这周最重磅的 VR 行业新闻莫过于一部电影的上映,没错,这就是由大导演斯皮尔伯格指导的《头号玩家》。这是一部 VR 题材的电影,片中的 VR 元素非常接近我们的现实。
 
现实世界衰退破败,人们沉迷于 VR(虚拟现实)游戏“绿洲(OASIS)”的虚幻世界里寻求慰藉。只要戴上 VR 眼镜,就可以去任何地方,做任何想做的事,成为任何想成为的人。
 
“绿洲”之所以如此引人入胜,原因有二:其一,这是一款利用虚拟现实技术构建的超高自由度超大容量多人在线游戏,玩家可以在其中为所欲为——不管你是想成为克拉克肯特还是咸蛋超人,不管你是想住在大西洋海底还是拉格朗日点,不管你是想伸张正义惩治不法狂徒还是纯粹想爽想去杀人越货无恶不作,在“绿洲”都能找到满足欲望的方法途径;最奇妙的是,这所有的一切都是建立在 0 和 1 的数字化基础之上,因此实现难度远远要比改变物理世界容易得多;更奇妙的是,拜身临其境这个 VR 技术的基本卖点所赐,我们完全感受不到“绿洲”提供的虚拟体验与现实中的真实生活有何区别。
 
 
其二,在其一的基础之上,乐不思现实的沉迷群众彻底把“绿洲”变成了重现人类文明黄金时代的应许之地——大崩坏之前的所有流行文化产物,从小说、电影、音乐、游戏到你我能想象到的一切造物,在“绿洲”中都能找到栩栩如生的虚拟现实重现版本;同时拜天马行空的创造力以及前所未有的自由度所赐,在“绿洲”当中的复刻的一切都比现实当中的原版精彩太多。光怪陆离,群魔乱舞,乐在其中,且不骗钱。
 
这提出了一个问题:VR 的现实在多大程度上能与《头号玩家》所刻画的未来保持一致呢?如果你仔细观察电影,你会发现自己暂时无法变得像主角韦德·沃兹那样。毕竟,这是一部科幻片。但实际上,这个看似遥远的未来比你想象中还要接近我们。从技术层面来说,实现《头号玩家》里这样的全沉浸的体验,根本不需要等到 2045 年,也许到 2022 年就能实现。VR 是相当新生的事物,但速度发展之快(尤其是这几年),绝对令人咂舌。
 
如果要达到电影中呈现出的这种完美的虚拟现实体验,需要哪些技术上的支撑呢?我们已经做到了哪一步呢?
 
高速无线网络——5G
从电影中我们可以看到,所有人的 VR 头戴式显示设备都是即戴即用的无线设备,并支持任何时间任何地点使用,这就要求其采用的无线通信解决方案有着极大的带宽,能够承载每秒数百兆甚至数个 GB 的下载速度,并保证极低的延迟和无缝的覆盖。这是由于 VR 属于近眼显示,其对内容的分辨率要求极高。
 
一段 4K 高清的视频在 VR 上观看,人眼感受到的效果只相当于我们平常在电脑上看的 480P 的“渣画质”。所以如果要实现电影中的完美的沉浸感,VR 的内容就要实现 8K、16K 甚至 32K,对应的无线解决方案要求的传输速率就要达到百兆甚至千兆每秒。
 
 
目前,5G 已经正在研发阶段,预计 2019 年实现商用,在 2020 年实现全球部署,使用 5G 网络用户能够感知到的速率将提升至百兆每秒的量级,形成了对 VR 无线传输解决方案的强力支撑。现实无线通信技术距离电影中的似乎不太遥远。
 
无线 VR 头显
《头号玩家》没有浪费大量的时间来解释各种设备的作用,但对于韦德的头显(以及大部分其他角色所使用的头显),这看起来就像是一副时髦的滑雪护目镜。轻巧、无线,无需任何外部硬件即可运行。无论身在何处,只需戴上这款设备你马上就能进入名为“绿洲”的虚拟世界。
 
