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VR跑步机的核心技术

2016-07-16| 发布者: 張微 |来自: 雷锋网

简介:当你走进一家VR体验馆,会发现里面有各种千奇百怪的VR外设,比如驾驶模拟舱、单兵坦克、飞行模拟、滑板等等。现在另一款产品也将加入这个行列,KATVR在7月15日推出了商用VR跑步机,这是一款独特的外设。此次发布会推 ...

VR跑步机的核心技术

当你走进一家VR体验馆,会发现里面有各种千奇百怪的VR外设,比如驾驶模拟舱、单兵坦克、飞行模拟、滑板等等。现在另一款产品也将加入这个行列,KATVR在7月15日推出了商用VR跑步机,这是一款独特的外设。

此次发布会推出的包括万向行动平台(VR跑步机,Omni-Directional Treadmill,简称ODT)产品KAT SPACE及基于此的全套商用解决方案KAT PLAY。在此之前,去年7月15日KATVR的首个消费端VR跑步机产品KAT WALK曾在Kickstarer上进行了众筹。

为什么说VR跑步机是一款特别的外设呢?下面我们就来聊一聊这个话题。

理解VR跑步机

理解VR外设首先要区分输入与输出设备,输入设备最常见,各类手柄以及将手柄做成的不同形态(比如枪)都是输入设备;前面提到的各种模拟外设中有一部分是输出设备,它们将游戏场景的运动模拟到真实场景里,例如坦克行驶的颠簸、飞机的上下翻转;也有很多外设同时是输入和输出设备,例如有部分模拟动感单车,既可以将你的踏板运动传递到VR里,也可以将虚拟世界的颠簸传导到动感单车上。

目前,KAT SPACE是一款输入设备,它要做的是将真实世界的行走、跑步等动作,变成虚拟空间里的相应运动。

这么做的意义很重要,因为在游戏以及各种其它应用里面,移动是非常重要的交互。在pc游戏上你通过W/A/S/D四个键来移动;在主机游戏上可以通过手柄上的摇杆来移动;而戴上HTC Vive,你可以在最大5m×5m的空间里自由走动,为了实现无限移动,Vive使用传送的方式,用手柄选定一个地点然后传送过去。

VR跑步机的核心技术

而KAT VR所要做的是比房间级(Room Scale)更进一步,让你能够在虚拟世界里无限行走。然而因为不管是家庭还是体验店,线下的空间显然是有限的,所以就有了KAT SPACE的这种设计——让你感觉在走动(包括身体的感觉和视觉),但实际上是原地踏步。

VR跑步机的核心技术

要将原地踏步做到以假乱真,让用户感觉真的在走动,是一件非常难的事情。起初你可能会想,健身房里的跑步机不就是用原地踏步的方式来跑步的吗?但那里的跑步机实际上是设定好一个履带转动的速率后,用户再以相应的跑动速度跟上履带的转动。而要做成VR跑步机的话,需要履带知道用户怎么走,再以合适的速率转动让你保持在原地,这非常难,另外健身房的跑步机也不是万向的。

为什么难呢?让机器来适应人的步伐,最大问题是延迟。因为人的走动是无规律的,你不知道他下一步会怎么踏步,时间、速度也都不知道。所以要实现履带的转动与人的走动相同步,就必须在极短的时间内识别用户的动作,再传到跑步机上,履带进行相应的转动。不幸的是,这个过程以目前的技术来实现的话需要的时间仍然太长,如果时间太长(也就是延迟大)的话,你在跑步机上很有可能会跌倒。

VR跑步机的核心技术

相比于早期的产品,KAT SPACE已经不那么像“锅”了

所以这种想法的实现只能指望未来的技术突破了。那现在要做VR跑步机怎么做呢?聪明的设计师想到的方法是:在你的脚下放一口“锅”,鞋底再放个轮子,这样你不管怎么走,都会滑回“锅”里。KATVR和Virtuix的跑步机都是这样设计的。

这种设计方法有哪些核心技术呢?KATVR的咖啡告诉雷锋网(搜索“雷锋网”公众号关注),

机械结构的设计和摩擦力的控制是VR跑步机在机械方面的核心技术,传感器对人行走时特征量的捕捉判断和映射的解决方案和算法,是VR跑步机在传感器方面的核心技术。

其整体技术涉及的学科有:步态分析学、人体工学、摩擦力学、机械结构设计、传感器学等。而ODT的技术含量的高低,主要体现在两点:

