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2014年遊戲虛擬現實技術發展前景分析

2014-11-04 08:27:31報告大廳(www.chinabgao.com) 字號:T| T

  「虛擬現實(Virtual Reality)」是上世紀90年代比較有名的「霧件」技術(Vaporware,遠在開發完成前就開始宣傳的產品,且很有可能不會面世),但是 Oculus卻幾乎憑藉一己之力將這項技術帶到了人們面前,並在2012年的「電子娛樂博覽會」上首次展出了搭載虛擬現實技術的Rift頭戴式顯示器。虛擬現實與遊戲行業的結合算是合情合理,畢竟這個行業一直在渴望通過虛擬現實來實現突破性的進展,而Oculus的推動讓虛擬現實重新引起人們的注意,並吸引到不少主流投資者的資金。

  正像Oculus將Rift稱為是「智慧型手機戰爭中的『和平紅利』」一樣,遊戲行業對虛擬現實技術的推動也讓其他不少行業從中獲益匪淺。全球各行各業的創新者都在積極尋找與頭戴式顯示器的結合點,這其中包括心理治療、特殊教育、太空探索、豪華車虛擬試駕、虛擬旅行以及虛擬現實電影等。所以說,虛擬現實在遊戲行業的應用能夠創造許多收益,但在非遊戲領域同樣能夠釋放出耀眼的光彩。

  當Facebook創始人兼CEO馬克·扎克伯格(Mark Zuckerberg)在今年早些時候宣布將斥資20億美元收購Oculus時,他表示「虛擬現實技術除了應用在遊戲領域之外,其他行業已經開始啟動關於這項技術的各種試驗」。實際上,有些行業早在數十年前就開始嘗試虛擬現實技術,比如在上世紀90年代虛擬現實剛剛進入人們的視野時,就有人開始研究如何將最初的虛擬現實系統與科研和醫療等行業結合起來。

  虛擬現實技術在醫療行業中的應用

  南加州大學創新技術研究所的艾伯特•里佐博士(Dr. Albert Rizzo)介紹說,上世紀90年代,他注意到自己的一位腦損傷患者在治療的過程中很難接受他所提供的治療方案,但是卻很容易沉浸到Game Boy中的《俄羅斯方塊》之中,里佐從此獲得靈感開始研究針對腦損傷疾病的數字解決方案。在接下來的數年時間中,里佐與計算機科學領域的同事們一起進行研究,試圖弄清楚虛擬現實模擬訓練療法能否改善患者在真實世界中的能力。在經過近20年的研究之後,里佐認為這個問題的答案是肯定的。

  里佐當年採用虛擬現實技術不僅研究成本特別高,同時也不是很有說服力。根據他的回憶,當時他所使用Immersadesk 3D虛擬現實投影系統的售價高達12.5萬美元,而頭戴式顯示器的售價則為1萬美元(該設備的螢幕解析度只有640*480),同時還需要價格昂貴的 SGI工作站來進行比較粗糙的頭部動作跟蹤以及仿真級別的3D建模。

  據宇博智業市場研究中心的中國虛擬化市場發展趨勢研究報告顯示,即便是早期針對虛擬現實的嘗試也證明這項技術足以為那些創傷後應激障礙(PTSD)及其他腦部疾病患者提供一個沉浸式的治療環境,里佐通過利用虛擬現實技術來把患者當年所處的環境(比如戰場)模擬出來,然後再用誘導性的話題去喚醒患者的記憶,從而幫助其恢復正常的記憶。

  即使利用今天的技術,上述的這種將戰場環境模擬出來的虛擬療法在真實度上也難以與真實世界中的浸入式療法相媲美,但這種療法確實已經被證明是有效的,至少對於普通恐懼症和深度焦慮症來說能夠發揮一定的作用。虛擬現實療法研究公司 Virtually Better的臨床心理學家和培訓總監馬拉特•薩諾夫(Marat Zanov)指出,目前已經有數百個臨床研究案例顯示,虛擬療法的效果至少不低於真實療法。

  同時相對於真實療法來說,虛擬現實療法要更加方便和便宜。「以患有PTSD症狀的退伍軍人為例,我們不可能將他們重新回到槍林彈雨的阿富汗或伊拉克戰場上,」薩諾夫說道,「如果在以前,醫生通常會使用「影像暴露」方法來幫助這些患者恢復記憶,這種方法雖然有效,但是需要患者在治療的過程中投入極大的精力。而在虛擬環境下,他們在回憶時要更加輕鬆一些。」

