德國漢堡大學最新研究成果：讓用戶在虛擬空間自由行走

原標題：德國漢堡大學最新研究成果：讓用戶在虛擬空間自由行走

伴隨著VR的日益火爆，各種各樣的VR應用和VR體驗應運而生，然而很多挑戰也隨之而來。比如，讓用戶能在虛擬環境中自然行走並真實感知周圍環境仍然是一個難關。目前，德國漢堡大學的研究團隊正在嘗試通過利用自然的人類現象來解決這個問題：眨眼。

雖然虛擬世界無窮大，但你的客廳卻只有這麼大。就目前而言，物理空間的大小限制了VR用戶暢遊虛擬空間的能力。舉例來說，如果用戶在體驗過程中撞到周圍物體，那麼VR帶來的沉浸感也會隨之破滅。

在正常情況下，由於眨眼和掃視（在兩點或兩個對象之間的眼睛快速移動），人們在10%的時間裡會處於「失明」狀態。人們在掃視時，目光會迅速向四周移動，這是人眼的一種基本自然現象，比如快速掃描房間。掃視現象是一種無意識的自然活動，一般每秒發生幾次。在這段時間裡，我們的大腦會暫時忽略視覺信號，這種現象被稱為「掃視抑制」，會暫時抑制人眼的視覺輸入。

掃視是所謂「變化盲視」的常見原因和自然現象，這表明人類無法注意到視覺場景的變化。為了利用眨眼和變化盲視，研究團隊設計了一種可以有效地在虛擬環境中重定向用戶行走路徑的新型計算系統，以幫助用戶規劃在VR中的行走路徑。

人們很不擅長感知自己在所處空間里的位置，所以微妙的視覺提示可以誘導其相信自己正在探索一個巨大的區域，而實際上他們從來沒有離開這個房間，這個過程被稱之為重定向行走。

德國漢堡大學的博士後Eike Langbehn表示：「原有的重定向行走方法是在用戶行走時不斷旋轉相機鏡頭以轉換視角。但當我們得知人類由於眨眼而會導致暫時的「失明狀態」時，我們就開始思考能否在用戶眨眼時實施重定向過程。」

人眼每分鐘會眨眼10次至20次左右，大約每4秒至19秒就發生一次眨眼。利用這個間隙，研究人員開發了一種計算機圖形渲染系統，這個系統可以同步人眼視覺過程，從而檢測用戶的運動軌跡，以在虛擬場景中引入有用的運動變化來提升用戶的整體VR體驗。如此一來，用戶將能夠VR中實現自由行走，且不會產生由於身體移動而導致的眩暈感或不適感。而且，用戶還可以避免在VR中撞到物理空間中的物體。

研究人員的實驗表明，在眨眼期間，用戶並不會注意到一些細微變化。比如，用戶並不會發現鏡頭旋轉了2度至5度，也不會發現視圖平移了4厘米至9厘米。他們通過VR頭顯中的眼動追蹤儀來測試用戶的眨眼情況。在一項研究中，研究小組發現參與者在此過程中並沒有感知到視角被操縱。這種測試依賴於無意識的自然眨眼過程，但研究人員指出，眨眼過程中的重定向可以有意識地進行。由於用戶可以毫不費力地有意識地多次眨眼，因此眨眼可以用作有意識的觸發器。

這支團隊將於8月12日至16日在加拿大溫哥華舉行的SIGGRAPH 2018大會上展示他們的研究成果。SIGGRAPH大會是一個集CG、動畫、VR、遊戲、數字藝術和新興技術於一體的展覽盛會。世界領先的專業人士、學者和創意人士，都會在此展現他們的創意或產品。

Langbehn表示：「重定向行走（RDW）是一項巨大的挑戰，因為當前的技術仍然需要大量的物理空間才能實現無限制的VR行走。我們的研究或許有助於用戶在有限空間內感受更大範圍的行走，因為我們發現人體在眨眼期間無法注意到頭顯鏡頭的輕微旋轉。這意味著我們可以通過重定向用戶的行走路徑擴大虛擬空間。」

【資訊編譯自：pddnet】

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