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| 本文作者： 劉芳平 | 2016-08-02 21:25 |
一位玩家在體驗駕駛模擬設備
雷鋒網按：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復雜的細分行業，參與者包括運營方，做頭顯的，做內容的，做配件的，還有系統集成的等等。沉浸感（微信號vrleiphone）即此推出VR體驗店的系列報道，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。那么這些設備是怎么產生的呢？其背后的運用了怎樣的技術，又有怎樣做到軟硬結合的？
并非所有的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外設產品的創業公司即視互動，其創始成員就來自運動控制行業。
“這兩年生產制造業不景氣，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王美健對沉浸感表示。
運動控制此前一直被應用于工業領域，顧名思義，就是和運動相關的可以進行控制的東西。例如手機制造業中用到的并連機器人，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。這里面用到的就是精準的運動控制技術。
當Facebook收購Oculus后，VR的2B商業模式引人中國，大家開始想到將各自領域擅長的技術應用到VR當中來。
那么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游戲性；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，這就需要用到并連機制，就像剛剛說的那個并連機器人那樣。
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臺。
VR的雪橇模擬
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。
但是暈動癥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。但后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于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。而頭顯的問題排除后，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，畫面給的信息傳遞到載具（外設）上面，這中間存在的延遲；
第二是：如果信息已經傳遞給載具了，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。
體驗即視互動的單兵坦克惑星騎士
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。
現在的游戲，不管是基于Unreal還是Unity都會有物理引擎輸出，比如地形、抓取等。這些物理引擎信息會通過某個通道輸出來，而外設的六自由度運動控制平臺需要通過幾個步驟來接收和實現這些信息。
第一 ，把通訊接上，就是要收到這個信息；
第二，做反解，因為游戲會給出很多數據，而平臺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。這一步就是要從物理引擎輸出的所有信息中反解出這六個值；
第三步，需要有一個洗出算法，這里面涉及到體感。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，這個時候要通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。
六自由度平臺實現這些東西需要用到體感算法和伺服控制。當信息收集過來了，需要伺服控制的方案傳遞給六個軸，來完成相應的動作。
一款外設通常會包含輸出和輸入兩個方面，例如實時互動的VR動感單車，游戲里邊的顛簸、運動在自行車上實現是輸出；而用自行車實現游戲里的加速、減速、拐彎則是輸入。
輸入所涉及到的技術是邏輯控制，通過單片機原理（其實這個也是傳統行業的技術），把模擬量信息，就是人操作的信息，比如蹬的快慢、拐彎等，通過控制板轉換成游戲可以接收的數字信息，再變成畫面的運動。
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沖，比較慢，現在廠商為了更快的傳輸，改用了以太網（也就是網線），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，這塊在輸入方面并不是大問題，因為目前的傳感器都非常靈敏，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，這取決于平臺響應的速度。
以六自由度平臺來說，這個平臺的響應速度多取決于一個叫十字連軸結的部件，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。
前面我們聊了VR外設背后的技術，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并沒有講完，還有一個重要的步驟就是決定生產什么樣的設備出來。為此沉浸感采訪了即視互動，請他們來談一談自己為什么會做這些產品出來。
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中國一樣，先是進入網吧、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，行業的痛點是什么。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游戲，而目前VR跑步機和大范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用戶也不是空間定位，但可以讓你感覺坦克載著你去闖關。
廠商會通過頭腦風暴，結合用戶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。
即視互動做的交互型動感單車
據王美健介紹，他們做一款產品的過程是：通過頭腦風暴產生一個設備的想法，然后將結果拿去跟游戲方談，看雙方是否能擦出火花，最終應該是硬件方和游戲方談好協議，一起決定做一款產品，你做游戲我做硬件。
這種方式并不傳統，傳統的合作模式有兩種，一是先做游戲再請人來做硬件，這在行業重內容輕設備的思想下有很多，大家覺得游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，這種等于是買斷了內容，但成本和風險都會由設備方承擔。兩種模式都是項目制。
王美健并不否定傳統的模式，但他認為現在應該更多強調雙方共同走，形成戰略伙伴關系，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；第三會在前期給游戲方利益上的保障（支付一筆費用）；后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，現階段即視互動并不打算開放SDK，而是進行一對一的單獨合作。
除了運動控制、游戲，要真正讓用戶沉浸到VR體驗中去，還需要制造風、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臺和游戲場景，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，再通過特效控制器對其進行控制，并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。而對于自行車阻尼他們已經有解決方案并將很快加進去。
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，讓用戶在游戲過程中能有觸覺的體驗。
運動控制并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，部分功能在游戲里用不到，接下來可以將其摘掉，改成專門的游戲方案；
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、遠程監控，也是為了家庭應用布局，能夠對設備的運行情況進行監控；
四、集成化，現在去打開線下體驗店的六自由度平臺設備，會發現有好多模塊之間的接線，未來可以將它做成一個黑盒子，只用一根線。
最后，由于行業仍處于發展初期，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。”
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