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2019年10月4日 星期五

一位玩家在體驗駕駛模擬設備

在各種參與 VR(虛擬現實)熱潮的形式中,線下體驗店被認為是最快取得商業上成功的模式之一。然而體驗店是一個產業鏈複雜的細分行業,參與者包括營運方,做頭顯的,做內容的,做配件的,還有系統整合的等等。沈浸感即此推出 VR 體驗店的系列報導,試圖為大家解讀這個行業,此是第一篇。

在 VR 線下體驗店中,最吸引人眼球的,大概就是各種千奇百怪的 VR 外設了,坦克、汽車、飛機、自行車、滑板,看起來都非常酷炫,吸引周圍的人駐足觀看。

但就像 VR 是個初生市場一樣,這些設備也不是一直就存在的。那麼這些設備是怎麼產生的呢?其背後的運用了怎樣的技術,又有怎樣做到軟硬結合的?

運動控制:從工業品到消費娛樂應用
並非所有的 VR 外設都用到了運動控制,但它是相當一部分產品的核心,包括上文提到的那些。而運動控制是一個存在很久的傳統行業。做 VR 外設產品的新創公司即視互動,其創始成員就來自運動控制行業。

「這兩年生產製造業不景氣,14 年底 15 年初,VR 2B 的商業模式進入中國,我們就一直給行業提供運動控制的解決方案。」聯合創始人兼 CEO 王美健對沈浸感表示。

運動控制此前一直被應用於工業領域,顧名思義,就是和運動相關的可以進行控制的東西。例如手機製造業中,用到的並連機器人,在以前,手機的一些元器件是工人用手擰的,但到了工業 4.0 的大環境下,對效率和精準性的要求都大大提高,就需要用機器將傳送帶上,特別小的晶片瞬間抓起來,放到手機上擰好。這裡面用到的就是精準的運動控制技術。

當 Facebook 收購 Oculus 後,VR 的 2B 商業模式引人亞洲,大家開始想到,將各自領域擅長的技術,應用到 VR 當中來。

那麼這項技術是如何移植到 VR 上的呢?首先,在 VR 這一波的熱潮沒有流行起來之前,有一個行業叫軍工仿真,其實一直有在應用,只不過對比消費場景來說更重:第一,場景更加強調仿真而不是遊戲性;第二,它是一些大型的,一比一還原的仿真。比如坦克訓練,為了讓訓練員有身臨其境的感覺,開坦克要像在真實場景中,一樣上下坡時顛簸,這就需要用到並連機制,就像剛剛說的,那個並連機器人那樣。

具體來說,還是前文提到的抓取手機晶片的動作,這個動作涉及到的運動是上下左右,而擰的話涉及到旋轉。把這些應用到 VR 中去,就需要反過來,讓玩家戴著頭顯在外設上,體驗上下左右加旋轉的運動。這就是我們常聽說的,六自由度運動平台

揭秘:那些千奇百怪的VR外设,背后是怎样的技术和商业
VR 的雪橇模拟

VR 體驗的大敵:眩暈
被應用到消費領域的運動控制技術,其產品卻參差不齊,很多產品遇到的問題是 VR 體驗的大敵:眩暈。許多人體驗過幾分鐘覺得想吐,就可能決定再也不玩了,例如去年很流行的蛋椅就被許多人吐槽體驗不好。

但是暈動症的產生,是多種因素綜合帶來的現象。早期的 VR 頭顯因為幀數不夠,或是陀螺儀刷新率不夠等問題,時常會導致眩暈。但後來這些問題基本被解決了,可能在結合 VR 外設玩時,許多人發現還是暈,這通常就不是頭顯的問題了。

我們都知道暈眩,來源於視野畫面的運動,與身體的運動不一致,例如你頭轉動了畫面,卻還沒轉過來,通常是延遲導致的。而頭顯的問題排除後,此時應該從外設這塊找原因,從底層控制的角度來看,主要有兩個原因:


第一是:當畫面已經開始變化的時候,畫面給的資訊傳遞到載具(外設)上面,這中間存在的延遲;