 
当前的 VR 头显暂时无法实现电影中的形状设计,但我们正在不断接近。当然,诸如 HTC Vive 和 Oculus Rift 这样的高端头显仍然需要外部计算机来运行 VR 体验,而价格更为亲民的解决方案(如三星 Gear VR)则依赖于用户的智能手机。
 
无线 VR 一体机已经成为行业中的明显趋势。Pico、HTC 已经在开卖 VR 一体机,而谷歌和联想很快将开始发售 Daydream 一体机,Oculus 也准备好在下个月的 Facebook F8 大会上推出 Oculus Go。Oculus 的另一款高端一体机“Santa Cruz”将在 2019 年上市。
 
 
于 Santa Cruz,这款设备搭载了内向外追踪技术,它无需外部硬件能够逼真地将身体运动映射至 VR。这与《头号玩家》中的头显十分类似。但斯皮尔伯格的版本更进一步,其能够追踪现实世界中的障碍,从而允许用户一边在真实人行道上奔跑,一边进行 VR 战斗。能够感知用户周围环境的功能对今天的 VR 设备而言尚有一段距离,但我们手机上的 AR 应用已经预示了这一个未来。

 

触觉手套和全身套装
《头号玩家》中的 VR 用户通过专用手套来与虚拟世界交互,并“感受”虚拟对象。任何口袋有余钱的人都可以选择能够传达额外感官反馈的全身套装。
 
 
诸如 Leap Motion、uSens 这样的 VR 厂商已经在开发可行的手势追踪解决方案,你甚至无需佩戴任何手套。触觉反馈更为困难,但并非是完全不可能。
 
VR 初创公司幻境科技、诺亦腾、HaptX 等构建了允许你实际感受 VR 对象的触觉手套。触觉团队 HardlightVR 已经开始发售 Hardlight 触觉反馈套装。这个套装有点像电影里全身套装的初级版:玩家可以接受游戏中每次枪击、爆炸和爆头的触觉反馈。该套装拥有 16 个触觉反馈区域,可以针对特定的肌肉群体提供身临其境的体验。
 
交互外设
除了感知反馈外衣,另一个能够大幅提升用户沉浸感的设备就是交互外设。
 
这些外设通常类似跑步机,并在四周附有牵引线或其他机械装置,来模拟虚拟现实游戏中的场景。剧中出现了两种不同的跑步机,一种是上面没有任何固定设备的平面跑步机,另一种则是 IOI 公司中大量使用的上半身被固定的跑步机。而这两种跑步机在市场上都能找到原型。
 
(来源:VR 陀螺)
 
为什么需要这个跑步机呢?
这主要是由于如果我们人的视觉器官和其他感官感受到的场景不同,就会使人们产生眩晕感。比如我们在 VR 游戏里,视觉器官感受到我们是在加速奔跑,而现实世界中身体却静止不动的话,我们的大脑会感到困惑,进而产生眩晕感,严重者甚至会产生呕吐的冲动。
 
 
交互外设“跑步机”可以为身体模拟虚拟环境的中的各种场景,如奔跑、跳跃、翻越障碍物等,使身体其他感官感受到的信息尽可能与人的身体保持一致,感官的矛盾就会大大降低,增强用户的沉浸感。目前由于技术和售价原因,大型的交互设备尚未在消费级市场铺开,但是我们依然能够在一些虚拟现实主题公园/体验馆中见到简单的大型交互外设。另外,由于大型交互外设高度依附于游戏内容本身,所以超大自由度的交互外设依然是研发上的难点,进入实际部署仍尚需时日。
 
另外还有一种交互设备就是电影中反派 IOI BOSS 坐的 VR 蛋椅,蛋椅不止是一个载具,它结合了全息屏幕等高科技,能够为你提供非凡的沉浸体验。躺上去之后,环形屏幕浮现在空中,用手势便可操纵,看起来与其他科幻大片中的效果无异。VR 蛋椅与 VR 游戏 / 电影是绝配。目前 VR 蛋椅在国内国外都有不少,然而全息屏幕这种高科技尚需时日。
 
