上游充通大 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 媒体创意经济课程论文 TONG UNN 题目：浅谈VR在游戏领域的不足和发展前 景 小组成员：徐浩516020910055 刘晟荣515021910220 黄童祎515021910014 王晨奕515030910362 柯静玫516120910152 李超516020910050 小组分工：主讲：刘晟荣 PPT制作及论文整合：黄童祎 资料收集及论文撰写：徐浩，王晨 奕，柯静玫，李超 指导教师：童清艳 日期：2017/10/28
SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 媒体创意经济课程论文 题目：浅谈 VR 在游戏领域的不足和发展前 景 小组成员：徐浩 516020910055 刘晟荣 515021910220 黄童祎 515021910014 王晨奕 515030910362 柯静玫 516120910152 李超 516020910050 小组分工：主讲：刘晟荣 PPT 制作及论文整合：黄童祎 资料收集及论文撰写：徐浩，王晨 奕，柯静玫，李超 指导教师：童清艳 日期：2017/10/28
摘要：虚拟现实技术，因其独特的互动性以及全面代入的感官体验，与游戏简直 是天作之合。而将V技术运用于游戏领域也是近期热点项目，但是直到如今， VR游戏的普及度远不如期待值，这其中的原因值得深究。 关键词：VR,游戏，困境，未来 一、 VR技术及VR游戏 虚拟现实技术（简称VR)是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系 统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动 态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。它是模拟技术的一个重要 方向，是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等 多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。 虚拟现实技术(V)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。 模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的 V应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还 有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。 自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处 理与参与者的动作相适应的资料，并对用户的输入作出实时响应，并分别回馈到 用户的五官。传感设备是指三维交互设备
摘要：虚拟现实技术，因其独特的互动性以及全面代入的感官体验，与游戏简直 是天作之合。而将 VR 技术运用于游戏领域也是近期热点项目，但是直到如今， VR 游戏的普及度远不如期待值，这其中的原因值得深究。 关键词：VR，游戏，困境，未来 一、 VR 技术及 VR 游戏 虚拟现实技术（简称 VR）是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系 统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动 态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。它是模拟技术的一个重要 方向，是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等 多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。 虚拟现实技术(VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。 模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的 VR 应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还 有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。 自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处 理与参与者的动作相适应的资料，并对用户的输入作出实时响应，并分别回馈到 用户的五官。传感设备是指三维交互设备