第二是:如果資訊已經傳遞給載具了,載具的控制機制需要讓整個機械結構動,如果有延遲的話,也會是暈的很大源動力。

因而在做外設時,需要將數據傳輸做得足夠快,同時機械響應也要足夠快,才能避免眩暈問題。下面就來更加具體地討論這個問題。

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體驗即視互動的單兵坦克惑星騎士

輸入、輸出和延遲
VR 外設歸根結底是交互設備,而交互就是輸入和輸出,這兩者都涉及到延遲問題。先來講輸出。

輸出
現在的遊戲,不管是基於 Unreal,還是 Unity 都會有實體引擎輸出,比如地形、抓取等。這些實體引擎資訊,會透過某個通道輸出來,而外設的六自由度運動控制平台,需要透過幾個步驟,來接收和實現這些資訊。

第一 ,把通訊接上,就是要收到這個資訊;

第二,做反解,因為遊戲會給出很多數據,而平台需要的只是幾個數值,六自由度也就是六個值,上下左右平移旋轉。這一步就是要從實體引擎輸出的所有資訊中,反解出這六個值;

第三步,需要有一個洗出算法,這裡面涉及到體感。比如模擬飛機的動作,加速度出去了,但真實的飛機,會有持續的加速度,這個時候要透過一個洗出算法,讓機械傳動出去,同時自己緩緩地往回收,再出去,這樣的話就會有持續的加速度。

六自由度平台實現這些東西,需要用到體感算法和伺服控制。當資訊收集過來了,需要伺服控制的方案傳遞給六個軸,來完成相應的動作。

輸入
一款外設通常會包含輸出和輸入兩個方面,例如即時互動的 VR 動感單車,遊戲裡邊的顛簸、運動,在自行車上實現是輸出;而用自行車實現遊戲裡的加速、減速、拐彎則是輸入。

輸入所涉及到的技術是邏輯控制,透過單片機原理(其實這個也是傳統行業的技術),把模擬量資訊,就是人操作的資訊,比如蹬的快慢、拐彎等,透過控制板轉換成遊戲,可以接收的數位資訊,再變成畫面的運動。

延遲
外設產生的延時,主要是通訊和機械傳動。傳統的通訊技術,用的是工業級別的脈衝,比較慢,現在廠商為了更快的傳輸,改用了乙太網(也就是網路線),它的傳輸延遲基本上可以不被人發現。

機械部分的延遲經常被大家忽略,這塊在輸入方面,並不是大問題,因為目前的感測器都非常靈敏,技術很成熟,只要傳輸延遲解決就好。通常問題會出在輸出的部分,這取決於平台反應的速度。

以六自由度平台來說,這個平台的反應速度,多取決於一個叫十字連軸結的組件,好的十字連軸結是用車床,一次性切出來的,非常圓滑,一個價格在千元級別。

但是現在行業內有很多便宜的十字連軸結,甚至有買一贈一的,便宜的十字連軸結,不是一次性切出來的,而是削出來的,會凹凸不平,這樣的話即便信號很快給到它,它在傳動的過程中如果不夠順暢,就會出現兩個問題,一是慢,二是位置不準,從而產生暈動的情況。

揭秘:那些千奇百怪的VR外设,背后是怎样的技术和商业


酷炫的外設是怎麼產生的?
前面我們聊了 VR 外設背後的技術,但這些技術帶來的產品,是千奇百怪的,所以從技術到產品的路子,其實並沒有講完,還有一個重要的步驟,就是決定生產什麼樣的設備出來。為此沈浸感,採訪了即視互動,請他們來談一談,自己為什麼會做這些產品出來。

王美健表示,他們出產品的考慮和優先級分兩方面。首先是根據行業的發展,他認為目前 VR 行業的發展,就像當初電腦進入市場一樣,先是進入網咖、垂直領域,慢慢再向家庭過渡。因而他們目前做的產品,主要是針對線下體驗店等商業場所,另外也有類似動感單車,這樣的向家庭過渡的外設產品。

