VR發(fā)展態(tài)勢(shì)愈加迅猛，但仍有許多不盡完美之處，當(dāng)前的VR運(yùn)動(dòng)控制器暫沒(méi)有生成電阻的方法，那么如何才能讓體驗(yàn)者在虛擬世界中感受到虛擬物品不同的重量？近日，一家名為B-Reel的創(chuàng)意機(jī)構(gòu)探索了幾種VR中物體重量的方法并分享了開(kāi)源實(shí)驗(yàn)以供大家參考，接下來(lái)讓我們一起進(jìn)入這個(gè)奇幻之旅吧！

視覺(jué)vs物理交互模型

目前，大多數(shù)的VR界面由簡(jiǎn)單的2D模型畫(huà)面組成。但在游戲中，相對(duì)來(lái)說(shuō)，視覺(jué)轉(zhuǎn)向較少，更多的是物理交互。如Comic Trip，很好地運(yùn)用了物理按鈕導(dǎo)航菜單項(xiàng)；Job Simulator，這款游戲中完全消除了舊鼠標(biāo)的操作。

Cosmic Trip (左) Job Simulator (右)

B-Reel選擇的方法是虛擬世界中用戶與事物交互時(shí)人為模擬重量。具體來(lái)說(shuō)，先通過(guò)減慢用戶舉起事物的行為速度從而人為感知物品重或輕，若是重的物品那么用戶行為速度會(huì)慢，反之輕的物品用戶速度正常。

此次探索的目的是希望將此技術(shù)運(yùn)營(yíng)到所有平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)控制器中：從Daydream的Wiimote風(fēng)格控制器到具有先進(jìn)Room-Tracking控制器的Vive和Oculus。基于此，B-Reel首先選擇最先進(jìn)的平臺(tái)（Oculus、Vive）設(shè)計(jì)，然后探索基于Daydream平臺(tái)的簡(jiǎn)化，最終聚焦Gear VR和Cardboard的控制操作。

此實(shí)驗(yàn)中選用Unity作為開(kāi)發(fā)引擎。

目標(biāo)

• 使用Unity開(kāi)發(fā)促進(jìn)提升團(tuán)隊(duì)工作流；
• 構(gòu)建基本“樣版”環(huán)境，以促進(jìn)未來(lái)VR實(shí)驗(yàn)可以快速啟動(dòng)與運(yùn)行。

過(guò)程

運(yùn)用Git協(xié)作和跨平臺(tái)共享資源。場(chǎng)景可以“被簽出”同時(shí)被編輯，其他人可以在組合式預(yù)制房中將其合并到主場(chǎng)景中。

• 準(zhǔn)備

固定的物理對(duì)象無(wú)法測(cè)量出重量，顯而易見(jiàn)，虛擬世界中很多概念與現(xiàn)實(shí)世界相同。對(duì)于VR中的很多事情，業(yè)界暫還未達(dá)成共識(shí)以“正確”方式處理這些行為。在探索實(shí)踐中，感知物體重量的方法被分為兩大類：直接連接（控制器與物體之間創(chuàng)建一個(gè)固定點(diǎn)）和間接連接（調(diào)整速度或運(yùn)用吸引力吸引事物向控制器方向移動(dòng)）。

直接連接

直接連接，虛擬世界中的事物與控制器一對(duì)一匹配。如果控制器相對(duì)于物品重量移動(dòng)太快，連接會(huì)中斷最終物品會(huì)掉落。

間接連接

間接連接，不同重量物品有不同的連接優(yōu)勢(shì)。控制器控制輕的物品相對(duì)較快，有直接連接的感覺(jué)。重的對(duì)象相對(duì)比控制器的移動(dòng)速度慢，并需要更多的“力量”。想要獲得良好的用戶體驗(yàn)，需要做到：

1.在虛擬世界移動(dòng)的畫(huà)面中顯示控制器(保持1:1追蹤)，避免用戶有不沉浸感。 
2.一旦虛擬事物觸碰到控制器,提前形成直接連接。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，最具沉浸感的感知物品不同重量的動(dòng)作是“撿”。

• 探索其他感知

除了人為移動(dòng)和抓取事物感知不同重量外，探索其他感知反饋也同樣重要，如可通過(guò)視覺(jué)和觸覺(jué)反饋。

視覺(jué)反饋主要通過(guò)“看”的方式，檢測(cè)物體移動(dòng)速度，其取決于連接的類型。對(duì)于直接連接，可使用各種測(cè)量?jī)x器和公尺測(cè)量顯示控制器的速度。其中我們發(fā)現(xiàn)更簡(jiǎn)單且更好的方法,選用一個(gè)基于綠到紅的公尺測(cè)量器，將其連接到控制器，當(dāng)物品吸附在控制器上，其移動(dòng)速度接近斷開(kāi)的臨界值時(shí)公尺顏色會(huì)被填滿。對(duì)于間接連接，可以更有效的可視化控制器與物品之間的連接，隨著張力的增加，測(cè)量器的顏色由綠色變?yōu)榧t色。

觸覺(jué)反饋,與視覺(jué)指示器相同的邏輯，應(yīng)用控制器的振動(dòng)。當(dāng)用戶使用控制器移動(dòng)的物品其張力接近臨界值時(shí)，控制器振動(dòng)強(qiáng)度增加。

測(cè)試-調(diào)試-測(cè)試

所有這些有關(guān)的因素,看起來(lái)是一個(gè)永無(wú)止盡的探索。因此需要測(cè)試與比較,首先可以在相同的環(huán)境中多次測(cè)試。先測(cè)試，后調(diào)整，再測(cè)試。

