低面數像素化拳擊VR 游戲沉浸感研究

常馨元

（廣東技術師范大學文學與傳媒學院網絡與新媒體系，廣州510000）

0 引言

VR 游戲的出現給游戲模式與游戲體驗帶了革命性的突破，而這種突破并不僅僅是一種技術上的更新發展，更多的是一種基于游戲設計者對于游戲設計思路上的重大轉變。簡單來說開發一個傳統電子游戲與開發一個VR 游戲在開發過程上，并沒有太大的區別，甚至超過90%以上的步驟和所涉及的技術都是一樣的，他們的核心都是設計和開發一個游戲本身，而VR游戲則可以認為是一個具有更逼真體驗的增強版本。打個比方，從前我們玩一個射擊類游戲是通過鼠標和鍵盤操作來改變視角，而VR 版的射擊類游戲我們只需要像現實世界中一樣轉動頭部即可，這就給玩家帶來了更加身臨其境的游戲體驗。所以也就是這不足10%的不同，給我們帶來更加卓越的游戲體驗，同時也讓VR 游戲成為當下媒體和資本竟相追逐的對象。

自始至終，游戲設計者都在追求給玩家帶來一種更加逼真的游戲體驗。二維游戲盡管畫面可以很精細，但觀察場景的角度固定，缺乏變化，這并不符合我們平時生活經驗對于透視的理解。而3D 游戲營造了一個三維立體世界，我們可以跟隨攝像頭多角度進行觀察，甚至游戲引擎可以進行實時光影的計算，來模擬一個真實的世界，相比于二維游戲更具有吸引力。雖然3D 游戲模擬了一個立體的三維世界，但是一個屏幕卻將游戲世界和現實世界一分為二，玩家只能通過鼠標和鍵盤來和游戲世界進行交互，這樣就缺少一種身臨其境的體驗。而VR 虛擬現實游戲確可以讓玩家真正進入"設計者所創造的這樣一個虛擬的游戲世界，讓玩家從“游戲之外”到“游戲之中”去，帶給玩家更加真實的游戲體驗。玩家通過VR 頭顯和其他可穿戴設備，真正走進游戲世界，成為游戲中的角色，通過自己的雙手與虛擬世界進行交互，這就是VR 游戲的獨特魅力。本文將探討低面數像素化VR 游戲《Boxing VR Game》如何提升玩家的沉浸感體驗。

1 沉浸式VR游戲系統

曾經有研究人員做過這樣一個實驗，他們嘗試將一個顯示著迷宮的VR 頭戴式顯示器戴在小白鼠的頭上，并把它放在并無障礙物的房間內。可想而知，小白鼠將迷宮中的障礙當作真實的，并努力地尋找通向出口的路。但同樣的實驗用在人類身上就不一樣了，實驗的結果表明，人類可以輕而易舉地區分真實的世界和他們前面的虛擬迷宮之間的差異，然后“突破”迷宮，這個實驗結果讓我們意識到僅僅依靠逼真的圖像并不足以讓人類產生沉浸感。人類對事物的認知，不僅僅是基于視覺，聽覺、觸覺甚至嗅覺在營造沉浸感的過程中也是不可或缺的。所以VR 系統是一個基于多種感知的系統。其中3D 渲染和成像技術是基于視覺的，也是VR 系統的核心，而手套或其他可穿戴設備則是基于觸覺的。

沉浸式VR 游戲系統在理論上可以給玩家提供一種完全的沉浸感，讓玩家在游戲過程中有一種身臨其境之感。系統通過VR 頭戴設備和其他VR 設備將玩家的感官與現實世界隔絕，讓玩家真正成為游戲中的角色。VR 系統的基本組成如圖1 所示。

圖1 VR系統的基本組成

沉浸式VR 游戲系統要具備以下特征：

（1）實時性，即當玩家轉動頭部或改變位置的時候，游戲系統要立刻響應。

（2）沉浸性，系統模擬了一個與現實世界完全隔絕的虛擬世界，玩家在這個世界中進行交互完全不受外界影響，沉浸其中。

（3）多設備同時工作，即對于同一事件，頭部追蹤器和VR 手柄的定位器以及語音識別器等多個VR 設備同時進行響應。

（4）集成性，多種軟件工具、多種設備相互集成，共同組成系統。

2 低面數像素化拳擊VR游戲的沉浸感策劃

本文所述作品目的在于建立在一個三維虛擬空間中的拳擊VR 游戲。根據玩家與虛擬角色的距離和虛擬角色的當前狀態，來判斷虛擬角色的受傷害情況，并且在多種狀況下虛擬角色會采取不同的反擊動作，來模擬真人的反映。整個游戲分為試打和決賽兩級模式供玩家選擇。