  薩諾夫還指出,虛擬現實療法對于飛行恐懼症患者的治療來說是相當便宜的,如果他們也採用暴露療法,通常需要支付比較昂貴的出行成本,但如果使用虛擬療法的話,這方面的費用可以完全節省下來。

  在研究人員已經證明虛擬沉浸式療法的臨床應用價值的同時,虛擬現實技術的再度興起繼續推動這項技術從學術研究領域向更加廣闊的醫療應用領域擴展。

  「我們希望通過虛擬現實技術來把治療成本降下來,從而能夠聘請更多的治療師,」Virtually Better的CEO麥可·雅各布森(Michael Jacobson)說道,「直到去年為止,這項技術更多還是充當一種研究工具,而不能被臨床醫生在實際診療中使用。同時該技術在便利性和實用性上還有待提高,籌建一套虛擬現實系統的成本也非常高。但是隨著Oculus的大力推動,虛擬現實技術獲得了前所未有的高速發展。如今我們看到越來越多的行業領域開始將虛擬現實項目落地,而人們也在對其進行深入研究,現在已經到了虛擬現實技術大顯身手的時候了。」

  里佐也認為包括Oculus Rift在內的價格便宜的高質量頭戴式顯示器設備變得越來越多,而虛擬現實療法也已經具備了走向實際醫用的必要條件。同時,里佐還回憶起2004年他試圖在注意力缺失症的治療中採用虛擬現實療法時的情況,「當時那些心理學專家對此都比較謹慎,」里佐說道,「他們認為這種療法過於複雜,也不適合在臨床上使用,當然主要原因還是他們對此並不了解,同時也不願支付2000美元的費用。」

  然而,當里佐在如今的心理學大會上講述類似的虛擬現實療法時,情況已經大為改觀。「我不必再費上一番口舌去講述什麼是虛擬現實技術,也不必去告訴大家這並不是科幻小說中才會出現的技術,因為通過Oculus等虛擬現實廠商的推廣,許多人們都已經對其有了比較全面的了解,同時也已經認可了這項技術的可行性,」里佐說道,「人們已經將虛擬現實技術帶上了歷史舞台,相信未來會出現更多更棒的成果。」

  虛擬現實技術在教育行業中的應用

  在歐內斯特·克萊因(Ernest Cline)的小說《Ready Player One》中,作者描述了一個反烏托邦的未來世界,這裡的幼兒教育幾乎完全通過頭戴式顯示器實現,其中就有利用雷射投影來營造虛擬教學環境的場景。我們距離這種完全虛擬化的課堂還有很長的距離,但目前已經有一些學校和老師在虛擬教學上邁出了第一步。

  澳大利亞維多利亞州傑克遜學院的信息通信技術協調員馬修•馬蘭可辛(Mathieu Marunczyn)就是其中的一員,他在經常會利用平板電腦和微軟的Kinect來幫助那些有特殊需要的學生(如孤獨症患者)。去年當馬蘭可辛在去年的 「PAX遊戲展」澳大利亞站上體驗了Oculus Rift之後,他知道這是一款能夠提升孤僻學生情感投入水平的絕佳工具,這些學生大多由於心理方面的原因對標準的教室環境不太適應,後者容易給他們造成極大的心理壓力。

  「對於那些有感覺處理障礙症狀的學生們來說,傳統的學校環境會給他們帶來極大的心理壓力,」馬蘭可辛說道,「相比之下,虛擬現實技術卻能夠根據他們的實際情況為他們營造一個安靜的學習環境。」

  根據馬蘭可辛的介紹,他經常讓這些學生們成對佩戴上Oculus Rift,然後讓他們直接去玩一些類似《泰坦宇宙之旅》(Titans of Space)和《藍色大理石》(BlueMarble)之類的虛擬遊戲,在遊戲中他們往往需要與自己的搭檔進行對話和交易,事實證明,Oculus Rift能夠將一些團隊合作技巧通過這些遊戲教授給特殊兒童,而這在傳統教學中極難實現的。「他們在玩遊戲時只需點擊不同的按鈕即可,而無需進行面對面的交談,這能夠在一定程度上減輕他們的社交壓力,」馬蘭可辛說道,「對於他們而言,哪怕是在虛擬環境中進行合作也是一件非常令人振奮的事情。」