大方向之外,還需要考慮線下運營方的需求,行業的痛點是什麼。例如,許多產品會暈,或者說是被動型的,用戶粘度不高,無法維持客源,這些問題需要得到解決。

以即視互動做的單兵坦克為例,王美健考慮兩個痛點,一是聯機,其加入了連網功能,兩個可以組網闖關;另一個是大空間活動,用戶希望玩大地圖的遊戲,而目前 VR跑步機和大範圍的空間定位之類的解決方案,還沒有得到廣泛應用。單兵坦克雖然不能傳送使用者,也不是空間定位,但可以讓你感覺坦克載著你去闖關。

廠商會透過頭腦風暴,結合使用者痛點等,考慮產生一個外設的想法,但這個想法變成現實,還需要有內容方的支持。

通常他們不會在沒有內容合作的情況下,把外設的想法先實現出來。而實際上,與內容廠商的合作,對一款 VR 外設的成敗至關重要。


揭秘:那些千奇百怪的VR外设,背后是怎样的技术和商业
即視互動做的交互型動感單車


設備廠商與遊戲廠商,誰主導?
據王美健介紹,他們做一款產品的過程是:透過頭腦風暴產生一個設備的想法,然後將結果拿去跟遊戲方談,看雙方是否能擦出火花,最終應該是硬體方和遊戲方談好協議,一起決定做一款產品,你做遊戲我做硬體。

這種方式並不傳統,傳統的合作模式有兩種,一是先做遊戲再請人來做硬體,這在行業重內容輕設備的思想下有很多,大家覺得遊戲是牛的,而設備方是被動的;另一種是設備方主導,直接給一筆費用請開發者做內容,這種等於是買斷了內容,但成本和風險,都會由設備方承擔。兩種模式都是專案制。

王美健並不否定傳統的模式,但他認為現在應該更多強調雙方共同走,形成測略夥伴關係,不是一錘子買賣,也不是空頭支票。他們的做法是,首先給對方一個方案,包括各種數據;接著要給一個文字性的保障;第三會在前期給遊戲方利益上的保障(支付一筆費用);後期還會給予比較高的分成。

這種合作模式下,雙方在風險承擔和收益分享上都更加平等。另外,現階段即視互動,並不打算開放 SDK,而是進行一對一的單獨合作。

特效
除了運動控制、遊戲,要真正讓使用者沈浸到 VR 體驗中去,還需要製造風、雨、溫度的變化,這些被外設廠商稱為特效。

特效需要結合運動控制平台和遊戲場景,例如騎自行車,會有風拂面而來,而且騎得越快風越大,另外上坡的時候,應該有更大的騎行阻力。

即視互動的做法,是在在動感單車前加一個風扇,再透過特效控制器對其進行控制,並且將特效控制器,和運動控制器做到一起,將模擬量給到機器。而對於自行車阻尼,他們已經有解決方案,並將很快加進去。

除了環境特效,觸感也很重要,王美健表示有在和體感背心合作,讓使用者在遊戲過程中,能有觸覺的體驗。

未來發展
運動控制並不是一個技術門檻很高的領域,其在工業領域已經有很成熟的應用,但是應用到消費行業,還是有許多可以改進的地方。

王美健認為其改進空間主要有以下四點:


一、從成本角度講把一些 VR 用不到的東西去掉,例如伺服控制的方案,是用在工業領域的,部分功能在遊戲裡用不到,接下來可以將其摘掉,改成專門的遊戲方案;

二、傳輸,現在運動控制的傳輸形式比較亂,將來肯定要做成無線的;

三、遠端監控,也是為了家庭應用佈局,能夠對設備的運行情況進行監控;

四、整合化,現在去打開線下體驗店的六自由度平台設備,會發現有好多模組之間的接線,未來可以將它做成一個黑盒子,只用一根線。

最後,由於行業仍處於發展初期,各家都是各做各的,沒有形成統一的標準。在王美健看來,「如果要形成一個標準,還是需要一個大而強的廠商引領,以目前的情況來看,短期內還不太能形成。」257171227


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