虚拟现实技术在网络游戏中的应用-陆建勋博士

2021-10-19

摘要:本文主要针对虚拟现实技术的基本概述及其在网络游戏当中的应用趋势、影响等展开了一系列论述,同时对该项新型科技在网络游戏的关键技术进行了全面、深入的剖析。

 

关键词:虚拟现实;网络游戏;信息传播;关键技术

 

Abstract:This paper mainly focuses on the basic overview of virtual reality technology and its application trend influence in online games Making a comprehensive and in-depth analysis of the key technology of this new technology in online games.

 

Key Words:Virtual reality; Network Game; Information Dissemination; Key Technology

1 引言

虚拟现实技术是指利用计算机硬件与软件资源的集成技术,提供一种实时和三维的虚拟环境(Virtual Environment),使用者完全可以进入虚拟环境中,观看并操纵计算机产生的虚拟世界,听到逼真的声音,在虚拟环境中交互操作,有真实感觉,可以讲话且能够嗅到气味。它涉及到计算机、传感与测量技术、仿真技术和微电子技术等相关技术。虚拟现实它集成了显示技术、计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、网络并行处理等技术的最新发展成果。虚拟现实具有3I特性,即交互性(interaction)、沉浸性(immersion)和构想性(imagination)。沉浸性是指用户作为主角存在于虚拟环境中的真实程度;交互性是指用户对虚拟现实设备的可操作程度及环境的反馈的真实程度;构想性是指虚拟现实不仅是一个用户与终端的接口,而是用户沉浸在多维信息空间中,发挥主观能动性形成新概念的过程[1]。

基于《中国互联网络发展状况统计报告》来看,我国目前在超级计算、大数据、人工智能、5G、虚拟现实等领域已经取得了较快的发展,尤其5G时代的到来,让信息传播发展得到了全面的革新。若将2019年作为5G网络的萌芽阶段,那么2020年就成为了5G网络的爆发性成长期。5G时代的来临,让信息传播深度、信息传播质量、信息传播速度等方面均得到了改变,同时还有效地推动了网络游戏技术、虚拟现实技术、信息传播技术三者之间的融合,较好地呈现出信息传播的时代性特征。在信息传播中应用网络游戏技术与虚拟现实技术,既可增强信息传播的影响力与质量,又可让玩家有更加愉悦的虚拟场景,但同时也对虚拟现实网络游戏的发展提出了更高的要求,虚拟现实网络游戏只有切实增强生产加工速度,才可契合信息传播的要求。就5G时代下虚拟现实网络游戏在信息传播中的应用进行探讨。

2 发展趋势

2.1 全时空传播得到强化

5G时代以前,我国信息传播就已经基本形成了无时不在、无处不在的雏形,消息传播的时效性不断增强,信息可以在人类活动范围内最大程度地突破时间和空间的局限。5G时代到来以后,随着网络速度、网络传播科技的不断强化,这种全时空传播将会得到进一步的强化,形成信息传播全程性的发展趋势,充分调动信息传播中的人力、物力以及信息资源等要素,实现空间范围内的信息资源全程共享。

2.2 全现实信息传播逐渐形成

现实环境与人在传统信息传播中并未有过大的分隔界线,信息传播基本还是处于“可触”、“可感”、“可控”的现实环境内得以开展,同时也可通过传统信息传播渠道来对拟态环境予以维护。互联网技术的迅猛发展,将这种暂时的平衡状态打破,现实环境与人之间日益呈现出“间接化”接触的态势,这也出现了较多的信息传播问题,最为明显的就是虚假信息泛滥等。5G时代的来临,带来了MR技术、AR技术、虚拟现实技术等,让现实环境与人之间达到了一个真实性的虚拟还原,进而实现了信息传播的全息化。