①人在上面行走时与人在真实地面上行走时步态的相似程度;

②传感器对于人行走的判断是否能精确到“不易察觉到的延迟”的级别(走停判断低于0.5s)。

他所提到的主要有两点,一是这种锅+轮子的设计要让用户走的顺畅;二是延迟要低,也就是从人开始走动(或停止)到虚拟空间里的人走动(或停止)的过程低于0.5s。

VR跑步机的核心技术

体验KAT SPACE

那么KATVR做的跑步机有没有达到咖啡说的那两个技术水平标准呢?下面小编来聊聊自己体验过后的感受。

VR跑步机的核心技术

先是佩戴,换上带轮子的鞋后,就可以走进“锅”里,系上保护腰带,鞋子和腿上都系上传感器,之后戴上头盔就可以开始走了。整个过程还是挺快的。

小编初次体验就立刻发现,在跑步机行走与在真实地面上行走的感觉很不一样,这个“不一样”并不是不好,而是说你需要学习另一种走路方式。这种走路方式有点像是上坡时鞋底太滑,结果怎么走都走不动,但是也不会滑下去。

视个人的情况而定,初次体验者的学习过程在5-10分钟的样子。但是要想像发布会现场KATVR CTO爆破(王博)那样走起来行云流水、酷劲十足,可能还需要更长的时间。

在跑步机上还能边走边四处张望,这是因为KAT SPACE独立采集视觉、手部和身体朝向这三个部位的数据,从而实现独立的视觉和身体朝向。

VR跑步机的核心技术

腰带的设计非常好,完全不用担心会摔倒,同时也给手以足够的动作空间,还可以蹲下。不过腰带也会有明显的束缚感。相比之下,早期的KAT WALK和Virtuix的Omni跑步机一样都是栏杆的设计,这种设计使得手的运动被限制在上半身较高的地方。

延迟方面做得也不错,小编戴着头盔玩射击游戏完全没有觉得晕。

定制内容,面向体验店

有了VR跑步机能干吗?最主要的用途仍然是游戏,同时也可以用于军事模拟训练、行业培训模拟训练、虚拟旅游等,“只要是涉及到第一人称是以人行走为移动模式的VR应用场景,都可以用到KATVR的ODT。”咖啡对雷锋网表示。

VR跑步机的核心技术

KAT SPACE目前主要面向B端销售,据KATVR CEO庞晨介绍,KAT SPACE将与其他配套的VR设备、持续更新的定制游戏、可视化触屏操作系统、售后技术支持系统一起,打包成为一套插电即用的虚拟现实商用解决方案KAT PALY,面向包含VR线下体验馆、电玩城、网咖等商用客户出售。

这套商用解决方案现在已经开始预售,KAT SPACE产能供给正常,预计今年Q3季度就能发货。官方并未公布售价。

内容方面,庞晨表示目前KATVR已经与国内外几十家游戏内容公司达成合作,现场也展示了部分合作内容。除此之外,KATVR也建立了开发者计划,提供Unity和Unreal的SDK以及开发机用于该计划。同时其商用解决方案不仅应用于游戏中,也会扩展到其他行业应用,如安防训练、虚拟家装、虚拟房地产等。

后记:这才是VR减肥的正确姿势?

VR跑步机的核心技术

比较地严肃聊完这款产品后,下面小编来聊聊不严肃的方面。在KAT SPACE上走了10分钟后,小编身体就开始发热,之后跑了几分钟就开始喘气了(宅男身体素质一般大家就不要吐槽了)。这玩意儿绝对能当健身器材来用。

其实也是,HTC Vive房间级的运动空间已经让一些游戏宅感觉身体吃不消,可以无限运动的跑步机需要的体能就更高了。家里放一台,每天玩一小时,不仅轻松达到10000步,连健身房都不用去了。

最近,王思聪入股的英雄互娱公司投资了Virtuix公司,这主要是为了进军VR领域并推广VR电竞。小编觉得,有了VR跑步机,以后再也没人敢说电竞不是体育运动了。

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