢m的游戲體驗，玩家在游戲中進(jìn)行有效操作十分困難。

2.3 性價比較低

目前價格問題也導(dǎo)致虛擬現(xiàn)實技術(shù)在游戲領(lǐng)域存在較為嚴(yán)重的推廣問題，玩家想要獲得更加真實立體的游戲體驗就需要在身上佩戴傳感器，全套的身體傳感器對于大部分玩家來說是一筆非常高昂的費用，很少有消費者能夠負(fù)擔(dān)。即便是購買一個符合游戲體驗佩戴感舒適的VR眼鏡，價格也十分昂貴，所以虛擬現(xiàn)實技術(shù)打造的仿真游戲至今為止很難獲得全面普及。另外在虛擬仿真游戲設(shè)計過程中由于游戲設(shè)計復(fù)雜、程序更新復(fù)雜，無法做到及時的游戲更新，內(nèi)容重復(fù)性較高且價格昂貴，給玩家的游戲體驗帶來了諸多困擾。所以在性價比的影響下大部分消費者并不會為虛擬現(xiàn)實游戲買單。

3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在游戲情景仿真設(shè)計中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠在傳感器、模擬處理、用戶界面和輸入處理等多個方面為玩家提供較好的游戲體驗。玩家可利用鼠標(biāo)、鍵盤、數(shù)據(jù)手套和顯示器等多個游戲設(shè)備進(jìn)入游戲界面，扮演游戲中的角色，獲得游戲角色的視覺、聽覺等感官體驗。因此在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用中玩家往往可以獲得真實的游戲體驗，這種游戲方式代替了以往的鍵盤、鼠標(biāo)游戲操作方式，玩家的游戲體驗方式更加豐富，可操作性也更強。目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)在游戲設(shè)計中的應(yīng)用主要包括以下幾個方面。

3.1 游戲基本程序設(shè)計

在游戲設(shè)計過程中合理利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，能夠進(jìn)一步提高游戲基本程序的設(shè)計質(zhì)量，通過有效控制資源管理的方式，加強游戲設(shè)計與研發(fā)服務(wù)的聯(lián)系，提高游戲設(shè)計的流暢性。比如在基本程序設(shè)計過程中，資源管理既包括游戲模型腳本，也含有游戲各項工作的資源輸入設(shè)置。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)與游戲基本程序設(shè)計相融合，能夠?qū)⒃镜母拍罨螒驑?gòu)造場景搬移到實際游戲設(shè)計場景當(dāng)中，使游戲與程序設(shè)計完全融合。例如在游戲設(shè)計過程中當(dāng)游戲中的物品或物體需要增加組件時，可以直接在虛擬場景中進(jìn)行加工處理，使其形成一個完整的安裝包，擺脫傳統(tǒng)研制工具的限制，在真實的游戲場景中完成游戲終端安裝與運營。另外虛擬現(xiàn)實游戲程序設(shè)計時結(jié)合虛擬現(xiàn)實游戲的創(chuàng)作背景設(shè)計界面，進(jìn)行游戲研發(fā)編輯與建模。為了確定游戲基本程序設(shè)計是否符合游戲場景設(shè)定，可以在虛擬現(xiàn)實中測試游戲產(chǎn)品的變更情況及游戲體驗，使游戲基本程序設(shè)計更加貼合游戲設(shè)定。

3.2 三維仿真立體游戲場景設(shè)計

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在游戲設(shè)計中主要是利用虛擬現(xiàn)實軟件與硬件設(shè)計三維立體空間，利用各種語言和動畫設(shè)計仿真游戲動態(tài)場景，為玩家?guī)碚鎸嵭暂^強的游戲環(huán)境，給玩家提供身臨其境的游戲體驗。當(dāng)前為了獲得更加真實的游戲仿真體驗，在三維游戲仿真實驗過程中運用Visual C++仿真設(shè)計，能夠有效模擬三維動態(tài)游戲視景[3]，增強游戲畫質(zhì)輸出質(zhì)量，有利于增強游戲的逼真性和交互性。

在游戲設(shè)計中場景設(shè)計應(yīng)給玩家?guī)沓两降挠螒蝮w驗，讓玩家在游戲場景中獲得真實體驗。因此在游戲設(shè)計中需要利用虛擬仿真技術(shù)對游戲場景進(jìn)行布局設(shè)計，通過貼圖、場景、材質(zhì)和燈光等幾個方面提高游戲場景的真實性和氛圍感。例如游戲中燈光的作用不僅僅是讓游戲場景更亮，而是應(yīng)該呈現(xiàn)出一種獨特的游戲氛圍，使玩家被游戲氛圍所影響沉浸在游戲當(dāng)中，獲得真實的游戲體驗。《紙人》是一款典型的恐怖特色游戲，在游戲中會運用不同顏色的燈光來體現(xiàn)恐怖氛圍，例如桌子上的燭光、走廊中的月光，這些場景和燈光都營造了一種神秘的恐怖氛圍，讓玩家在游戲過程中能夠切實地感受到游戲中的恐怖氛圍，并通過周圍環(huán)境及場景刺激玩家感官，增強感官體驗。再加上虛擬現(xiàn)實技術(shù)的加持，能夠從多個方面刺激玩家的視覺、聽覺，讓玩家產(chǎn)生更加真實的游戲體驗，也能夠使游戲場景更加符合故事背景，讓玩家感受真實的游戲氛圍。

