Sun说：新方法给VR用户提供一个完全自然的行走体验是有可能的

一位用户穿戴着研究者的实验装备——一个带有SMI公司视线追踪技术的Vive头盔显示器（Vive HMD）。叠加图是俯视图，记录了在一个3.5m×3.5m的真实房间里，用户的身体移动路径和一个在6.4m×6.4m的更大的合成空间里的虚拟路径。当用户转向定位时，目光的快速扫视能够显著增加旋转角度，并且不会造成视觉扭曲或模拟时的眩晕感。该方法能够应用于大型开放虚拟空间以及小型现实环境中，比如房间场地大小的虚拟现实体验。
 

在不断发展的虚拟现实（virtual reality，VR）技术领域中，有很多关键问题仍待解决。最近，一组计算机科学家解决了VR中的一个重大难题，这极大地改善了用户体验，使用户在身体受限于真实空间时，仍能获得沉浸式的（immersive）视觉体验，使他们拥有身临其境的感觉。这个研究团队将会在2018年的SIGGRAPH（Special Interest Group on Computer GRAPHics and Interactive Techniques）盛会上展示他们的成果。

纽约州立大学石溪分校（Stony Brook University），英伟达公司（NVIDIA）和Adobe公司的计算机科学家们合作建立了一种计算框架，可为VR用户带来无限行走在虚拟世界的感觉，尽管实际上他们都被局限在狭小的真实空间里。这种框架还可以给用户自由行走的体验，同时不会让他们感受到VR体验中身体移动时常有的眩晕，摇摆和不适。并且用户在体验VR时不会在真实世界里碰撞到物体。

为了达成这个目标，研究者致力于通过人眼的一种基本自然现象——扫视（saccade）来操纵用户的行走方向。扫视是快速的眼部运动，当我们在视野范围内看不同的点时就会进行扫视，比如审视一个房间或者观赏一幅画作。扫视其实是一种不受我们控制的自发现象，常常每秒发生几次。在这段时间里，我们的大脑会很大程度地忽略视觉的输入，这种现象称为“扫视抑制（saccadic suppression）”。扫视抑制会让我们完全忘记了我们的暂时失明和眼球运动。

“在VR中，我们可以展示浩瀚的宇宙；然而，我们家里和办公室的实际空间则要小得多。”该研究的主要作者、曾在Adobe Research和NVIDIA实习的石溪大学（Stony Brook University）博士生Qi Sun说，“人眼扫描场景的本质是在注视点间快速移动。我们认识到，如果我们在扫视时轻微地旋转视觉相机，就可以重新指导用户的行走方向，从而模拟出一个更大的行走空间。”

研究人员发明的这个新方法通过使用一个头部和眼部追踪的VR头盔，可以在短暂失明的瞬间探测到扫视抑制并为用户转变方向。当需要多次连续转向时，研究人员将借助一种专门的精细凝视方向来促使用户进行快速扫视——用一种可以在我们的视觉边缘创建对比点来动态鼓励快速扫视的方法。

团队里书写这篇名为“朝向虚拟现实无限行走：动态扫视重定向（Towards Virtual Reality Infinite Walking： Dynamic Saccade Redirection）”的作者将会在2018年的SIGGRAPH展示他们的成果，该会议将于8月12日至16日在加拿大不列颠哥伦比亚省的温哥华（Vancouver， British Columbia）市举办。这个年度会议和展览将会是世界领先的专业人士、学者和创意人士的舞台，他们引领着电脑图像和交互技术的前沿。

迄今为止，现存的虚拟视觉中无限行走的解决方法仅具备有限的重定位能力，可能会导致场景失真；并且还不能避免用户碰到真实世界的物体，比如桌子和椅子。这个团队的新方法可以通过动态重定向使用户远离这些物体。这个方法运行很快，因此它还可能帮助用户避免碰撞到运动的物体，比如说在同一间屋子里的其他人。

研究者分析了用户的案例和模拟情况来验证新计算系统，包括让参与者实施类似游戏的搜索（game-like search）和一些检索任务。总体而言，在扫视抑制期间视觉相机的转动对于用户来讲是可忽略的；他们不能分辨出在相机的操控下自己被自动调整了方向。另外，在测试该团队的实时动态路径计划的方法时，用户可以行走而不撞到墙和家具，或者移动的物体，比如身旁的VR用户。

“目前对于虚拟现实来说，给VR用户提供一个完全自然的行走体验是很难的。”Sun说道，“这是我们工作背后的首要动力——去消除这种限制，并且使在大型虚拟世界中的完全浸入式体验成为可能。”

尽管VR系统主要应用于VR游戏中，但新系统还可能适用于其他行业，比如建筑设计，教育和电影制作。