育碧Olivier Palmieri：在VR中全速飞行，Eagle Flight背后的研发

作者 unity

在近日举行的Unite Beijing 2018开发者大会期间，来自育碧蒙特利尔工作室的游戏开发总监Olivier Palmieri分享了关于VR游戏《Eagle Flight》制作的历程和经验，以下是演讲实录：


大家好！我的演讲会和大家一起分享一下我们做的一个游戏，Eagle Flight，让大家一起来探讨一下我们如何利用VR过程中让这些玩家变得更加舒适。我的名字是Olivier Palmieri，来自Ubisoft Montreal蒙特利尔的游戏总监，在Ubisoft Montreal有很多游戏，包括这里列出的游戏，这是我们第一个VR的游戏，给大家放一个视频，简单介绍一下我们开发的这些游戏以及它具体的内容。


这个游戏简单介绍就是在这个视频上，Eagle Flight它是由我们的技术创造部门所进行创造，我们希望能够提升VR玩游戏的舒适度，尤其是随着VR运动它的舒适度很重要。大家希望像小鸟一样去飞行。事实上索尼等等很多厂家大家都在共同应对VR游戏玩家的舒适度问题，我们希望大家能够实现自己小时候的梦想，我小时候的梦想之一就是像小鸟一样去飞行，我利用VR来实现自己的梦想。

实际上我们也是通过Eagle Flight来获得一个重要的奖项，而且我们知道大家都希望在玩游戏的时候能够凭着自己的直觉去玩游戏，而且能够进入这些树木丛林的时候，能够以一种非常精确的方式得到这种体验。看一下我们的游戏，它是基于蒙特利尔的办公室创造的，很快就会在加拿大进行发布。而且我们也是看到这里有Box的椅子和工具，因为玩VR的时候我们需要这样的游戏椅子。我们可以看到未来会有更多的VR装置和设备。


首先和大家分享一下我们公司在VR方面进行的科研，以及如何让这些科研能够商业化。首先我们从2014年9月份开始，我们开始是一个比较小的团队，然后有不同的开发者进行合作，从印度到蒙特利尔来研究这些VR的技术，我们利用Unity这样一个平台获得很多资源，很多人都是利用VR展开竞争，利用Unity可以获得很多乐趣，因为我们希望能够利用Unity开始我们的研发。为了创造出这样的游戏，我们要遵从一些基本的原则，叫做形式的遵从功能。研究VR的时候首先考虑它的功能性，然后利用它的功能来优化VR。

所以说利用当前的游戏当前的这些品牌，我们更好的研究VR，我们如何更好的利用VR，在VR运动过程中如何实现很好的舒适度，今天我想带着大家一起试一下在玩游戏的时候中我们希望能够增强你们的游戏体验。我们非常关注如何让这个游戏通过VR用非常精准的一些控制的方法来提高它的舒适度。

那么首先我们从内耳来看，我们的耳朵内部有这样一个结构，那么你可以看到XY和Z它跟大脑的结构，它是非常精准的平衡器，非常的精准，在三个轴方向上面调节大脑和耳朵之间的平衡。比如说你转移自己的头部，向左或者向右转，或者你头低下来或者头抬起来。我们再研究一下眼睛在VR的设备中，我们需要有一个视觉效果。讲到视觉效果的时候，我们看一下人的眼睛是如何观察一个物体的，比如头不动你就动你的眼球。你可以看到你的眼睛是从一个方向转向另外一个方向，你可以看到它是分割开的动作。你的头部不动，但是眼睛是动的。

那么相同的效果，比如头不动，但是头动但是眼睛视线不动，身体动但是眼睛不动。或者是眼睛动，头不动，就是这种方式。这是我们的编程人员，大部分做的研究工作和我一起，我们做了很多的研究。同时我们研究一下眼睛和耳朵的关系，这个视频非常有意思，就是这样一个动员反射，这样就是你大脑中的动态，有一些是跟眼睛有关的，眼睛你要专注，看一个物体然后头部就要动，接下来医生要去转动女性的头，然后女士用眼睛盯住一个物体。

好，非常奇怪对不对。很短，因为一开始不知道这个动作是朝哪儿，所以当她动脑袋的时候，她的耳朵也需要进行调节，要确保她的眼睛方向控制是正确的。我们也会研究NASA，可能大家很多人知道很多的飞行员他进入到太空的时候都会呕吐，60%的飞行员都会第一次飞行的时候呕吐，这种事情在太空发生，你不能把呕吐物去清除掉，你觉得这真的是特别残忍特别恶心的事情，但是在太空飞行中就会这样。后来也做了一个研究，做了一个NASA的研究，到底如何应对这种情况，不让他这样的处理。比如一个眼睛看得见，一个眼睛黑屏，这只是一个实验，但是我们试了一下对于我们来讲没有太多游戏上的辅助。那么还做一些其他的研究，比如说用一种药，而不会引发这样的恶心的状况。

后来我们研究眼镜，一般来说当大家第一次戴眼镜的时候，他们会觉得可能会稍微恶心一下，觉得有点头晕，这个原则也是一样的。因为你戴眼镜看到的视觉，跟不戴眼镜的时候不一样，所以你的大脑需要时间适应一下。