KLALAU 那么，VR为什么会在游戏领域发展起来呢？这主要得益于VR装备给游戏者 带来的互动感和逼真的体验感。如果是传统游戏的话，玩家要坐在计算机前，一 直盯着屏幕上的游戏主角，不停地敲击键盘和鼠标进行操作。在游戏过程中，协 同作战的玩家也只能隔着屏幕通过文字和语音间接交流，并没有实现游戏内部的 互动。 但是置换到VR中，你自己就成了游戏的主角，“穿越"到虚拟游戏环境中。 而且现在的多人VR游戏，为了增强游戏体验的逼真感，会尝试在用户的关键部 位附上各种强制反馈装置。在这种情况下，玩家可以在游戏中“扮演"真实的自己， 用声音、肢体语言与虚拟场景进行直接接触。这样，VR多人游戏更像是一种“真 人"的冒险体验，因为你的动作都会及时回馈到游戏中，现实世界和虚拟世界之 间的界限会逐渐模糊。 二、VR游戏现况 目前VR技术在游戏领域也有了不俗的发展。在顶级在线游戏平台Steam上
那么，VR 为什么会在游戏领域发展起来呢？这主要得益于 VR 装备给游戏者 带来的互动感和逼真的体验感。如果是传统游戏的话，玩家要坐在计算机前，一 直盯着屏幕上的游戏主角，不停地敲击键盘和鼠标进行操作。在游戏过程中，协 同作战的玩家也只能隔着屏幕通过文字和语音间接交流，并没有实现游戏内部的 互动。 但是置换到 VR 中，你自己就成了游戏的主角，“穿越”到虚拟游戏环境中。 而且现在的多人 VR 游戏，为了增强游戏体验的逼真感，会尝试在用户的关键部 位附上各种强制反馈装置。在这种情况下，玩家可以在游戏中“扮演”真实的自己， 用声音、肢体语言与虚拟场景进行直接接触。这样，VR 多人游戏更像是一种“真 人”的冒险体验，因为你的动作都会及时回馈到游戏中，现实世界和虚拟世界之 间的界限会逐渐模糊。 二、 VR 游戏现况 目前 VR 技术在游戏领域也有了不俗的发展。在顶级在线游戏平台 Steam 上
已经可以体验利用Vve功能的虚拟现实游戏。Vive是一款VR头显，所有尝试过 V的人都被其沉浸水准，以及被传送至另一世界的体验所震撼。这足以证明了 VR是一种变革性的体验。 此外，已有多家游戏开发公司推出各种形式的VR游戏。如Steam上有一款 多人在线体育游戏《Rec room》,这款游戏于在线聊天室和在线多人游戏的中间 地带，玩家在这个游戏中可以和来自己不同国家地区的其他人，边聊天边打球。 三、VR技术于游戏产业的困境 尽管VR技术有着如此特别的特点和光明的前景，又在资本市场上吸引了大 量投资者的关注和资本投入，但是目前这项技术的市场占有率并没有想象的那么 优秀，这是因为这项技术存在着硬件技术与使用状况两大困境。 1.硬件技术困境 A.高昂的设备 自2014年3月Facebook收购虚拟现实头盔Oculus Rift厂商Oculus以后， VR产业再度掀起一波开发浪潮。即便多家公司纷纷投入VR开发之中，然而VR 设备的价格仍旧高居不下，即便最低端的产品，价格仍旧高的另人咋舌。此外
已经可以体验利用 Vive 功能的虚拟现实游戏。Vive 是一款 VR 头显，所有尝试过 Vive 的人都被其沉浸水准，以及被传送至另一世界的体验所震撼。这足以证明了 VR 是一种变革性的体验。 此外，已有多家游戏开发公司推出各种形式的 VR 游戏。如 Steam 上有一款 多人在线体育游戏《Rec room》，这款游戏于在线聊天室和在线多人游戏的中间 地带，玩家在这个游戏中可以和来自己不同国家地区的其他人，边聊天边打球。 三、 VR 技术于游戏产业的困境 尽管 VR 技术有着如此特别的特点和光明的前景，又在资本市场上吸引了大 量投资者的关注和资本投入，但是目前这项技术的市场占有率并没有想象的那么 优秀，这是因为这项技术存在着硬件技术与使用状况两大困境。 1. 硬件技术困境 A. 高昂的设备 自 2014 年 3 月 Facebook 收购虚拟现实头盔 Oculus Rift 厂商 Oculus 以后， VR 产业再度掀起一波开发浪潮。即便多家公司纷纷投入 VR 开发之中，然而 VR 设备的价格仍旧高居不下，即便最低端的产品，价格仍旧高的另人咋舌。此外
