一位用戶穿戴著研究者的實驗裝備——一個帶有SMI公司視線追蹤技術(shù)的Vive頭盔顯示器（Vive HMD）。疊加圖是俯視圖，記錄了在一個3.5m&TImes;3.5m的真實房間里，用戶的身體移動路徑和一個在6.4m&TImes;6.4m的更大的合成空間里的虛擬路徑。當(dāng)用戶轉(zhuǎn)向定位時，目光的快速掃視能夠顯著增加旋轉(zhuǎn)角度，并且不會造成視覺扭曲或模擬時的眩暈感。該方法能夠應(yīng)用于大型開放虛擬空間以及小型現(xiàn)實環(huán)境中，比如房間場地大小的虛擬現(xiàn)實體驗。
 

在不斷發(fā)展的虛擬現(xiàn)實（virtual reality，VR）技術(shù)領(lǐng)域中，有很多關(guān)鍵問題仍待解決。最近，一組計算機科學(xué)家解決了VR中的一個重大難題，這極大地改善了用戶體驗，使用戶在身體受限于真實空間時，仍能獲得沉浸式的（immersive）視覺體驗，使他們擁有身臨其境的感覺。這個研究團隊將會在2018年的SIGGRAPH（Special Interest Group on Computer GRAPHics and InteracTIve Techniques）盛會上展示他們的成果。

紐約州立大學(xué)石溪分校（Stony Brook University），英偉達公司（NVIDIA）和Adobe公司的計算機科學(xué)家們合作建立了一種計算框架，可為VR用戶帶來無限行走在虛擬世界的感覺，盡管實際上他們都被局限在狹小的真實空間里。這種框架還可以給用戶自由行走的體驗，同時不會讓他們感受到VR體驗中身體移動時常有的眩暈，搖擺和不適。并且用戶在體驗VR時不會在真實世界里碰撞到物體。

為了達成這個目標(biāo)，研究者致力于通過人眼的一種基本自然現(xiàn)象——掃視（saccade）來操縱用戶的行走方向。掃視是快速的眼部運動，當(dāng)我們在視野范圍內(nèi)看不同的點時就會進行掃視，比如審視一個房間或者觀賞一幅畫作。掃視其實是一種不受我們控制的自發(fā)現(xiàn)象，常常每秒發(fā)生幾次。在這段時間里，我們的大腦會很大程度地忽略視覺的輸入，這種現(xiàn)象稱為“掃視抑制（saccadic suppression）”。掃視抑制會讓我們完全忘記了我們的暫時失明和眼球運動。

“在VR中，我們可以展示浩瀚的宇宙；然而，我們家里和辦公室的實際空間則要小得多。”該研究的主要作者、曾在Adobe Research和NVIDIA實習(xí)的石溪大學(xué)（Stony Brook University）博士生Qi Sun說，“人眼掃描場景的本質(zhì)是在注視點間快速移動。我們認(rèn)識到，如果我們在掃視時輕微地旋轉(zhuǎn)視覺相機，就可以重新指導(dǎo)用戶的行走方向，從而模擬出一個更大的行走空間。”

研究人員發(fā)明的這個新方法通過使用一個頭部和眼部追蹤的VR頭盔，可以在短暫失明的瞬間探測到掃視抑制并為用戶轉(zhuǎn)變方向。當(dāng)需要多次連續(xù)轉(zhuǎn)向時，研究人員將借助一種專門的精細凝視方向來促使用戶進行快速掃視——用一種可以在我們的視覺邊緣創(chuàng)建對比點來動態(tài)鼓勵快速掃視的方法。

團隊里書寫這篇名為“朝向虛擬現(xiàn)實無限行走：動態(tài)掃視重定向（Towards Virtual Reality Infinite Walking： Dynamic Saccade RedirecTIon）”的作者將會在2018年的SIGGRAPH展示他們的成果，該會議將于8月12日至16日在加拿大不列顛哥倫比亞省的溫哥華（Vancouver， British Columbia）市舉辦。這個年度會議和展覽將會是世界領(lǐng)先的專業(yè)人士、學(xué)者和創(chuàng)意人士的舞臺，他們引領(lǐng)著電腦圖像和交互技術(shù)的前沿。

迄今為止，現(xiàn)存的虛擬視覺中無限行走的解決方法僅具備有限的重定位能力，可能會導(dǎo)致場景失真；并且還不能避免用戶碰到真實世界的物體，比如桌子和椅子。這個團隊的新方法可以通過動態(tài)重定向使用戶遠離這些物體。這個方法運行很快，因此它還可能幫助用戶避免碰撞到運動的物體，比如說在同一間屋子里的其他人。

研究者分析了用戶的案例和模擬情況來驗證新計算系統(tǒng)，包括讓參與者實施類似游戲的搜索（game-like search）和一些檢索任務(wù)?？傮w而言，在掃視抑制期間視覺相機的轉(zhuǎn)動對于用戶來講是可忽略的；他們不能分辨出在相機的操控下自己被自動調(diào)整了方向。另外，在測試該團隊的實時動態(tài)路徑計劃的方法時，用戶可以行走而不撞到墻和家具，或者移動的物體，比如身旁的VR用戶。

“目前對于虛擬現(xiàn)實來說，給VR用戶提供一個完全自然的行走體驗是很難的。”Sun說道，“這是我們工作背后的首要動力——去消除這種限制，并且使在大型虛擬世界中的完全浸入式體驗成為可能。”

盡管VR系統(tǒng)主要應(yīng)用于VR游戲中，但新系統(tǒng)還可能適用于其他行業(yè)，比如建筑設(shè)計，教育和電影制作。