2.3 信息传播趋向全连接

5G時代到来以后,数字化技术会不断发展,将原有大数据等技术进行有效的数据连接,万物互联能力进一步强化,信息传播过程中的各个要素点也能够进一步得到强化。从信息传播过程中的参与主体来看,其涉及到的范围会越来越广,除了常规的信息传播主体之外,市场化中的各个企业主体也会成为信息传播的重要参与者。各个主体之间的信息传播,主要通过数据内容进行,加速了信息传播的效率,为信息的互联与互换提供了有效的技术和渠道支撑。同时,这种全员的信息传播机制也会涉及到信息传播的各个过程、各个内容中去,结合相应的技术,对信息传播内容进行创新,在信息的传播与交换过程中实现自身的盈利。

3 虚拟现实技术在网络游戏传播中的影响

虚拟现实技术引用到网络游戏领域当中,该技术不仅能够将许多现实生活的真实情景同虚拟世界二者进行有机的转化,也能够通过较为自然的形式,加之恰当的调整处理操作,更快捷地捕捉到原本复杂抽象概念或场景中的诸多具体内容,更容易理解和认同一个事物,进而推动网络游戏的传播[2]。

随着当前信息技术、计算机技术的迅猛发展,虚拟现实技术(VR技术)也就应运而生,虚拟现实技术打破了网络游戏的局限性,将网络游戏的延伸空间予以很大程度的扩展,多层次、多角度来满足广大玩家的需求。虚拟现实技术将仿真技术、电子信息技术、计算机技术、图形处理技术等结合在一起,通过计算机来对三维虚拟空间进行模拟,再以人工智能、传感器、多媒体等为载体来为使用者模拟出一系列的感官刺激(听觉刺激或触觉刺激或视觉刺激等),让人有环境沉浸感。虚拟现实技术的仿真性超强,真正实现了人机交互,人只需随意操作即可实时获取最为真实的反馈信息,也正是由于虚拟现实技术具有交互性、多感知性、存在性等较多优点而备受人们的喜爱,其应用范围也越来越广,涵盖了教育领域、军事领域、石油勘探领域、海洋领域、考古领域、博物馆领域、网络游戏领域等。当虚拟现实与网络游戏应用到信息传播之后,对以下三个方面产生了较大的影响。

3.1 提高信息传播的广度

虚拟现实网络游戏应用到信息传播过程中,必然会在很大程度上让信息挖掘深度与信息传播范围得以扩大,并且还会将原来信息传播渠道难以实现的内容予以制作完毕。例如,虚拟现实技术能够给玩家提供一种与真实环境相似的虚拟场景,可在很大程度上增强虚拟环境的真实性。虚拟现实网络游戏的出现,可让玩家获得更佳的游戏体验,每次的游戏动作均可得到更加真实的反馈感与浸没感。例如,“Rez infinite”与“Arizona Sunshine”均是虚拟现实网络游戏中的佼佼者,当玩家开始玩这些网络游戏时,在很短的时间内就会全身心地融入到高度真实的虚拟环境中,还不会出现不舒服感。玩家在游戏的过程中,通过触摸、倾听、观看等多种方式来完全融入到游戏角色身体之中,例如可在虚拟游戏世界中体验自由落体的感觉,并且玩家还可结合自身的实践经验来对数据和信息进行多层次、多角度的解析,尽管玩家在内心深处知道这些虚拟现实环境均非真实的,只是通过计算机数据模拟仿真而来,但潜意识却仍然会让他暂时认识是真实存在的,故这类游戏的现实感极为强烈。

与此同时,虚拟现实网络游戏还可与大数据技术等进行结合,通过大数据处理技术、数学建模方法来对比数据源、分析数据源、测量数据源,以此为依据来评估玩家的游戏场景需求、或者预测未来虚拟现实网络游戏的发展趋势,这样一来,必然可在很大程度上增强信息传播的广度。

3.2 提高信息传播的准度

当网络游戏与虚拟现实技术结合在一起之后,可更好地围绕信息传播的本源来开展加工制作,通过有机融合视觉、触觉、听觉等来确保信息传播是具有较强的真实性,还可处理传统信息传播中所广泛存在着的情感化问题、伦理道德问题,以及谣言、失实等,确保信息的完整性与动态性。