除却VR头盔，若没有配套设备，那么高价买来的VR头盔也毫无用武之地，举 例来说，即便购买一个最便宜的V头盔，为了使用其最简易的功能，消费者仍 需另外购买传感器和手柄套件；如若希望拥有更完整的体验，需另外配置特殊的 控制系统、运动控制器、摄像头与一台性能强大的PC和及其匹配的最新配件。 换言之，VR头盔的价格已不斐，但潜在的配套产品价格才是真正令消费者难以 负担的部分。 A河 PIMAX 8K 8K分辨率 超大视场角 超低延迟 2*3840*2160 =V200 MTP<15ms 举例来说，PlayStation VR是所有VR头盔中最便宜的，价格只有399美元， 然而仅有一副头盔远远不能支撑玩家享受VR游戏，因此玩家还需要购买MoVe 控制系统和PlayStation摄像头，那么最终的价格也达到499美元。除此之外， 你还需要一台PS4,而后者最低的价格为299美元。换言之，PlayStation VR的 价格虽然只有399美元，但玩家还需要其他一些配套的设备才能使用尽管如此， PlayStation VR仍然比Oculus Rift便宜，后者售价599美元，还需要一台性能强 大的PC配合使用。即便有玩家可能拥有这样一台PC,但可能还需要进行升级
除却 VR 头盔，若没有配套设备，那么高价买来的 VR 头盔也毫无用武之地，举 例来说，即便购买一个最便宜的 VR 头盔，为了使用其最简易的功能，消费者仍 需另外购买传感器和手柄套件；如若希望拥有更完整的体验，需另外配置特殊的 控制系统、运动控制器、摄像头与一台性能强大的 PC 和及其匹配的最新配件。 换言之，VR 头盔的价格已不斐，但潜在的配套产品价格才是真正令消费者难以 负担的部分。 举例来说，PlayStation VR 是所有 VR 头盔中最便宜的，价格只有 399 美元， 然而仅有一副头盔远远不能支撑玩家享受 VR 游戏，因此玩家还需要购买 Move 控制系统和 PlayStation 摄像头，那么最终的价格也达到 499 美元。除此之外， 你还需要一台 PS4，而后者最低的价格为 299 美元。换言之，PlayStation VR 的 价格虽然只有 399 美元，但玩家还需要其他一些配套的设备才能使用；尽管如此， PlayStation VR 仍然比 Oculus Rift 便宜，后者售价 599 美元，还需要一台性能强 大的 PC 配合使用。即便有玩家可能拥有这样一台 PC，但可能还需要进行升级
比如购买新的显卡，这无形中又会增加300美元到800美元的经济负担；与此 同时，HTC Vive的价格则高达799美元。这即是VR难以推广至普通消费者的主 因之一。 B.舒适感不足 现今VR的主要产品为封闭式的配戴头盔，而其重量感、覆盖感使得使用者 难以长时间配戴，且因无法识别外界情况，使用者仅能在使用VR头盔时同进行 极度简易的动作，如抓起零食、饮料杯；此外，由于VR技术的不足，在使用得 同时须连接主机、耳机等多项辅助设备，这不仅仅是造成使用者的装设不便、使 用制肘，在进行运动的同时易被多条缆线绊倒，即便是坐在椅子上使用VR设备， 这些缆线的处理仍旧是个棘手的问题。虽然现今已出现些许的无线装备，但其延 迟问题极高、无法处理复杂且高速的动作。 C.软件与硬件的技术差异化 于当今的VR产业中，各公司如雨后春笋般纷纷进入开发的行列之中，虽然 多方的力量将有助于技术的成熟与产业的完整，然而却也会造成VR硬设备的视 野范围不同、画质不同与硬件版本更新速度不同等差异性，这将导致软件开发商 在确保各式设备的体验一致时，大大提高软件开发成本和技术难度的级别。因此 高门坎的成本大大降低开发VR游戏软件的行业新进入者，然而由于内容提供商 过少，因此难以达成VR游戏产业的生态体系，在如此的封闭生态系下将导致硬 件开发商难以丰富与其产品匹配的游戏种类，以至于消费者不愿意花费极高的价 格购买全套设备后仅能享受种类单一的游戏，因此该产业的投资金额将日渐紧
比如购买新的显卡，这无形中又会增加 300 美元到 800 美元的经济负担；与此 同时，HTC Vive 的价格则高达 799 美元。这即是 VR 难以推广至普通消费者的主 因之一。 B. 舒适感不足 现今 VR 的主要产品为封闭式的配戴头盔，而其重量感、覆盖感使得使用者 难以长时间配戴，且因无法识别外界情况，使用者仅能在使用 VR 头盔时同进行 极度简易的动作，如抓起零食、饮料杯；此外，由于 VR 技术的不足，在使用得 同时须连接主机、耳机等多项辅助设备，这不仅仅是造成使用者的装设不便、使 用制肘，在进行运动的同时易被多条缆线绊倒，即便是坐在椅子上使用 VR 设备， 这些缆线的处理仍旧是个棘手的问题。虽然现今已出现些许的无线装备，但其延 迟问题极高、无法处理复杂且高速的动作。 C. 软件与硬件的技术差异化 于当今的 VR 产业中，各公司如雨后春笋般纷纷进入开发的行列之中，虽然 多方的力量将有助于技术的成熟与产业的完整，然而却也会造成 VR 硬设备的视 野范围不同、画质不同与硬件版本更新速度不同等差异性，这将导致软件开发商 在确保各式设备的体验一致时，大大提高软件开发成本和技术难度的级别。因此 高门坎的成本大大降低开发 VR 游戏软件的行业新进入者，然而由于内容提供商 过少，因此难以达成 VR 游戏产业的生态体系，在如此的封闭生态系下将导致硬 件开发商难以丰富与其产品匹配的游戏种类，以至于消费者不愿意花费极高的价 格购买全套设备后仅能享受种类单一的游戏，因此该产业的投资金额将日渐紧