  儘管這些頭戴式顯示器引發了人們對學習環境過於孤立和反社會方面的擔憂,但馬蘭可辛發現虛擬現實實際上已經成為學生們提升社交能力的一大利器。「現在我無需把他們都聚在一起了,他們通過這些虛擬設備就能夠進行談話交流了,他們希望周圍的每個人都能知道他在做什麼,即便在真實世界中他們的希望並非如此。」

  「我覺得只要他們把想說的表達出來,同時進行了討論,這就已經比任何事情都要重要了,」馬蘭可辛補充道,「尤其是在剛開始的時候,當學生們在虛擬世界中的新環境中迷路的時候,他們的興趣和好奇心就都被激活了。在我們的教學環境中,語言技巧和社交化是最為重要的。一些家長也多次對我表達了感激之情,有家長這樣說道:『我的兒子回家之後告訴我說在你們的課堂上去宇宙轉了一圈,多麼神奇的事情!』」

  在過去的一年中,馬蘭可辛已經成為課堂虛擬現實技術的堅定推動者,他表示自己正在考慮去動員Oculus來讓他充當遊說者將這個創意賣給不同的學校。也正是因為如此,他將自己的三台Oculus Rift設備借給附近的老師在課堂上使用,他希望能夠為更多的學校和學生帶去絕佳的虛擬現實體驗。

  不過在短期內,馬蘭可辛比較擔心課堂虛擬現實技術的推廣會由於缺乏優質的教學軟體而受到阻礙。「我覺得儘管目前許多學校的信息協調員比較看好虛擬現實技術的未來,但是由於缺乏優質的教學軟體,相關設備的銷量也一直上不去,」馬蘭可辛說道,「這也很難證明虛擬現實技術是非常適用於課堂教學的。」

  「我覺得這其中的問題之一就是 Oculus Rift之類的虛擬設備仍然以遊戲和電影播放為主有關,」馬蘭可辛繼續說道,「這也是可以理解,畢竟這是讓他們保持盈利的最佳方式,但是如果有公司樂意重視並投資虛擬教學領域,我想還是能夠獲得巨大成功的,畢竟現在有許多學校都想引進類似的先進技術,而學校也是一個潛力非常巨大的市場。」

  馬蘭可辛預測,在未來幾年內,教育行業和團隊將會越來越重視虛擬現實技術在教學中的作用,而一些教學類的優質軟體也將會被開發出來,一旦這些條件具備之後,整個教育行業可能就會發生巨變,學生們在學校里不僅能夠體會萬里之外的羅浮宮或長城的獨特魅力,還能夠通過虛擬地球儀了解地球的成長變遷史,此外虛擬現實技術還能夠在數學課上扮演助手的角色等等。

  「比如在教授面積和體積時,老師可以在講台上為大家繪製一個物體的3D圖像,讓學生們更加立體地去學習相關的數學知識,」馬蘭可辛說道,「這無疑將會大大提升教學效率和趣味性,對於老師和學生們來說都是一個非常實用的工具。」

  從太空探索到電影製作

  美國航空航天局的噴氣推進實驗室(JPL)已經通過實踐證明3D虛擬現實場景有助於增強人們對空間關係的理解。JPL曾將火星車所獲得的數據整合到一個關於火星表面的虛擬模型之中,讓人們可以通過頭戴式顯示器自由查看火星表面的情況,這無疑是一種讓公眾感到非常有趣的太空探索新形式,當然,JPL也表示虛擬現實技術也明顯提升了科研人員的工作效率。

  「我們與『好奇號』和『機遇號』火星探測車的團隊進行了聯合試驗,我們發現相對於利用普通2D圖像進行地圖繪製來說,科學家們佩戴著頭戴式顯示器往往能夠繪製出更加準確的火星表面地圖。」JPL的任務操作創新經理傑夫·諾里斯(Jeff Norris)介紹說。

  諾里斯認為,地圖繪製方面的改進主要得益於本體感覺(佩戴者在轉動頭部時,虛擬顯示圖像同樣能夠發生改變)和頭戴式顯示器所呈現出來的3D立體圖像,這些因素對於JPL的下一個虛擬現實項目來說也非常重要,該項目主要幫助用戶通過虛擬現實界面來對一個機械手臂進行簡單操作。

