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如何打造一款完美的VR游戲
AR游戲Pokemon Go一經(jīng)發(fā)布，帶來了無數(shù)的連環(huán)效應(yīng)，瘋狂的粉絲，癱瘓的服務(wù)器，崩潰的警察局，還有任天堂飆升的股價。之所以這款游戲能讓全世界都瘋狂，除了Pokemon本身頂級IP基因外，AR元素的加入是最重要的原因，是AR讓Pokemon Go重生。那么如何打造一款完美的AR游戲呢?如果你有興趣請繼續(xù)往下看。
AR游戲，一種特立獨行的游戲
AR是什么?全球的Pokemon Go玩家里了解AR的，也許連千分之一都不到，但這又怎么樣，他們都已經(jīng)在這個神奇的世界里得到了美妙的體驗。
這樣的AR游戲和此前的手游完全不在一個時空里。Pokemon Go研發(fā)公司Niantic Labs CEO兼創(chuàng)始人John Hanke說：“這是一個新的經(jīng)歷，把玩游戲與你做的其他事情混合在一起。”
鏈接真實，這就是AR的魅力。誰規(guī)定了游戲就一定是在電腦前飛快地操作鼠標(biāo)和鍵盤，或者捧著手機戳來戳去，它也可以是另一種態(tài)度�；氐郊尹c了燈，地板上是一只比卡丘，在公園里散步，身邊出現(xiàn)的是會唱歌的波可比，也許還能在逛超市的時候隨手撿回家一只可達鴨。
AR的加入，得以把小精靈們帶入真實的生活，也讓Pokemon Go和其他游戲有了本質(zhì)的區(qū)別，長時間的耐心等待終于換得了熱淚盈眶。
賣家秀和買家秀，AR不止于此
身在AR這行，所以早在Google的愚人節(jié)玩笑視頻流出后，就開始持續(xù)關(guān)注著這款游戲。視頻里玩家翻山越嶺，終于在一個山洞里發(fā)現(xiàn)了小火龍，隨著一句“Gocha!”他露出欣慰的笑臉。這本是一個玩笑，但任天堂聯(lián)系了Niantic，讓這個玩笑變成了現(xiàn)實。
從Google的視頻，再到Niantic的官方宣傳視頻，作為AR技術(shù)派，我之前認(rèn)為這款A(yù)R游戲至少會達到以下效果：
1. 小精靈要和真實世界融為一體，要表現(xiàn)出確實存在于現(xiàn)實世界。這需要借助三維空間的重構(gòu)與識別，讓小精靈生成在自然平面而非一些奇怪的地方。
2. 玩家遇到的小精靈會和周圍環(huán)境產(chǎn)生一定關(guān)聯(lián)，比如叢林中的湖面里會看到水系的小精靈而非草系。這不僅需要依托于LBS類的地圖服務(wù)，同時也要利用AR技術(shù)對周圍進行環(huán)境識別以達到畫面細節(jié)上的融合。
3. 手機屏幕成為了玩家和精靈世界的一扇窗戶。這需要精準(zhǔn)定位玩家手機的位置，使得玩家近距離觀看小精靈，甚至根據(jù)定位產(chǎn)生互動，比如靠近會讓小精靈逃走。
但是目前的試玩體驗來看，還是不可避免得出現(xiàn)了賣家秀和買家秀的區(qū)別。如果是完美的AR游戲，將需要什么樣的技術(shù)支持呢，在此簡單分析一下：
1.場景結(jié)構(gòu)認(rèn)知：
AR是Augmented Reality的縮寫，即增強現(xiàn)實。既然要增強現(xiàn)實，那么首先就要理解現(xiàn)實。對現(xiàn)實的認(rèn)知是AR技術(shù)中最重要的一部分，理解現(xiàn)實場景結(jié)構(gòu)的算法以離線和在線為區(qū)別，分別稱作SFM(三維重建)類和SLAM(地圖構(gòu)建與實時定位)類算法。SFM類算法在3D地圖的構(gòu)建中已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)算法，而SLAM類的算法之前更多應(yīng)用在機器人領(lǐng)域，近幾年才開始在AR領(lǐng)域發(fā)揮作用。
Pokemon Go是一款實時戰(zhàn)斗的游戲，所以SLAM技術(shù)就成為了關(guān)鍵和首選。SLAM技術(shù)可以通過多種不同的感應(yīng)器去實時認(rèn)知玩家所在的場景，根據(jù)現(xiàn)實場景構(gòu)建對應(yīng)的3D點云，再通過對3D點云的分析來了解現(xiàn)實場景的幾何構(gòu)造，比如哪里是地面，桌面，而哪里又是墻壁。了解了這些信息后，就可以在正確的地點生成正確的虛擬模型，以符合現(xiàn)實場景規(guī)律的方式讓玩家和虛擬模型互動。
很可惜，也許是受限于開發(fā)的時間，又或者任天堂想先試水AR，目前版本的Pokemon Go可以說對SLAM相關(guān)技術(shù)運用較少，所以經(jīng)�？梢钥吹叫【`生成在非平面的地方，甚至?xí)≡诳罩�，看起來非常的違和。如果使用場景認(rèn)知技術(shù)，游戲更具真實感。當(dāng)玩家看到精靈從地面跳到桌子再跳到自己床上的瞬間，一定會非常震撼。