缩，鼓励软件开发商提高售价与减少生产、硬件开发商减少配套游戏种类，最终 形成一个恶性循环。 百家爭鳴的VR生態系 Devices Controllers Developer Camera/ Tools Mapping Oculus VR ④unity JAUNT hTCVIVE GAMEWORKS VR nod 手讯 PlayStation.VR VIRZeeM HOVER GH FIDELITY SAMSUNG Gear VR SIXENSE 因口5VR [I叮VideoStitch FOVE LEAP WORLDVIZ 锵Aolor Content RELOAD |uun Vrse SPACEVR Y U D liveli<e NEXTVR VISIONARY D.VR游戏的内容度不足 在R产业之中，其内容不仅因为开发商不多的原因而不丰富，此外其质量 也令人难以恭维，其原因在于V显示器的画素和刷新率过低，目前的技术而言 若要提高画素将会导致刷新率降低，使画面模糊、有残影；此外，当今所专注开 发的游戏领域为动作型游戏，然而除却鲜少有人拥有VR头盔外（更别提拥有全 套的高昂设备)，仅有VR头盔只能原地观看360°的景象，这在动作型游戏领域
缩，鼓励软件开发商提高售价与减少生产、硬件开发商减少配套游戏种类，最终 形成一个恶性循环。 D. VR 游戏的内容度不足 在 VR 产业之中，其内容不仅因为开发商不多的原因而不丰富，此外其质量 也令人难以恭维，其原因在于 VR 显示器的画素和刷新率过低，目前的技术而言 若要提高画素将会导致刷新率降低，使画面模糊、有残影；此外，当今所专注开 发的游戏领域为动作型游戏，然而除却鲜少有人拥有 VR 头盔外（更别提拥有全 套的高昂设备），仅有 VR 头盔只能原地观看 360∘的景象，这在动作型游戏领域
中是一个致命的缺点；再者，现今VR游戏软件缺发社交功能，使得玩家仅能进 行单人游戏、无法有多人信息交流的体验，这些因素都大大降低了玩家的享受度 也降低VR游戏的吸引力。 2.使用状况困境 A.虚拟现实晕动症 虚拟现实晕动症(VRS)引发的原因简单来说是在使用VR设备时，由于用 户的视觉系统与其他感官感知上有所差别，影响大脑判断导致眩晕感。这种差别 是由多方面造成，一方面VR设备硬件条件仍有待加强，比如HTC Vive中定位技 术所需要的机械结构，光学结构以及旋转电机，以目前的制造工艺而言，还很难 达到令用户满意的程度。另一方面，画面刷新率和分辨率的需求较之于PC端游 戏大大加强。数据表明，想要保证用户不产生眩晕感，VR设备输出画面至少需 要120Hz以上的刷新率和4k以上的分辨率。目前最先进的VR设备Oculus Rift CV1刷新率为90Hz,仅仅是缓解了晕动症现象，离良好的用户体验还有遥远的 距离。而分辨率代表了虚拟世界的清晰度，若分辨率达不到要求时，用户在近距 离观察VR设备屏幕时，会看到一个一个像素点。当用户游戏时，虚拟世界的颗 粒感不仅会影响用户的沉浸式体验，同时也是造成晕动症的重要原因
中是一个致命的缺点；再者，现今 VR 游戏软件缺发社交功能，使得玩家仅能进 行单人游戏、无法有多人信息交流的体验，这些因素都大大降低了玩家的享受度 也降低 VR 游戏的吸引力。 2. 使用状况困境 A. 虚拟现实晕动症 虚拟现实晕动症（VRS）引发的原因简单来说是在使用 VR 设备时，由于用 户的视觉系统与其他感官感知上有所差别，影响大脑判断导致眩晕感。这种差别 是由多方面造成，一方面 VR 设备硬件条件仍有待加强，比如 HTC Vive 中定位技 术所需要的机械结构，光学结构以及旋转电机，以目前的制造工艺而言，还很难 达到令用户满意的程度。另一方面，画面刷新率和分辨率的需求较之于 PC 端游 戏大大加强。数据表明，想要保证用户不产生眩晕感，VR 设备输出画面至少需 要 120Hz 以上的刷新率和 4k 以上的分辨率。目前最先进的 VR 设备 Oculus Rift CV1 刷新率为 90Hz，仅仅是缓解了晕动症现象，离良好的用户体验还有遥远的 距离。而分辨率代表了虚拟世界的清晰度，若分辨率达不到要求时，用户在近距 离观察 VR 设备屏幕时，会看到一个一个像素点。当用户游戏时，虚拟世界的颗 粒感不仅会影响用户的沉浸式体验，同时也是造成晕动症的重要原因
