虛擬現實技術在游戲中的應用

高海涵

摘 要 虛擬現實技術是計算機技術衍生出來的高端技術，利用圖形顯示技術、人機交互技術，生成三維的逼真環境，使得參與者得以和虛擬現實中的各種對象進行實時交互感知和操作，達到身臨其境的效果。近年來這項技術在許多領域得到廣泛的應用，尤其是游戲領域。

關鍵詞 虛擬現實；游戲中的應用；交換性

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）203-0083-02

1 概述

1.1 虛擬現實技術的概念

虛構理想技術使人無論怎樣轉動視角其所看到的場景均為電腦預先設定的虛擬場景，從而使使用者感到身在其中，產生極強的沉浸感與參與感。盡管玩家內心清楚游戲中的人物與場景全是假的，但環繞視野與聲光觸覺模擬器使他的潛意識認為自己處于真實的世界，電腦能夠立即中止簡單的運算，將準確的3D世界影像傳回爆發臨場感，達到人在房中但心游天下的效果。

這項技術相比傳統顯示技術最大的不同是以一個360°無死角的屏幕代替了有限的二維屏幕，給人以身臨其境之感，與3D技術的結合和傳感器的使用更減少了的傳統游戲無法避免的人機隔閡，具有廣闊的市場前景與應用價值。

1.2 歷史的回顧

1）提出。

20世紀80年代由美國VRP公司提出。

2）發展歷史。

虛擬現實技術演變發展史大體可分為3個階段，虛擬現實（VitualReality）是20世紀90年代開始興起的一項新技術，是計算機技術與藝術設計相結合后產生的一種能夠呈現實物模型，并為人們體驗理解某一情景、環境帶來更真實感的一種創新。使人們對某一種事物的認知與理解不單單停留于想象層次更給人一種身臨其境的真實感。它的視、聽、觸等方面得到新體驗已經在各個領域上產生新的影響。

它結合了數字圖像處理，多媒體技術，傳感器技術等將傳統的二維層次的多媒體游戲技術變成三維立體的虛擬數字化游戲設備，創造了一種新型游戲方式。總之，虛擬現實技術在現代化游戲應用中具有重大影響。

2 主要特點及應用前景

2.1 主要特點

1）多感知性。

多感知性（muliti-sensory）給予以寬闊的想象空間，充分調動用戶構想，無論是真實存在的還是自發想象到的，都可以被構建出并呈現在使用者眼前，這種虛擬現實技術在各個方面解決了人們內心的想象，在視、聽、觸等方面給人以逼真地情景。虛擬現實技術的多感知性離不開傳感器與模擬器的應用，他使使用者產生了多維度的感覺體驗，突破了傳統顯示技術只有視覺刺激的弱點，給人以更加真實的體驗。

2）浸沒感。

沉浸感（immersion）指用戶可以隔入一個與虛擬環境，在這個高真實化的虛擬環境中，用戶很難有對真假辨知所帶來的不適感，在這個環境中用戶從看、聽、觸三感上完全融入對環境中物體的體會與認知，以各個角度分析信息，數據，使用戶對外物得到新的認識。

盡管用戶內心知道虛擬環境是電腦模擬產生，但他的潛意識中卻十分認同這是真實存在的，現實感極為強烈。

3）交互性。

交互性（interactivity）指用戶對虛擬環境下事物的可操作程度與真實環境下的程度相似，這樣就更能增強虛擬環境的真實性。當你身處虛擬環境中，用手或抓舉外物時，它帶來的質感，可操作感會使你有全身心融入的感覺，它會隨著你的操作而改變位置方向?？傊o用戶很強的真實感

2.2 主要技術

1）顯示技術。

這里的圖像不同于日常生活中的二維平面圖像，而是抓住用戶雙眼對物體的視差并利用運動的圖像或可以給大腦帶來錯覺的特殊結構的圖像使呈現在人們面前的圖像表現為立體三維的，能隨客戶的觀察角度的變化而變化。虛擬現實技術最主要的就是提高精度的傳感器，聲音傳感器可以將平面聲音立體化利用時間差與人耳聽力的特性是環境更真實；視覺傳感器，多方位的視覺點利用人眼觀察物體時產生的誤差造成三維空間的假象人機交互，將人體運動信號通過傳感器傳入計算機中，使其對人的行為作為與現實狀況相同或相似的反應。