  根據JPL在相關視頻中的介紹,一個Kinect體感設備會對用戶的胳膊和身體動作進行追蹤,而用戶會在頭戴式顯示器上看到機械手臂的虛擬畫面,此時用戶會感覺這個手臂就是自己的胳膊。真正的機械手臂會對用戶的胳膊動作進行追蹤,然後將對應的圖像重新傳回用戶的顯示器上,從而完成遠程控制。這項技術適用於地球上的技術人員對遠在外太空的機器人進行操控。

  「這個項目的創意實際上很簡單,就是如果你想控制機器人的手臂,只需用你的手臂直接對其遠程操控即可,」諾里斯說道,「我們使用虛擬現實技術讓你感覺機械手臂實際上是你手臂的延伸,或者就是你身體的一部分,然後再通過調整你的頭部動作以及視野來輕鬆完成對機械手臂的控制。」

  除了控制機器人之後,JPL還希望虛擬現實技術能夠讓太空人可以「看到」自己所在的飛船的虛擬圖像,因為目前的空間站和太空梭並不允許這樣做。通過頭戴式顯示器,太空人可以從正常狀態下無法實現的角度和位置獲得飛船和周邊物體的模擬視圖,「我們在飛船上設計了窗戶,這樣人們就可以像身處空間站之中一樣看到周邊的世界,但是虛擬現實技術所提供的圖像通常是太空人和工程師所難以看到的。」諾里斯說道。

  並非所有使用虛擬現實技術的環境都向上述的那樣嚴肅。沉浸式視頻製作創業公司Condition One就希望通過Oculus Rift打造一種全新的觀影體驗,他們的首部電影《零點》(Zero Point)已經在10月28日放出,這部電影由一個重約70磅(約合32公斤)、搭載4部Red Epic的3D攝像機的設備拍攝而成,這台「神器」能夠拍攝5K級別、每秒60幀的3D全景視頻,當這些視頻被無縫拼接起來之後,觀眾就能夠看到360度的電影畫面,不管他們面朝哪個方向,都能夠像在真實世界中一樣看到周圍的所有事物。

  筆者曾在今年早些時候的電子娛樂博覽會的一次會議上看到過這部電影的早期Demo,當時的感覺就像是身處一個擁擠幽閉的場景之中,「我們試圖捕捉到所謂的『存在感』以及別人正在侵犯你的空間的感覺,」Condition One的CEO、《零點》的導演丹方•丹尼斯(Danfung Dennis)說道,「你可能想要離開,雖然他們在看著攝像機,但是你卻感覺他們在看著你,同時你無法改變這種感覺,他們與你一共存在於虛擬現實世界之中。」

  利用虛擬現實技術拍攝一部電影還意味著需要丟掉許多傳統導演所使用的電影拍攝手法,「所有基本的電影製作原則在虛擬現實世界中都不再適用,」丹尼斯說道,「作為一名攝影師,多年來我已經習慣了盯著取景框,然後將圖像和故事放進這個框裡展現出來,但是現在我們也已經身處到場景之中,並希望把人們放到故事之中。」

  「在傳統的電影製作中,你向觀眾播放的是一個經過精確修剪的圖像,」丹尼斯繼續說道,「但是我們所拍攝的電影能夠為觀眾呈現出全景體驗,然後他們來選擇自己感興趣的觀影角度和內容。」在《零點》的一個早期場景中,我目不轉睛地盯著一個在海上訓練演習中被擊倒的士兵,直到他用手劇烈地指著一個角落並向他的戰友大聲警告不要走那條路,此時我轉過頭看向他所指的方向,此時正好看到他戰友的脖子被擊中的畫面。

  根據丹尼斯的介紹,在這種類型的虛擬現實電影中,視覺和聽覺線索對於保持觀眾的注意力來說非常重要,許多電影製片人會在拍攝此類電影的過程中學到許多東西。 「一個傳統的電影製片人大腦中所形成的電影畫面是不適用於虛擬現實拍攝環境的,」丹尼斯說道,「但是我卻對虛擬現實這個新媒體更感興趣,所以我們要放棄對故事情節的控制,我們將要打造一種全新的觀影體驗,並且通過嘗試找到一種能夠傳遞強烈的故事性和宏大場景的拍攝方法,我們要賦予參與者(即觀眾)對電影情節的控制力,讓他們根據自己的選擇進入到特定的故事情節之中,這樣的體驗無疑是前所未有且極其新鮮的。」