不同分辨率的画面效果 最重要的是，目前来说，虽然VR设备使人们能够视觉感知到游戏场景，但 是它里模拟出一个真正的虚拟世界还相差甚远。当我们在游戏中奔跑跳跃，肆意 畅游时，我们实际身体所处的空间往往是很有限的。假设你在在一款跑酷类的 VR游戏中跑、跳跃、翻滚，身体的感官也有类似的错觉，然而在现实中，你却 安稳地躺着。由于大脑接受到的讯息是你在运动中，但实际身体却没有，这种差 别造成了用户晕动症的产生。 在英特尔公司的开发者文档中，作者Matt Rebong认为戴上VR头盔后，被 遮住双眼的用户失去了用以平衡身体的视觉参考和深度感知。作为优化，作者为 游戏Vapor Riders99设计了一个高度校准系统，通过扫描玩家头部与地面的位 置，控制器之间距离来获取用户的体型信息，并且以此调整游戏显示。这种方法 从软件着手，确实改善了一部分用户体验。然而虚拟现实晕动症所涉及的方面太 多，仅仅通过游戏开发的方式来改善显得捉襟见肘。 事实上，不仅仅是用户的体型问题，现实与游戏中的加速度、重力不匹配的 问题已经存在有一段时日，只是在未来的一段时间内，这种问题很难有突破性的 进展
不同分辨率的画面效果 最重要的是，目前来说，虽然 VR 设备使人们能够视觉感知到游戏场景，但 是它里模拟出一个真正的虚拟世界还相差甚远。当我们在游戏中奔跑跳跃，肆意 畅游时，我们实际身体所处的空间往往是很有限的。假设你在在一款跑酷类的 VR 游戏中跑、跳跃、翻滚，身体的感官也有类似的错觉，然而在现实中，你却 安稳地躺着。由于大脑接受到的讯息是你在运动中，但实际身体却没有，这种差 别造成了用户晕动症的产生。 在英特尔公司的开发者文档中，作者 Matt Rebong 认为戴上 VR 头盔后，被 遮住双眼的用户失去了用以平衡身体的视觉参考和深度感知。作为优化，作者为 游戏 Vapor Riders ‘99 设计了一个高度校准系统，通过扫描玩家头部与地面的位 置，控制器之间距离来获取用户的体型信息，并且以此调整游戏显示。这种方法 从软件着手，确实改善了一部分用户体验。然而虚拟现实晕动症所涉及的方面太 多，仅仅通过游戏开发的方式来改善显得捉襟见肘。 事实上，不仅仅是用户的体型问题，现实与游戏中的加速度、重力不匹配的 问题已经存在有一段时日，只是在未来的一段时间内，这种问题很难有突破性的 进展
B.虚拟坑 严格来说，“虚拟坑"是一个VR方向的实验，但是借由这个实验，很多VR的 潜在问题被暴露出来，引起了各大VR虚拟现实实验室的注意。 虚拟坑实验设置非常简单。受试者戴上VR头盔，与真实环境隔绝，此时他 们看到面前有个巨大的"深坑“，坑上架着一块窄木板，摇摇欲坠仿佛随时都会断 裂。受试者的任务就是要从这块木条上走到坑对面。在这个实验中，受试者被明 确告知这是一个假的环境。 斯坦福大学虚拟人机交互实验室创始主管杰里米·拜伦森，以及加州大学圣 芭芭拉分校虚拟环境研究中心主管吉姆·布拉斯科维奇在华盛顿特区联邦司法 中心曾做过这样一个实验，邀请100位法官、律师和政府政策官员等来进行虚拟 坑实验，超过百分之三十的人不敢踏出一步。其中一位官员意外地从虚拟窄板上 “掉"了下去，而且觉得自己正在笔直地坠向坑底。他身体打横，绝望地试图攀住 “虚拟坑"的“边缘"来救自己一命。当他脸朝下扑到在展示室的大理石地板上时， 才突然意识到回到了真实世界
B. 虚拟坑 严格来说，“虚拟坑”是一个 VR 方向的实验，但是借由这个实验，很多 VR 的 潜在问题被暴露出来，引起了各大 VR 虚拟现实实验室的注意。 虚拟坑实验设置非常简单。受试者戴上 VR 头盔，与真实环境隔绝，此时他 们看到面前有个巨大的"深坑"，坑上架着一块窄木板，摇摇欲坠仿佛随时都会断 裂。受试者的任务就是要从这块木条上走到坑对面。在这个实验中，受试者被明 确告知这是一个假的环境。 斯坦福大学虚拟人机交互实验室创始主管杰里米‧拜伦森，以及加州大学圣 芭芭拉分校虚拟环境研究中心主管吉姆‧布拉斯科维奇在华盛顿特区联邦司法 中心曾做过这样一个实验，邀请 100 位法官、律师和政府政策官员等来进行虚拟 坑实验，超过百分之三十的人不敢踏出一步。其中一位官员意外地从虚拟窄板上 “掉”了下去，而且觉得自己正在笔直地坠向坑底。他身体打横，绝望地试图攀住 “虚拟坑”的“边缘”来救自己一命。当他脸朝下扑到在展示室的大理石地板上时， 才突然意识到回到了真实世界