2）跟蹤系統。

每個物體相對于系統的球極座標都是被事先設定好的，而跟蹤頭部運動的虛擬現實頭盔是用戶的視覺系統和運動感知系統之間聯系起來。

3）聲音技術。

人們之所以能很好地判定聲音的方向，是因為聲音到達耳朵的時間和距離有所不同，因而產生的相位差和強度差來確定聲音的方向。常見的立體聲效果就是靠左右耳聽到在不同位置錄制的不同聲音來實現的。

2.3 應用前景

近日，美國空軍宣布將斥巨資打造一個虛擬現實技術中心，以期利用這項技術提高美軍的實戰戰斗力。虛擬現實技術正逐漸走入我們的生活在現實生活中應用日益廣泛。

1）醫學應用。

在我國的醫學院校實踐操作用具十分短缺，如果能夠采用虛擬現實系統進行醫學培訓學習和研究。

2）工業仿真。

已經被世界上的許多大型企業廣泛的應用的工業生產中，提高了企業的開發效率，增強了企業的數據采集分析處理能力。

3 虛擬顯示技術在游戲中的應用

3.1 虛擬現實技術在游戲中應用的關鍵技術

1）人機交互技術。

人機交互技術（human computer interaction technology）是通過計算機輸入輸出設備，以有效的方式實現人與計算機對話的技術。它是虛擬現實技術的核心。計算機通過傳感器感知的人類的反應，也就是輸入信號，在通過預先設置好的程序，對輸入信號進行處理，并調控系統內的圖像聲音等輸出信號，給計算機系統賦予生命。

2）立體顯示技術。

我們對客觀的世界的認知是三維的，我們通過感知器官如眼睛獲取三維世界的圖像并傳輸到大腦，顯示出來。立體顯示技術通過特定的成像設備，向大腦中傳輸模擬世界的圖像使人產生對模擬世界的認識。2014年世界杯運用了三維成像技術，場外裁判在觀看比賽時可以通過大屏幕將是否進球是否犯規的行為判斷出來。

3）計算機仿真技術。

計算機系統中通過對模擬世界聲音畫面的模擬，達到以假亂真的目的。通過對人眼視覺體驗的模擬，產生立體感。

3.2 虛擬現實技術在電腦游戲中應用的優勢

1）有利于提高游戲的交互性與真實性。自從電腦游戲誕生，以來人們一直都渴望電腦游戲中的場景能變得更加真實、更加逼真。為此早期的電腦游戲設計師不斷地對游戲中的場景進行優化來達到這個目的，但是無論場景多么真實，電腦屏幕存在使用給人一種置身事外的感覺。虛擬現實技術很好的解決了這個缺點，人機交互技術保障人和游戲之間能夠不斷溝通，仿真技術給人以身臨其境之感，可以料想到，今后的游戲攝影師，大可不必將精力放在提高游戲的真實性上，而是提高游戲畫面上。

2）虛擬現實技術的出現改變了游戲行業發展的方向。傳統的游戲是通過設置某游戲場景，人對于這個游戲場景，只是一個參與者，好像游客一樣。然而虛擬現實技術游戲使娛樂者變為游戲的主動參與者甚至參與游戲場景的設置。就像著名游戲《我的世界》一樣，在游戲中并沒有復雜的情節，設計者通過創造虛擬世界的方式，使玩家在其中自由發揮，通過移動方塊構建具有自己特色的世界，使人樂此不疲。

3.3 不足

1）設備過于昂貴而且十笨重。虛擬現實社備發展到這個階段，價格仍然居高不下，而且需要數據網絡的支持，所以只能在特定空間的使用，并沒有發展出便攜式設備。

2）讓人感覺疲勞。由于虛擬現實設備具有沉浸性的特點，難以避免的有少數玩家沉迷其中，甚至無法區分虛擬與現實社會。

4 展望

1）發展無線設備及便攜式設備。

2）設立統一的標準。endprint