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房間太小玩不了 VR?空間壓縮技術了解一下!
利用人類的認知和運動規律,說白了,就是欺騙大腦。
今年已經 2018 年了,虛擬現實(VR)仍沒有像我們期待的那樣繁榮起來,不過這事兒這也不能全怪 VR 技術不成熟,很多顯示原因也得背鍋,比如房價。
不管商用還是自用,想要有所謂「走進虛擬世界」的沉浸感和自由體驗,房間面積沒個上百平基本沒戲,在虛擬世界里走兩步就出現邊界提示,或者干脆一腳踢到墻角,是現在 VR 體驗的日常。
雖然像 The Void 這樣的 VR 主題公園,可以通過面積巨大的場地在現實世界 1:1 呈現虛擬空間,體驗據說棒到炸裂,但前期投入和之后的維護成本也同樣高到炸裂,2016 年盛大投資 The Void 的時候就揚言要在中國建 VR 主題公園,然后就沒有然后了,或許跟國內地價成本不無關系。
不過,沒房有沒房的玩法,KAT WALK 之類的原地行走設備應運而生。

或者在 VR 內容設計時妥協,通過「瞬間傳送」之類不自然的方式實現虛擬空間中的移動,有的干脆通過場景限制玩家的移動范圍。
——結果,我們有了各種大空間位置跟蹤技術,但我們沒有大空間。
深圳的一家初創公司位形空間(ConfigReality)正試著從算法角度解決這個問題,他們的技術能夠讓用戶在現實空間有限的情況下,于虛擬現實中進行幾乎不受限制的自由行走,完全不會感受到物理邊界的存在——就像把無限的虛擬空間壓縮到了現實中的一間房間之中。
這一技術利用的是人類的認知和運動規律,說白了,就是通過視覺誤差欺騙大腦。
人在失去視覺參考物時,是走不了直線的,閉眼原地踏步一分鐘,睜開眼往往會發現偏離原始位置一定距離,位置和朝向都會有所偏轉。而當 VR 頭顯完全接管人的視覺時,這種無意識的誤差就可以被針對性的引導和利用。
位形空間根據這一規律下的人類認知數據建立了一整套基于視覺的移動引導的系統,通過技術授權和 SDK 的方式輸出給內容開發者。
位形空間的事業發展負責人彭俊熙告訴深圳灣(微信 ID:shenzhenware),「我們希望通過這樣的空間壓縮解決方案,給虛擬體驗內容的設計者更大的設計自由度,這套算法理論上可以允許設計者使用可用的有限實際空間作為一個空間單元,設計出無限倍大小的虛擬空間,并且每個空間都是體驗者可以通過實際行走到達的,而不需要借助額外的移動手段。設計師的限制,不再是實際場地限制,而是轉化為故事線、體驗時長、世界觀這樣內容設計層面的問題,更加回歸虛擬內容創作的本質。」
據彭俊熙介紹,這一算法主要通過三種方式來引導用戶的運動,一是改變轉彎角度,即用戶轉彎時在視角旋轉角度和真實旋轉角度之間做手腳;二是改變移動距離,即對虛擬和現實中的行進速度進行調整;三是通過細微的視角偏轉,將虛擬場景中的直線移動變為現實中的曲線移動。

這套「空間壓縮」算法的優化重點主要在數據上,目前的算法可以認為是基于人類認知規律的「常模」,但每個用戶在認知上存在個體差異,針對具體用戶的使用數據學習之后,算法的表現可以更加自然。在之前一年的研究過程中,位形空間基于自己的算法設計過兩個交互場景,開放給數百人體驗過并收集反饋數據用于算法改進。此后又為 Vive Focus 一體機定制開發了第三款 Demo 游戲應用。
在 Vive X 的 Demo Day 上,深圳灣實際體驗了「空間壓縮」算法的實際效果,體驗內容是一座室內展覽館,包含多個房間(也就是前文提到的「空間單元」),筆者在其中不停穿梭于各個房間,在將近十分鐘的體驗過程中都沒有感受到物理邊界的存在。
不過在移動過程中,還是能感受到明顯的視角偏轉,移動速度較快時,這些不自然的偏轉甚至會導致暈眩。
彭俊熙解釋說,這是由于當時體驗場地的實際面積實在太小所致導致的。「我們用『轉彎半徑』來描述用戶每移動一個單位長度實際被偏轉的角度,這個角度越小,用戶的行走體驗就越接近真實,但相應需要的轉彎半徑就越大。所以實際空間越大,用戶的體驗會越自然。」「空間壓縮」算法達到理想效果的最小面積是 4*8 米,這和 HTC Vive 的大空間定位技術 Lighthouse 要求的最小面積基本一致。
位形空間的「空間壓縮」算法解決的是 VR 現存的基礎問題,如果體驗打磨到足夠好,在 VR 領域的落地方向幾乎是普適性的,「目前我們看到的比較好的匹配領域在于,房地產,培訓,展覽,主題游戲等,只要是有大空間交互需求的,理論上都可以使用我們這套算法。」

深圳位形空間科技有限公司成立于 2017 年 11 月,同月獲得 HTC Vive 戰略投資,團隊為 3 位合伙人,分別擁有建筑學、計算機科學、交互建筑的跨學科背景,核心算法和混合現實解決方案已提交專利與知識產權申請。目前正在尋求天使輪融資。(作者:陳凱文/深圳灣)