游戲邏輯圖如圖2 所示。

圖2 游戲邏輯圖

游戲流程設計包括：

（1）開始界面：3D 場景中選擇教程演示、選擇拳擊對手；

（2）教程設計：用動畫演示拳法以及格擋技巧，包括直拳、擺拳、勾拳，以及躲閃；

（3）選擇對手界面：在3D 場景中觀察三個鎖在籠子里的待選角色并進行選擇。

初始玩家手里有一把鑰匙，在VR 虛擬世界中按下手柄扳手顯示鑰匙，選擇并解鎖第一個角色。每次決賽模式除了每一局的評定分數之外都會獲得金幣，用于解鎖新角色。

3 拳擊VR游戲的沉浸感的設計

隨著游戲行業不斷發展，像素化游戲層出不窮，顯然已經逐漸發展成為一種獨特的藝術設計方向，此VR游戲的角色和場景設計均采用三維低面數像素化風格（Pixel Art）。

而此VR 拳擊游戲采用的像素化設計相對于以往像素化游戲的突破點在于，它不僅僅從二維平面空間走向三維虛擬空間，也突破了以往傳統的電子游戲模式，走入了VR 虛擬現實的世界。

然而低面數的像素化設計在VR 游戲在眾多寫實風格的VR 游戲中看似并不具有優勢，因為VR 虛擬現實游戲強調的是真實感。但是并不等于只有寫實化風格才能帶來所謂的身臨其境感，當戴上VR 眼鏡開始游戲的時候，這個虛擬的三維世界中的一切合理與不合理的就是你眼中所能見到的一切，此時你“真實”地處于這樣一個三維像素化的世界中，一切似乎開始變得合情合理。當你握著VR 手柄揮向站在你對面的像素化角色對手的時候你看到的握著VR 手柄的自己的雙手也是一個像素化的拳擊手套，那么這一個瞬間你已經融入到這樣一個像素化的世界當中，在你的頭腦中是否會產生一種錯覺，就是你也是這個像素化世界中的一員？那么這就是我們所要追尋和努力實現的真實的帶入感。要提升VR 游戲的沉浸感除此之外還是有很多的方式，例如逼真的音效和屏幕特效，以及實時光影的采用。

3.1 低面數像素化游戲角色設計

相比于寫實化角色設計，像素化的角色具有其獨特風格和特征，也更加考驗設計者的創造能力和審美傾向。需要通過有限的方塊來進行造型，這是一種極簡的設計，同時也具有一定的趣味性。在創作過程中每個角色采用兩頭身到四頭身，每個角色的身材比例，高矮胖瘦都盡可能拉開距離，提高角色的可識別性。在動作的設計上這種卡通化的像素角色相比于寫實角色也可以設計的更加地夸張，更加具有個性。

然而創造出有個性有特點的角色并非易事，而上文也提到像素化設計在VR 游戲中并不具備先天性的優勢。為了彌補先天上的不足，增強游戲沉浸感就必須賦予角色鮮明的性格特征，讓每一個角色都是一個鮮活的存在，例如獅子很熱情狂放，馬很踏實肯干，豬則是一個輕度精神分裂患者。除此之外每個角色都有其獨有的故事背景，這樣可以讓玩家更加喜愛游戲中的角色，想要了解更多，當玩家好奇一只小豬為什么打拳擊的時候變得如此靈活，就會想要探究他的過去，這時這樣一個人設才能成立。除此之外一句與角色身份背景相符合的吐槽或者挑釁，會讓角色更加真實可信。

3.2 低面數像素化場景設計

基于Unity3D 游戲引擎中的預設體的概念，此VR游戲的場景將由多個不同單體重復排列組合來實現，這種設計主要出于對于游戲資源重復利用，提高程序的運行效率和節省內存空間的目的。這個原理類似于以前大家所熟知的游戲“泡泡堂”，它所有場景就是由一個個帶有不同貼圖的方塊重復排列組合形成的。在此VR 拳擊游戲中的每一個單體將被設置為一個預設體，此時它就成為一種可以重復使用的資源，可以創建大量的實例來達到資源重用的目的。而這些實例不論是10 個還是100 個它們都只占用這一個預設體所需要的內存空間。這些實例會繼承預設體的一切屬性，當對預設體進行修改，實例也會隨之改變，這就是預設體實例的繼承性，這樣大大減少了修改場景所需的時間成本。當然我們也可以對單個實例物體進行修改而不影響此實例所繼承的預設體和其他實例物體，這被稱為預設體的重載。利用這一點可以提升場景的多樣性，讓游戲環境產生更加豐富的變化。