最終保留影響各種因素的最好演示方法。最主要的差異不是基于物理交互——而是，在物理交互中專注了具有次要影響的視覺(jué)和觸覺(jué)反饋。

• 初始狀態(tài)

控制器連接虛擬對(duì)象,但將通過(guò)靜態(tài)配撞器連接。這是沒(méi)有重量模擬的最簡(jiǎn)單的撿物品形式。

• 觸覺(jué)反饋

控制器連接虛擬對(duì)象,在碰撞中復(fù)位，或因控制器相對(duì)于物品重量移動(dòng)過(guò)快掉落。控制器震動(dòng)強(qiáng)烈是因?yàn)槠渌俣冉咏R界值（吸附物品張力）。

• 視覺(jué)反饋

控制器連接虛擬對(duì)象,在碰撞中復(fù)位，或因控制器相對(duì)于物品重量移動(dòng)過(guò)快掉落。因其速度接近臨界值時(shí)測(cè)量器顏色被填滿。

• 視覺(jué)和觸覺(jué)反饋

控制器連接虛擬對(duì)象,在碰撞中復(fù)位，或因控制器相對(duì)于物品重量移動(dòng)過(guò)快掉落。測(cè)量器顏色滿格且控制器震動(dòng)當(dāng)速度達(dá)到臨界值。

• 力

虛擬對(duì)象運(yùn)用力吸引控制器,因此當(dāng)其接近控制器時(shí)，速度增加。

• 速度(因張力連接會(huì)斷開(kāi))

虛擬對(duì)象的速度可被控制器調(diào)節(jié)。若控制器與對(duì)象之間的張力超過(guò)臨界值,虛擬對(duì)象掉落。

• 速度(連接從未斷開(kāi))

虛擬對(duì)象的速度可被控制器調(diào)節(jié)。虛擬對(duì)象永遠(yuǎn)不會(huì)掉落，無(wú)論其張力多大。

在這一點(diǎn)上,我們想要從用戶輸入與團(tuán)隊(duì)輸出上探索哪些因素是有用和不必要的。

此處創(chuàng)建了兩個(gè)場(chǎng)景用于用戶測(cè)試。兩個(gè)場(chǎng)景中，在用戶周圍安排七個(gè)位置。第一個(gè)場(chǎng)景中，設(shè)置單獨(dú)的虛擬對(duì)象位置，因此測(cè)試者可以直接比較每種方法移動(dòng)虛擬對(duì)象的感覺(jué)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們提出一系列的問(wèn)題:哪一個(gè)虛擬對(duì)象感覺(jué)最重?傾向使用哪種方法挑選虛擬對(duì)象?哪個(gè)方法最自然?

第二個(gè)場(chǎng)景是在每個(gè)位置設(shè)定不同重量的多個(gè)虛擬對(duì)象。通過(guò)這種方式,用戶以同一種方法感知虛擬對(duì)象的重和輕之間的變化。然后在相同的環(huán)境下比較其他方法。

經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，未必能夠會(huì)有一個(gè)“正確”的答案，但是我們可以從中得出很多結(jié)論。

• 間接連接最適合出現(xiàn)連接可能斷開(kāi)的情況

據(jù)此次測(cè)試報(bào)告，間接連接能夠最自然地傳達(dá)重量的感覺(jué)。沒(méi)有嚴(yán)格的張力中斷，虛擬對(duì)象開(kāi)始可能是輕浮的并且對(duì)于用戶的移動(dòng)沒(méi)有反應(yīng)。連接中斷導(dǎo)致虛擬對(duì)象掉落，卻能迫使用戶有意識(shí)地選擇其行為感知虛擬對(duì)象“重量”。

• 除了交互中重量是至關(guān)重要的，重量是一個(gè)煩惱

測(cè)試人員享受與間接聯(lián)系的互動(dòng),并且許多人認(rèn)為這不僅有趣而且好玩。當(dāng)有節(jié)制地使用并有意地關(guān)注重量相關(guān)的事情時(shí)，間接連接有助于未來(lái)的探索。但需要撿起更多的虛擬對(duì)象時(shí)，絕大多數(shù)人都選擇了最簡(jiǎn)單的直接連接。

• 不要忘記聲音感官

不妨思考一下聲音會(huì)如何加強(qiáng)物理方面的環(huán)境，可以從重物撞擊地面或因重物重量不同相互摩擦的聲音來(lái)區(qū)別重量差異。

• VR中“基本”交互看起來(lái)更復(fù)雜

基于物理交互模型要比傳統(tǒng)基于屏幕的用戶體驗(yàn)復(fù)雜得多，因?yàn)橛泻芏嘁蛩赜绊懽罱K結(jié)果。

總結(jié)

我們發(fā)現(xiàn)很多在剖析模擬重量交互的仿真值，并了解時(shí)間始終是一個(gè)限制因素，想要分解每一個(gè)交互的元素是一項(xiàng)不可能完成的任務(wù)，但優(yōu)化和面對(duì)未來(lái)不可避免的更具體的交互是識(shí)別和分解交互未嘗不是一個(gè)好的方法。

經(jīng)驗(yàn)之談，很多情況下，模擬重量時(shí)強(qiáng)加限制并不受歡迎，因?yàn)槟菚?huì)減慢用戶速度，吸引用戶目光的是交互本身而不是行為。因此除非設(shè)計(jì)中需要特別要求注意事物的重量，使用直接連接會(huì)更簡(jiǎn)單。

這也意味著，當(dāng)其張力太高時(shí)間接連接會(huì)斷開(kāi)。我們有足夠的空間來(lái)調(diào)整和探索，并考慮其他因素：不規(guī)則形狀或?qū)ο蟮钠鹗嘉恢茫蛘呤褂脙芍皇纸訓(xùn)|西。這只是一個(gè)開(kāi)始。