另外，游戲需要與現(xiàn)實互動，但玩家并不一定明白精靈生成的算法，若精靈生成在某些高臺的邊緣，玩家可能會冒險追隨，釀成不必要的悲劇。
2.基于語義的環(huán)境識別：
與看重幾何結(jié)構(gòu)的場景認(rèn)知有所區(qū)別，基于語義的環(huán)境識別更偏向以人的方式去認(rèn)識實際場景。比如識別場景是位于都市還是野外，場景內(nèi)是否存在草坪或水塘。
借助現(xiàn)在火熱的深度學(xué)習(xí)算法，以上的識別功能已經(jīng)被逐漸實現(xiàn)，甚至可以超越人類本身的認(rèn)知精度。
通過玩家攝像頭提供的圖片信息，圖像識別算法可以識別出玩家所在場景以及場景周圍的自然景觀，這樣玩家才有可能在草地里抓到妙蛙種子，在水里找到杰尼龜�；谡Z義的環(huán)境識別可以輕松的把小精靈的屬性和玩家所處的周圍環(huán)境有意義地串聯(lián)在一起，不同的場景對應(yīng)不同的故事腳本，而不是僅僅依靠LBS技術(shù)隨機、無序地在地圖里偶遇不同的小精靈。
3.顯示與定位技術(shù)
體驗過Pokemon Go的玩家應(yīng)該已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)你想要和自己的小精靈“親近”，近距離看看這些萌物的時候，精靈們卻依然和玩家保持著“距離”。這是因為Pokemon Go在算法上僅僅使用了手機自帶的陀螺儀對玩家進行非常粗略的定位，因此當(dāng)玩家向前移動時，并不能體驗到小精靈“放大”的效果，反而原本站在桌上的小精靈站到了“空氣中”。
想要達到更強的代入感，就需要加強現(xiàn)實場景的顯示與定位技術(shù)。首先需要進行場景結(jié)構(gòu)認(rèn)知，只有理解了現(xiàn)實場景的結(jié)構(gòu)，才可能把更多的虛擬模型正確疊加在現(xiàn)實場景中。比如在道館挑戰(zhàn)中，如果加入場景結(jié)構(gòu)認(rèn)知的算法，玩家會通過手機屏幕看到自家的房子變成了道館，即虛擬道館的模型疊加在現(xiàn)實世界的房屋結(jié)構(gòu)上，這樣的體驗感顯然更優(yōu)。
其次，玩家想在這樣似真似幻的場景中隨意移動觀賞，還需要依靠精準(zhǔn)的定位技術(shù)。為什么必須要進行定位呢?這是因為虛擬場景的位置完全是根據(jù)估計玩家相對于現(xiàn)實世界的位置計算后投影到現(xiàn)實世界的，理想效果是玩家移動時感覺虛擬模型就是固定在現(xiàn)實世界中的，成為了現(xiàn)實世界中的一部分。所以如果不能精確估計玩家的位置，玩家移動后就會看到虛擬模型或場景有所偏離，產(chǎn)生類似“漂浮”的違和感。反之，使用了精準(zhǔn)的定位技術(shù)，玩家就可以近距離觀察所有虛擬物體的細節(jié)，比如我本人就一直想靠近看看萌萌的皮卡丘。目前的主流的定位技術(shù)有SLAM類算法和VO類(視覺里程計)算法。
4.語音和手勢互動
我曾幻想的小精靈捕獲過程是這樣的：扔出去一枚精靈球，同時大喊“就是你了，皮卡丘!”(好中二，好羞恥...)接著捕獲到的皮卡丘就會萌態(tài)十足地出現(xiàn)在屏幕中——簡直是神一樣的體驗。很可惜，如此感人的畫面現(xiàn)在卻不能重現(xiàn)在Pokemon Go的游戲里。目前，作為AR技術(shù)中最重要的交互模塊，語音和手勢交互都已經(jīng)達到較為成熟的階段，想達到上述效果也并非難于登天。加入語音識別功能，玩家可以呼喚自己喜愛的小精靈，更可以通過語音交互來指揮它們，如同一個真正的訓(xùn)練師。另一方面，如果以手勢識別替代手指滑動來操作精靈球，放出和收服精靈的快感也會增長。
如果有了眼鏡，體驗會更好嗎?
當(dāng)然，上面的分析和暢想絕對不是為了說明Pokemon Go不夠好，反而恰恰證明了，當(dāng)技術(shù)和游戲一起發(fā)展，這款游戲的體驗還會有極大的優(yōu)化空間。
此外，配套裝備也是另一種優(yōu)化的方式。在策劃游戲時，Pokemon Go也想到了手機的局限性，所以還同時推出了手環(huán)。手環(huán)會在小精靈出現(xiàn)時震動提醒，免除了玩家一直舉著手機的麻煩。
可是手環(huán)+手機可能還不是最好的方式。從上面的分析中可以看到，原本想親眼看到的場景，一定要通過手機屏幕才可以看見，交互方式也只能局限為屏幕觸控，在移動時代無所不能的手機反而成為了玩家和小精靈間一道無形的墻。但如果有了眼鏡，這種體驗的缺失感就可以得到彌補。
AR眼鏡，讓玩家有了走進精靈世界的可能。攝像頭和各類傳感器可以感知環(huán)境，迅速提醒玩家周圍有目標(biāo)小精靈出現(xiàn);AR眼鏡的光學(xué)呈現(xiàn)，不僅把手機屏幕拓寬了幾十倍，還進一步加深了虛擬的小精靈在現(xiàn)實世界的融入度，仿佛它們真的就在我們身邊;AR眼鏡還最大限度得解放了雙手，跑跳翻躍都不成問題。
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