3.3 角色繪制及模型制作

在游戲設(shè)計中游戲人物設(shè)計是影響游戲質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，虛擬現(xiàn)實背景下玩家需要作為游戲人物參與到游戲當(dāng)中，所以人物設(shè)計的質(zhì)量直接影響了玩家的游戲體驗。目前在游戲設(shè)計方面普遍會出現(xiàn)角色與設(shè)定不符或是抄襲現(xiàn)象，這會導(dǎo)致在后期人物建模過程中需要對游戲角色及場景進(jìn)行不斷的修改與優(yōu)化，增加了人力物力的投入成本。尤其是在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用背景下打造高仿真游戲場景，更需要保障游戲角色的設(shè)計質(zhì)量。目前主要是利用ZBrush軟件制作人物模型，在人物設(shè)計中需要根據(jù)真實人體的特色及構(gòu)成進(jìn)行設(shè)計，保障游戲人物的真實性，使玩家產(chǎn)生代入感，獲得良好的游戲體驗?！渡C7》中各種變異人的設(shè)計都是在人體的基本結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改造的，所以游戲中人物給人感覺更加真實，能夠增強玩家的游戲體驗。除此之外在其他游戲人物設(shè)計中，可以根據(jù)人物設(shè)定適當(dāng)做出一些變化增強游戲人物的特點，使人物特色更加鮮明，必須要根據(jù)人體、服裝和道具3個方面建設(shè)模型，要求人物結(jié)構(gòu)合理，避免比例失調(diào)、人體模型過于夸張和缺乏真實性等問題。

3.4 道具設(shè)計

道具設(shè)計也是游戲設(shè)計中非常重要的一個組成部分，對于三維仿真游戲而言道具設(shè)計僅次于游戲角色設(shè)計，因此在道具設(shè)計中需要結(jié)合人物特點、游戲背景對道具進(jìn)行設(shè)計，重視道具的獨特性和真實性，使道具能夠給玩家?guī)碚鎸嵏?。比如在射擊類游戲中，槍作為游戲道具必須要重視槍支結(jié)構(gòu)的合理性，通過三維立體設(shè)計展現(xiàn)出真實槍支的結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確表達(dá)槍支、彈夾及瞄準(zhǔn)器槍托等多個部位，使玩家在游戲中能夠獲得真實的操作體驗。除此之外在一些冒險類游戲當(dāng)中，為了給玩家?guī)砀诱鎸嵉挠螒蝮w驗，在尋寶道具設(shè)計過程中應(yīng)增加其年代感，使道具符合游戲設(shè)定背景，能夠為接下來的劇情做好鋪墊，提高玩家的游戲體驗，讓玩家能夠真正被游戲所吸引，沉浸于游戲世界當(dāng)中。

在道具設(shè)計中應(yīng)更加注重各種道具的真實性和立體性，通過道具給玩家?guī)碚鎸嵉牟僮黧w驗，使游戲流程更加靈活多樣，滿足玩家的個性化游戲需求，實現(xiàn)高效便捷的交互體驗，增強玩家在游戲中的真實感受。

3.5 游戲關(guān)卡設(shè)計

游戲關(guān)卡是吸引玩家的主要元素，常見的游戲關(guān)卡主要有標(biāo)準(zhǔn)關(guān)卡、樞紐關(guān)卡、BOSS關(guān)卡和獎勵關(guān)卡4大類，將這些關(guān)卡串聯(lián)起來能夠使游戲關(guān)卡更加具有特殊性。同時還應(yīng)強調(diào)其娛樂性，讓玩家在游戲過程中能夠獲得良好的游戲體驗。目前游戲關(guān)卡設(shè)計可分為知識類、技能類和態(tài)度類，又可被分為事實展現(xiàn)類、事實轉(zhuǎn)述類和探究類，可以根據(jù)游戲的故事背景、劇情及游戲節(jié)奏設(shè)計可操作性游戲關(guān)卡，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)設(shè)計的真實的關(guān)卡場景增加玩家的游戲激情，提高游戲趣味性和沉浸感。在關(guān)卡設(shè)計中還應(yīng)重點考慮游戲的交互設(shè)計，不僅需要包括基本的游戲交互功能，還需要重點加強玩家與游戲中場景與人物產(chǎn)生的交互，比如玩家能夠駕駛飛機穿越天空，能夠從槍林彈雨中穿過，給玩家?guī)砀诱鎸嵉挠螒蝮w驗[4]。也可以增加教育類的虛擬現(xiàn)實關(guān)卡，比如化學(xué)實驗關(guān)卡，讓玩家在游戲中利用自己所掌握的知識完成游戲任務(wù)，通過游戲關(guān)卡提高游戲的體驗感及玩家的主觀游戲意識，給玩家提供充足的自我發(fā)揮空間和個性化操作體驗。

4 結(jié)束語

虛擬現(xiàn)實技術(shù)目前已經(jīng)在各大領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，尤其是游戲行業(yè)運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠有效提高游戲的娛樂性、沉浸性特點，為玩家提供真實的游戲體驗，發(fā)揮游戲的娛樂性作用。在游戲設(shè)計過程中應(yīng)重點關(guān)注游戲場景、人物和關(guān)卡等環(huán)節(jié)，創(chuàng)設(shè)真實立體的三維游戲空間吸引玩家，讓玩家能夠在沉浸式的游戲場景中獲得良好的游戲體驗。