该文章首发于2018年11月16日

还记得在《头号玩家》中，男主脚下那个可以全方位移动的VR跑步机吗？其作用，就是实现男主在物理世界中小范围行走，同时又可在虚拟世界中“无限移动”。这也是目前VR体验一直在追求的重点之一。

谷歌计划推出履带鞋子，用于虚拟环境导航

近日，谷歌申请了一份可加强用户沉浸感体验的专利。该专利最初于2018年5月9日提交，并描述了一款用于帮助用户在虚拟环境中行走的鞋子。鞋子底部包含一个弹性区域，并搭载一个计算机或头显能够追踪的传感器，以此实现机动化。

相较于大型的VR跑步机，鞋子的设计确实要轻便很多，但从原理上又该如何理解？对此，谷歌在文件中解释道：“当用户在现实中进行物理移动时，系统能自动追踪鞋子。随后，系统会将物理运动转化为虚拟环境中的虚拟运动。举个例子来说，系统可以根据在物理环境中检测到的鞋子物理位置，来制动马达机制。”

同时，谷歌还解释了机动系统的工作原理。马达能够为单独的运动装置提供动力，使其在鞋子上移动履带。而当用户进入特定距离或穿过某个边界时，履带将迫使运动停止。谷歌表示：“用户的运动可以制动鞋子上的马达，反过来，马达也能限制用户。一旦用户即将穿过边界，马达能使机动鞋子退回操作区内。这实现了用户在不断行走时，还能维持在限定的物理空间中。”

其余两种重定向解决方案，重点在视觉欺骗

谷歌并不是唯一一家研究，如何改变用户虚拟空间行走方式的机构。与之类似的重定向行走机制，英伟达、Adobe和汉堡大学博士主要研究方案的重点，便是利用视觉盲时，欺骗大脑在限定区域内无限行走。

英伟达、Adobe利用“扫视抑制”，实现身体转动

英伟达和Adobe的研究人员将解决方案定位于人们的眼睛，使用“扫视法”来实现“重定向行走”。方法的基本原理是采用了人类视觉的自然特性：扫视抑制。利用这种现象，可隐藏小幅度的转动。

扫视是一种快速的眼球运动，当人们将注视点从场景一部分移动至另一部分时，扫视就会发生。当人们没有追踪一个移动对象或专注于单一点时，眼球是不会从一个注视目标缓慢渐进的移动到另一个注视目标的。整个过程仅需数十毫秒，人们甚至不会注意到这种名为扫视的运动。

在这一过程中，扫视抑制便会发生，简单来说，人们会出现短时间的“失明”，直到眼睛达到新的聚焦点。

借助头显的眼动追踪技术，研究人员能够检测并利用这种“临时失明”，来隐藏用户场景的轻微旋转。当用户向前行走并环视场景时，每次扫视都能旋转几度。这样一来，用户为了响应新的视觉线索将条件反射式的改变行走方向，在不知不觉中选择不同的实际物理路径。

汉堡大学利用“眨眼”特性，加大身体旋转角度

除了扫视以外，汉堡大学认为，还可以利用“眨眼”。人眼每分钟会眨眼10次至20次左右，大约每4秒至19秒就发生一次。研究人员表明，在眨眼期间，人们不会注意到2度至5度的camera旋转，和4厘米至9厘米的用户视图平移。

通过一系列的实验，研究小组发现，依赖于无意识的自然眨眼，人们将无法感知到视觉被操纵。同时，眨眼过程中的重定向也可以有意识的进行。人们可以毫不费力的有意识的多次眨眼，以此来触发旋转。

相关人员表示：“由于当前仍然需要大量的空间来实现无限制的VR行走，重定向行走一直都是一项巨大的挑战。而我们的研究将有助于减少所需的空间，因为我们发现，在眨眼期间可以支持无法注意到的5度旋转。这意味着我们可以将重定向行走的性能提高约50％。”

无论是谷歌搭载履带的鞋子，还是上述两种利用盲视的技术，都通过了一定的转向算法、优化的路径预测等手段。即使原理不同，但核心目的都是一样，进一步加强人们的沉浸式体验。展望未来，或许是上述的三种技术之一，或许将有更佳的解决方案，可以帮助人们真正行走在无限的VR空间之中。

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