在传统信息传播过程中,信息制作者可基于个人需求来人为性地处理信息内容,这样一来,信息传播时就很难全部显示出信息内容,严重危害到了社会大众的知情权,甚至还有可能会对信息传播的生态环境造成影响。当虚拟现实技术与网络游戏相互结合之后,以虚拟现实还原与模型构建为载体来让玩家能够看到所有完整的信息内容,提高了信息传播的准度。以虚拟现实技术+网球教学游戏来看,虚拟现实(VR)技术在可让玩家通过虚拟场景来感性认识网球技能操作,再加上后续还可基于VR画面来反复观看网球实战视频、网球动作演示案例等,玩家的技能操作熟练程度与掌握速度得到明显提高。与此同时,玩家在VR网球游戏中可利用配重与模拟器来体验发球力量与发球角度,尤其是能够对每次接发球角度的变化进行反复观察,还可实现慢动作回放等,以便能够对个人操作错误进行纠正与优化,这些无疑都提高了信息传播的准度。

3.3 增强信息传播的影响力

随着虚拟现实技术的迅猛发展,广大人民群众对于信息需求趋势也有了一些变化,从最开始的图片信息需求、文字信息需求,逐渐发展到视频信息需求,而后又转变为立体化信息需求[3]。5G时代的来临,让这一切都变为了现实,例如,新华社对全国人大会议、政协会议采用VR直播的方式,采用虚拟现实技术来多层次、多方位、多角度地呈现两会内容,公众只需穿戴相应设备,能够就可模拟到会场参加会议的场景感觉,这在很大程度上增强信息传播的影响力。虚拟现实技术与网络游戏相互结合也是这样,可在信息可视化方式、信息广度等多方面都有更好的体验。基于信息传播的效力来看,广大人民群众本身就对新鲜事物感兴趣,对于接触虚拟现实技术网络游戏的意愿也更强烈,故在很大程度上会增强信息传播的影响力。

基于虚拟现实技术和网络游戏技术的信息内容,本身在信息的广度、可视化方式等方面更加具有优势,具有视听几何之后的直观性,社会大众在阅读和游戏的过程中,也能够充分地调动自身的思维,强化信息传播的效力。

4 虚拟现实技术应用在网络游戏点的关键技术

4.1 体感交互技术

控制器、遥控器、键盘、鼠标等来输入操纵游戏角色或应用的其他方面,有其自身难以克服的缺点:

1) 难以学习,造成用户和游戏及应用之间的障碍;

2) 控制命令可能与实际游戏动作或其它应用动作不同,如游戏角色挥动球拍的游戏控制命令可能不与挥动球拍的实际动作相对应。

体感交互作为一种进行虚拟现实交互的新型操作方式,可以完全摆脱传统的鼠标键盘和复杂的动作捕捉设备,用户通过使用自己身体或自己周围物体的移动(非遥控器,控制器、键盘、鼠标等)来操纵化身或应用的其他方面[4]。对虚拟现实应用来说,大大降低了使用的门槛,扩大了虚拟现实应用的范围,增加了虚拟现实表现的真实感,带来了一次全新的革命。

捕捉人体动作的方法有多种,常见的如使用一个或多个摄像头来捕捉用户的姿势或移动来动画化身或屏幕上的任务,将用户的姿势或移动解释为可用于影响计算机环境所执行的控制命令。计算机系统中装有相应的软件对摄像头捕捉的图像进行深度图像处理和骨架跟踪,可以利用多达15个捕捉节点,识别到人体关节点位置信息,来追踪人体的动作,并将这些动作捕捉到计算机中进行交互[5]。有时为了增强检测效果,还可以通过佩戴有特殊色彩的辅助装置(如手套、帽子、眼睛、衣服、鞋子和外涂颜料等)。也可以通过检测用户手持的设备,在手持设备中安装有各类传感器和无线发射装置,通过接收装置接收来自手持设备发送的信号,来识别人体的动作,并将其转换成游戏软件所需的控制命令,进而控制游戏中的虚拟世界。