而這每一個單體，也就是預設體都采用低面數三維像素化設計，和像素化角色保持一致風格。這些單體均通過3Dmax 完成建模和貼圖。和"泡泡堂"游戲不同的是，此游戲中的每一個單體都有其獨特的外形特征和作用。例如組成看臺的一個座椅可以被看成是一個單體，我們可以根據需要將這一個看臺單體重復排列形成不同層數不同長度的看臺。這樣的方式可以在很大程度上減少建模和繪制貼圖的工作量，通過不同的組合方式和預設體的重載同樣也能營造出變化豐富的游戲場景。

3.3 游戲的色彩搭配

像素化游戲或動畫作品發展到現在，這種藝術形式已經突破了單調的色彩限制。通過更多色彩上的搭配和變化，可以使角色或者場景變得更加鮮明而具有自己獨特的性格特征。

鑒于本文所描述的作品是一個VR 拳擊運動游戲，需要表現出一種充滿力量和激情的爆發力，所以在色彩的選擇上，采取非同類色進行搭配和對比，這種搭配方式讓畫面色彩對比更加鮮明，同時更具有視覺沖擊力。同時為了讓游戲角色更加鮮明，色彩上也延襲像素化游戲濃厚的卡通特色，使用高明度和純度的色彩，渲染的時候采用并不明顯的外輪廓線勾勒物體邊緣。另外為了突出游戲中主角，即虛擬對手，在背景場景和觀眾的色彩上則刻意降低少許飽和度，使玩家的視線可以集中在虛擬對手上。在色彩的處理方式上也是盡量減少細節上的色彩變化而通過光影效果制造出像素化風格的亮面、暗面、灰面以及高光。

3.4 通過3D音效提高沉浸感

有人稱游戲為第九門藝術，是將各項藝術形式融匯在一起。而VR 游戲更是作為一種集各種感官于一體的一種藝術形式，同時也是設計者創造的一個獨立于現實世界的，完整的虛擬世界。背景音樂和音效可以使這個虛擬世界更加真實和可信，在整個游戲設計的過程中有著不可替代和至關重要的作用。

在本文所論述的VR 拳擊游戲中主要的音效分為以下幾類：①打擊音效，通過音效的輔助來增強打擊感，而普通攻擊和重擊則采用不同的聲音效果；②被打擊音效：當虛擬角色不同部位受到攻擊時發出不同聲音的呻吟或者反饋；③狀態音效：為了增加游戲的緊張感，當玩家血量低于40%的時候能聽到明顯的心跳聲音以及雙方其中一方血量耗盡時失敗倒地的音效；④角色輔助音效：即虛擬角色在做一些非打擊類動作時所發出的音效，例如在角色選擇界面，三個虛擬角色由于其性格特征的不同會發出不一樣的聲音；⑤角色語音：包括在角色選擇頁面選擇一個角色，在顯示角色介紹的時候同時采取語音介紹，另外虛擬角色在每回合比賽出場時的語音效果，以及游戲勝利或失敗時的語音效果。

同時為了增加體驗感此游戲實行音效優先級播放機制，即當多種音效同時存在的時候，根據優先級的高低設置音效聲音的大小，為了避免聲音雜亂，降低優先級低的音效的聲音。

當玩家戴上VR 眼鏡，處身于這樣一個設計者制造出來的虛擬世界中，加上背景音樂和適當的聲音效果，全封閉式的視聽體驗給玩家帶來一種更加身臨其境的帶入感。

4 結語

VR 設備可為玩家帶來“沉浸感”，也就是如臨其境的代入感。實現沉浸感的方式，就是通過封閉的設備來阻斷原有感官，以全新聲影來占據感官從而形成虛擬互動。雖然在設計風格上采取的低面數角色場景設計與寫實類風格的設定相比并不具有先天的優勢，但經過精心設計也可以給玩家帶來身臨其境的體驗，而沉浸感的營造首先體現在美術和音效上，需要通過逼真的材質、環境氣氛光影效果和相應的配樂、音效來對沉浸感進行強化；其次是對于每一個游戲角色都賦予他們獨特的個性和身份背景，讓整個角色更加豐滿可信，在視覺上通過色彩對比引導玩家視線，又通過屏幕特效渲染游戲氣氛，讓玩家可以全身心投入到游戲之中，實現低面數像素化VR 游戲的沉浸感營造。