情绪检测器 / 软件 
剧中每个人体验 VR 的时候都会在脖子上挂上一个设备,从角度来看猜测可能是面部捕捉设备,能够实时将人物的表情同步到虚拟人物上,所以在虚拟世界中,人物的情绪、表情等都和真人毫无区别。
 
在电影的一个场景中,韦德启用了特殊的情绪压制软件以确保他的角色能够维持冷静的面容,从而不会暴露他真正的恐慌情绪。
 
 
目前的 VR 在捕捉情绪状态方面相当糟糕。《头号玩家》采用特殊的硬件来扫描的用户的面部,并将他们的每一次微笑和皱眉映射至虚拟世界。
 
 
 
就目前来看,动作捕捉仍然是一个复杂的过程,通常需要使用特殊的标记,就像一直以来用于数字动画的标记那样。现在的虚拟世界要求用户按下控制器上的按钮来改变面部表情,而这根本不自然。不过,现在已经有厂商如 Cubic Motion 尝试将简单的面部动作捕捉带到虚拟现实头显,Google Research 也在尝试通过观察用户在 VR 头盔内的眼睛来追踪人们的表情。但这种技术的实际商用或许仍有数年时间。

 

沉浸体验
2018 年的 VR 世界可能不如 2045 年的世界逼真,部分原因是当前 VR 头显的显示器缺点。如果仔细观察,你仍然能看到一个个的像素点。
 
 
 
沉浸感是多方面配合的,由 VR 头显、全身套装、交互设备等一起作用为使用者呈现一个非常好的沉浸体验。
 
在《头号玩家》之中,VR 世界已经与现实别无二致。我们从电影中发现,一个关键的角色认为自己已经结束了 VR 会话,但实际上他仍然沉浸在模拟之中。这种水平的沉浸感似乎不可太能,但你需要明白即便是今天的 VR,其仍然可以相当有效地欺骗你的大脑。
 
线下虚拟现实体验通常会利用外部刺激来增强真实感。当行走在一个由计算机生成的世界时,你会敏锐地意识到它本质上只是一款游戏。但如果将相同的图形与脚下真正摇晃的木板结合在一起,相信你的双腿会不要自主地软下来。
 
这同样适用于优秀的内容,因为它可以快速令你忘却今天显示器的缺点。
 
VR 内容
《头号玩家》的大部分场景都设置在“绿洲”。这是一个巨大的在线世界,用户可以开玩各种游戏,自由聚会,并参与一系列不同的任务。这可能是电影中最不具有未来感的部分,因为像《第二人生》这样的在线世界早已经出现。在最近,我们看到了许多类似的世界和体验,Facebook Space、微软 AltspaceVR 等。
 
《头号玩家》中《闪灵》部分是全片最具未来气质的片段。它给出了未来观影的一种方式,由看电影向玩电影转变。
 
 
观影方式无论是 2D、3D,你只能跟着镜头视角走。而像主角们进入《闪灵》的场景里,俨如是把平面的电影变成四维时空,观众就可以在精心复刻的电影场景里肆意冒险而不被限制于单一的视角。
 
这里扯出最后一个话题——VR 电影。VR 电影因为沉浸感、代入感强,也成为未来一种令人非常期待的内容生产模式。在不久的将来,戴上 VR 头显,你就可以身临其境地看一部电影。等 VR 再普及一些,电影院再也不需要什么 4D 了,直接每个人戴一个 VR 头套,脚下一个 VR 跑步机,边走着边把电影给看了吧。
  
不过,目前市面上没有太好的 VR 电影内容,一方面,VR 头显成本还是比较高,目前还没有普及,相应的,好的内容开发可能会收不回成本。另一方面,带着 VR 头显,观众的脑袋是可以到处乱看的,那么怎么把注意力吸引到主线剧情上,是需要创作者去适应和研究的。