  利用虛擬現實技術提升品牌價值

  除了學術研究機構、政府部門和藝術家們在積極探索虛擬現實技術的應用之外,許多企業也開始嘗試通過這項技術的使用方法,進而提升自己的品牌價值。

  以汽車製造商雷克薩斯為例,該公司就利用Oculus Rift為其即將推出的RC F豪華轎車打造「虛擬試駕」體驗。雷克薩斯市場部的企業合作經理威爾•尼克拉斯(Will Nicklas)表示,由於現有的RC F原型車比較少,無法滿足消費者旺盛的試駕需求,所以該公司決定通過一個虛擬現實模擬器來讓更多的人們參與到這款轎車的試駕之中。

  經過8周緊鑼密鼓的研發,RC F的虛擬試駕模擬器開始投入使用。這個模擬器曾出現在特定的車展或零售商的門店中,體驗者會坐在一個真實的RC F轉向柱的後面,然後佩戴上Oculus Rift DK2頭戴式顯示器,就可以在一條虛擬的富士賽道上進行試駕體驗了。

  儘管這個模擬器的駕駛體驗難以達到《極限競速》(Forza Motorsport)遊戲中的保真度,但尼可拉斯表示,他們想給試駕者帶來更多身在車內的感覺。「畢竟我們還是有幾輛原型車供人們進行真實試駕的,所以虛擬試駕所展現的是車內的儀表台以及一些細節方面所採用的高品質工藝,」尼可拉斯說道,「這個模擬器允許試駕者在緊握方向盤或踩下油門踏板時與汽車建立物理連接,同時我們甚至還模擬出了RC F的座椅高度和方向盤角度的調節等細節功能。」

  「雖然目前我們還沒有得到那些在進行虛擬試駕之後就購買這款車的消費者的直接反饋意見,但確實有人詢問我們是否能把模擬器也賣給他,」尼克拉斯補充道,「他確實非常喜歡這個模擬器。」

  旅遊行業也開始通過虛擬現實技術來提升消費者體驗。YouVisit是一家在很早之前就向用戶提供在線虛擬遊覽體驗的公司,他們利用全景照片來向用戶展示度假地、酒店、餐廳和大學校園等地點的風景,而用戶可以通過操作來放大和縮小顯示器上的圖像。近幾個月以來,YouVisit開始引入虛擬現實技術,將 1000個經典的相關數據引入到包括Oculus Rift、三星Gear 虛擬現實以及自家的一個名為「旅行盒(Tour Box)」的能夠放置智能手機的紙盒等頭戴式顯示裝備之中。

  這個虛擬展示系統在開發起來並不容易,畢竟虛擬現實技術目前還處於起步階段,而虛擬現實市場也還不成熟。「目前在虛擬現實硬體上進行系統開發所面臨的一個重要挑戰就是這是一種沒有標準開發用戶界面的新技術,」YouVisit的執行長阿比•曼德爾鮑姆(Abi Mandelbaum)說道,「我們的團隊花費了大量的時間來制定這些標準,比如如果在虛擬旅遊的過程中進行導航,以及在無需鍵盤和滑鼠的情況下僅通過頭部動作來完成選擇等等,目前我們已經成功創造了一些與現實世界內容相符合的標準。」

  儘管目前還處於早期階段,但曼德爾鮑姆認為虛擬旅行將會在短時間變得熱門起來,目前已經有許多酒店、景點和企業開始使用 YouVisit的服務,並且這些需求有增加的趨勢。根據曼德爾鮑姆的介紹,儘管有的企業客戶只是把虛擬旅行當成是一種市場營銷手段來吸引更多的遊客到實地進行消費,但是這種展示方式的優勢也是顯而易見的,比如有利於景區的環境、成本更低以及縮短景點與外界的距離等等。

  雖然目前的這一波虛擬現實浪潮中還沒有出現一款真正面向普通消費者的硬體設備,但已經有不少行業和企業開始探索這一新技術的巨大潛力,或許遊戲將會說服消費者將虛擬現實設備買回家,但是這項技術在非遊戲領域的應用可能才會實現Oculus所謂的「終極計算平台」的宏偉目標。

(本文著作權歸原作者所有,未經書面許可,請勿轉載)
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