4.2立体显示技术和三维虚拟声音生成技术

视觉效果是电子游戏机最重要的功能,因而显示技术尤其是立体显示技术是电子游戏机的重要支撑技术。为了增强游戏时的沉浸性,当前虚拟现实游戏机通常采用的显示器有台式立体显示器,头盔式显示器(Head-mounted Display, HMD)。台式立体显示器的显示屏幕上以一定的频率交替显示生成的左右眼视图,用户需要佩戴立体眼镜,使左右眼只能看到屏幕上对应的相应视图,最终在人眼视觉系统中形成立体成像。头盔式显示器是虚拟现实系统普遍采用的另一种立体显示设备,它通常安装在头部,并用机械的方法固定,头与头盔之间不能有相对运动,在头盔显示器的屏幕上显示图像。它通常由两个显示器分别向两个眼睛提供图像两个图像存在微小差别,类似于“双眼视差”。由于头盔上通常安装有头部位置跟踪装置,可以检测用户头部的位置,然后将其传送给计算机装置,计算机能够根据用户头部的运动实时显示,并改变用户视野的三维视场。头盔显示器的应用使电子游戏机的沉浸性增强,并丰富了电子游戏机的表现力。

对电子游戏机而言声音输出与图像显示一样重要,三维虚拟声音与人们熟悉的立体声音不同,三维虚拟声音,能使用户能够感觉到声音是来自围绕听着双耳的一个球形中任何地方,即声音可能出现在头部的上方、前方或后方。三维虚拟声音的应用使用户在游戏中能够准确的判断出声源的精确位置,符合人们在真实环境中的听觉方式,增强了游戏的真实感。

4.3 触觉反馈技术

触觉反馈是指在人机交互的过程中,计算机对操作者的输入做出响应,并通过力触觉反馈设备作用于操作者的过程[6]。在虚拟现实技术中,按照提供给用户的信息将接触分成两类:力反馈和触觉反馈。力反馈装置是运用技术手段将虚拟物体的运动转变成周围物理设备的机械运动,使用户能够体验到真实的力度感和方向感。至于触觉反馈目前仅能做到简单的温度感觉,无法提供纹理和材质等感觉。

5 结语

电子游戏行业作为新兴行业,已经超过了电影、电视等传统的娱乐方式,成为当代社会的主流娱乐方式,很大程度上影响着人们的工作和生活,对国民经济起到了明显的带动作用。5G时代下虚拟现实网络游戏的出现会进一步推动信息传播的创新性发展,也为虚拟现实技术、网络游戏技术与信息传播三者之间的融合提供了良好的平台,在很大程度上增强了广大人民群众需求与信息传播的吻合能力[7]。虚拟现实网络游戏与信息传播之间的融合,必然也会让信息传播变得“生机勃勃”,可让玩家在游戏过程中获得更加真实的反馈感与浸没感。当然,也需要结合信息传播的发展趋势来不断优化改进虚拟现实网络游戏,以便为5G时代的信息传播打下更加坚实的技术支持。

参考文献:

[1] 黄飞,于丽.虚拟现实的应用及技术简介[J].长春教育学院学报,2008,24(4):50-51.

[2 黄亚鹰,邵阳.游戏引擎创建虚拟现实校园的研究与应用[J].湖南理工学院学报,2011(6):49-50.

[3] 郑理民.走向游戏设计的虚拟现实[J].艺术教育,2011(11):151.

[4] 许丰.人力操控方法,软件及硬件装置[P].中国:CN101038504A,出版日期 2007.9.19.

[5] 微软公司.仿生学运动[P].中国:CN102135798A出版日期 2011.07.27.

[6] 崔洋,包钢,王祖温.虚拟现实技术中力触觉反馈的研究现状[J].机床与液压,2008,36(7):1-3.

[7] 中国知识产权研究会主编.各行业专利技术现状及其发展趋势报告(2009-2010)[M].北京:知识产权出版社,2010:346-375.