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VR交互設計(一):虛擬世界交互起源——3DOF

2019-10-29 22:20 weila

VR行業潮漲潮落,蠻荒生長,各大VR廠家都在爭取成為標準制定者。

VR行業潮漲潮落,蠻荒生長,各大VR廠家都在爭取成為標準制定者。

從2014年 Facebook 收購 Oculus 開始算來,當前這一波VR浪潮已經持續了5年之久。

5年間VR行業潮漲潮落,經歷了盛夏與寒冬,直到2019年 Oculus Quest 的發布,頭盔銷量、內容銷量、用戶口碑的爆炸式提升,才算是引領蠻荒時期的VR行業殺出一條血路。

從3DOF的 DK1、Cardboard 到6DOF的 Oculus Rift ,國內外從業者就空間定位、計算平臺、交互方式等方向展開了激烈的探索與紛爭。

各大廠家都希望在乾坤未定之時,在某一個領域彎道超車,成為下一個標準制定者。

一、了解3DOF

首先,我們來聊聊3DOF是什么?

所謂3DOF,就是指物體具備在X、Y、Z 三軸上旋轉的能力。常規方法是使用陀螺儀來捕捉用戶頭部旋轉,并呈現全景畫面中相對應的部分,從而使用戶在視覺上擁有被場景包裹的感受,實現基礎的視覺沉浸。

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“YAW”是指繞Y軸旋轉;“PITCH”是指繞X軸旋轉;“ROLL”是指繞Z軸旋轉

在3DOF的VR體驗中,一切觀察的基點都來源于頭部的視角,用戶就像一個被裝在電線桿上可以任意旋轉的攝像頭。無論你是頂天立地的壯漢還是嬌小玲瓏的妹子,你的視角都會被強行拉回在預設的高度——3DOF中,眾生平等。

3DOF頭盔無法自動捕捉用戶視野高度,極少數應用可以通過手動輸入數值的方式來標定一個高度

因此,3DOF頭盔的弊端也隨之暴露出來:

無法通過頭部位移的微動作來調整視距(全身位移可以通過移動觀察點來實現),看得見摸不著; 無法自動捕捉用戶身高來匹配視野高度,影響沉浸感。

3DOF的頭部交互主要是通過射線投射(Ray casting)的方式來進行操作。其原理是,從標定的視野中心向正前方射出一束射線,射線與空間中的界面產生交集。

常規的交互設計中會將雙目視線中央的一條線作為視中心,這樣一來視中心的射線就會和界面產生交點,從而引導用戶的視線落焦在相應的信息上,也就是常說的 Cursor(光標)。

雙眼自帶紅點瞄準器,指哪打哪(僅頭部瞄準時射線多數會被隱藏,只顯示落點,圖中射線僅用于展示)

常見的頭部行為有以下幾種:

環境感知:通過3自由度旋轉來觀察周邊環境,標定自己的位置,感知空間; 獲取信息:瀏覽環境中的信息載體和功能區域; 功能操作:借助Cursor+Loading完成選擇、確認等具體操作。

無手柄時,常用Cursor選擇+倒計時Loading的方式執行確認操作

三、3DOF – 手部交互

說完頭,我們再聊聊手。

3DOF的代表產品是光學外殼+手機組合的 Google Cardboard 和 Samsung Gear VR,以及集成的VR一體機 Oculus GO(國內小米貼牌) 和國內大朋、PICO、愛奇藝等一眾一體機產品。

3DOF頭盔產品

這一類VR頭盔主要是通過配備單手3DOF的藍牙手柄來進行交互操作。

雖然藍牙手柄外觀形態多樣,但是其主要功能大致相同。一般都會配備一個拇指操控具有滑動、按壓功能的區域,一個食指操控的按鍵區域。

在握持狀態下,這兩個手指操控區的靈活性、獨立性、準確性相對更強。而Oculus在未來又增加了一個中指操控區域,更將這種交互方式運用到了極致。

3DOF VR一體機標配藍牙手柄功能



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