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模拟游戏玩家所说的头瞄到底是什么?

模拟游戏玩家所说的头瞄到底是什么?

作者:Shankszhang

转自:机核

NaturalPoint,世界最大的动捕提供方

成立于1997年的NaturalPoint是一家光学工程公司,其主要的针对客户是诸多影视企业的动作捕捉工程团队,是的,就是我们经常看到的小绿人浑身灯点点。就算目前被炒的大红大紫的VR领域,其许多核心的动作定位技术依然是由NaturalPoint提供的。

谁都在使用他们的服务?这只是冰山一角就已经涵盖了我们日常熟悉的很多业界巨星,当然使用他们的重头产品 OptiTrack 全身动作捕捉系统。可想而知这不是我们游戏玩家会轻易消费的技术,但是随着游戏深入体验的市场需求扩大,NaturalPoint将原本高高在上的动捕技术第一次带进了日常消费者群体中,这便是TrackIR的诞生。这个行动与大疆把无人机带进娱乐民用领域的出圈壮举一摸一样。

TrackIR红外捕捉系统

这便是TrackIR本体,一个还没Zippo打火机大的小设备,顾名思义,它是通过捕捉红外线来实行动作捕捉定位的外设。其具备主动发射红外光和被动探知红外光两个工作模式。

我们为什么需要TrackIR

视觉是人类惯用的第一感官,在游戏中我们往往通过直接转动角色来转动视角,从而进行观察。但是转动整个角色也会改变角色原有的运动方向,这也是早期游戏的一个局限。典型的诸如FPS类游戏,当我们环顾四周时,我们的人物也会随之转动,更无奈的是你的枪管可能伸出掩体暴露你,而你也可能产生不必要的脚步,被人隔墙听见。第一人称射击游戏https://player.youku.com/embed/XNzc2NDA5NjIw这是《武装突袭》的一段演示,可以看到使用了TrackIR以后玩家可以非常自然地通过转动士兵头部来进行必要的观察,而在进行载具的驾驶和使用时,又有充分的视角活动空间来弥补无头部转动时那死板的只能向前看的致命缺点。竞速驾驶游戏https://player.youku.com/embed/XOTQ3MjY5Nzk2这是《F1 2014》的演示,很明显,如果玩家固定视角直直向前看,在弯道时根本无法预判弯道的大小,因为临近弯道后弯道将直接处于玩家视野盲区,而此时不进行左右观察,你只能在撞上别人后才知道原来身边其他赛车的具体位置。飞行模拟游戏https://player.youku.com/embed/XNjExOTg5MzU2在飞行模拟游戏中TrackIR的收益是最巨大的,因为无论是常规的起降机场还是激烈的空中格斗,目视的自由与观察是如同呼吸一样重要的存在。这是许多年前我上传的一段《战争雷霆》全真模式下的实战录像,可以看到如果不能始终保持对敌机的目视观察了解其机动轨迹,最终胜负可想而知。舱内视角可直接跳到6:30秒以后观看。还有什么有趣的游戏会用到呢?https://player.youku.com/embed/XMTQ3MTIzNzI2NA==这是《Mechwarrior Online》科幻机甲驾驶游戏,著名的机甲战士系列的网游,可以看到玩家能通过TrackIR快速转动视野查看周围战况而无需由于强制机甲转向而暴露脆弱的机身侧面。并且如头图,《星际公民》《EVE瓦尔基里》《精英危机》一样支持TrackIR,你甚至可以将你的飞船火控系统和TrackIR进行链接设置,直接通过目视锁定敌人或者由目视控制炮塔直接指向目标进行离轴攻击,这也是俗称头瞄最厉害的功能。目前NaturalPoint给出的支持游戏列表

TrackIR的使用方法

主动模式,通过自身发射的红外线照射用户佩戴在帽子上的三块反射片反射后再通过函数运算其在空间中的定位坐标。(他的太太可能刚切了个洋葱XD)

但是你让游戏玩家在家打游戏时戴着个帽子并不是所有人都会习惯的,而且反射片的固定也必须要鸭舌型的前缘才能夹住。贴心的官方当初还专门发了一顶这样的小帽子。

于是,被动灯诞生了,它是一个夹在耳机侧面的三灯组支架,作为游戏玩家的常用产品,耳机是不错的选择,而和耳机结合则大大提高了使用的便利。通过简单的几何学计算,三个已知的坐标点之间运动的规律和距离变化我们就能虚拟出一个直观的六自由度运动模型。

  • Yaw (左右转) Pitch (俯仰/抬头低头) Roll (滚转/歪头杀)
  • X(左右平移)Y(上下平移)Z(放大缩小/凑近拉远)

通过简单的三点坐标计算,Track IR能模拟出用户头部的6种不同的空间运动,满足游戏内各种对于视野上的操控体验。目前市面上很多昂贵的VR头盔都仅仅只支持Yaw , Pitch 和Roll。但是,VR头盔是戴在脸上的屏幕用户转身180°都没有问题,而固定在桌面显示器上的TrackIR视野只有屏幕那么点,转头了画面就没了可怎么办?

这时候,逻辑曲线算法站了出来,假设我们需要在有限的屏幕宽度上做到回转视野,但是用户的脸又不能离开屏幕,我们可以放大用户转头的物理角度,即用户只转了15°而虚拟角色转了60°,以此类推,用户可以按照自己显示器的宽比来自由调节放大倍率的大小。说用TrackIR会造成斜视的,一定是从来没有调过自己的逻辑倍率来匹配显示器宽度。

Track IR相较于VR头盔的优势

首先是对计算机的性能要求,VR头盔需要同时渲染两个画面对计算机的运算性能要求很高,而TrackIR则只需要普通的屏幕输出即可。然后安装方面,具备同样6自由度的VR头盔很多需要布设定位基站,而这些定位基站无论是wifi通讯蓝牙通讯还是缆线通讯,在安装和调试上都需要操不少心,TrackIR只需要简单的夹在你的显示器上即可,和个摄像头一样简单。调试方面,市面上绝大多数VR头盔都需要按照各人瞳距进行调节,并且由于定位基站的存在软件通讯也是叫人头大的一个问题,TrackIR只需要简单设置一下运动曲线,按照各人显示器大小不同调节下倍率,懒的话默认选项中预存的几个曲线也能凑合上。使用方面,VR头盔由于高亮度和瞳距设置问题会对使用者的眼睛造成以时间长度等比增长的不适感,而TrackIR则与普通使用电脑无异。最后,官方报价200美元不到的入门优势是动辄四五百美元的VR头盔砍一半还划算,你大可把多余的预算投在你的显示器和其他外设上。综合来说,TrackIR并不适合玩VR游戏,但是在模拟游戏领域它有自己独到的长处,并且几乎不占用系统运算资源和可以长时间高烈度作战的优势也是VR头盔目前阶段无法比的。我可以用TrackIR玩一整天而无法坚持用VR头盔超过半小时,许多VR眩晕问题在这里就不是个问题,因为始终可以看到自己的身体和协调的外部参照物。

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