最后我们研究人类对于动作的感知，某一种动作是如何加速减速停止，大脑的反应。接下来我们做了第一个原型，我们没想到哪个游戏我们仅仅做一个研究，就是确保VR的佩戴是非常舒适的。我们非常的关注于游戏中的开发，在开发游戏的时候我们考虑这三点，我们要确保这个游戏玩起来是非常舒适的，你不会觉得恶心。当然了也要确保这个游戏是非常好玩，而且是容易玩的。

那么我尽可能的让大家用非常简单的方式来玩VR，更多人戴VR设备打游戏，我相信VR更容易占领市场。当然我们也会也确保我们有非常精准非常好的精准的控制，我们会做很多的控制，你可以看一下这是Eagle Flight的第一个原型，这是我们内部的资产，从里面提取的也是做第一个原型的测试。

刚才讲到让大家有一种投入感，每个人都试用了VR，同时也会跟我们讲是否玩起来非常简单，不会太复杂。比如说让一些从来不打游戏的人，让他们也试一下这个游戏，他们非常喜欢这样的游戏体验。那么右手边就是我们加拿大的总理，也是来到了我们的展台，也试了一下VR，我们让他戴了一下VR的设备，他也非常喜欢打这个游戏，我们跟很多人做了这样的尝试。

那么Eagle Flight，在打游戏的时候很多都是跟大脑的反应有关，看你前面视觉的方向和你的动态。所以这种控制是非常的重要，都是由大脑控制的。你用手臂，你在觉得恶心或者头晕的时候，某一段时间你的大脑会通过手或者动作有一些影响，所以我们希望减少不舒适的感觉。同时它又是直观性的这样的一种模型设备，在游戏里面可以非常方便的使用。当你出现一些问题的时候，那么VR是在游戏里面，你是可以有非常好的进入体验，用你的大脑做这样的控制是非常有效率的事情。


现在我们所使用的精准度和互动程度，其实大脑的反应也是最好的，那么其中的一个关卡，可以看到精准度有多高，一开始觉得难度很高，但是非常简单，过几分钟之后你也能玩，还是由于头部控制。

那么VR的副作用或者VR不舒适的原因。第一个是就是视觉，没有办法跟大脑的系统相协调，你看到和感知的和大脑里感知的内容不协调。因为你看到的跟大脑认为你应该在的情况不一样，所以会觉得头晕或者恶心。在太空或者VR使用的行业里面已经出现了这样的情况。那么为什么有这样的情况？还是因为我们人类在早期，我们去打猎，然后大脑就会辨别，通过你的眼睛所收集的食物的这些信息，然后跟大脑的信息进行平衡，如果大脑觉得这是一个有毒的，但是看上去是很好的东西，其实会引发呕吐的行为，但是大脑认为这是有毒的，会引发呕吐为。

如果你感觉到移动动作，但是你没有看到这种动作，比如说船上面，但是你在房屋内，虽然船在动，但是你在这内看书，大脑觉得你应该是静止不动，但是身体在动，因为在车里面，这个时候有一个现象产生，因为大脑的协调不一样。还有在太空中，你的内耳没有声音，也没有方向或者声音的变化，耳朵或者大脑无法告诉你，你看到的实际是在大气中的一种移动，这也是为什么很多飞行员都会第一次飞行头晕或者呕吐的状态。

还有桢速比较低的静止，这跟第一个原因非常类似，低桢速，如果你头部稍微动一下，你的视觉停下来，这种桢率是非常低，你眼睛看到认为没动，但是身体感知应该动作很快，这也是一种不协调，你的身体觉得这是有毒的行为，所以就会引发恶心。如果你看到很多快速的前进的图像，对于大脑来说不喜欢这种动作，尤其是坐一个凳子上但是感知快速前进的图像，你的大脑是不喜欢的。人的眼睛和动物界的眼睛，我们把它叫做周围实景，非常的敏感，对于周围情况的感知。

内耳仍然也有它的加速器，比如说从0到动作，或者动作到静止，从0到快速的动作，或者从快速的动作变成停止，也会引发一些恶心。在这儿关于头晕，有些人头晕程度不一样，还是取决于你的敏感程度，女性更敏感一些，为了保护她的孩子所以她的恶心和敏感度更高。所以说我们发现在这个过程中大脑可能没有预测到我们身体经过这样一堵墙，所以这种情况也会带来不舒服的感觉，也有呕吐感。

跟大家分享一下我找到的解决方案，这是基于之前的研究。首先我们根据自己的内耳进行研究，利用自己的头部部进行玩游戏在你看周围事物的时候应该保证你的视觉和你的听觉是相匹配的，保证看到的方向和听的声音而保持连贯，而不是两个不同的方向。如果有机器朝着你走过来，你应该从头部从耳朵都可以看到可以听到。如果向下看的时候，我们知道有2D的表面，可能这样的话不是很好，因为往下看的时候，机器也要往下移动。所以说在一个游戏里面我们一直是往前飞行，我们希望能够保证在你向上看的时候，你是往上移动的，向看的时候是往下移动，保证你能够匹配。

我们看一下这里的后空翻，我们保证能够利用VR做出这种比较舒适的空翻，如果从上往下玩这样的游戏，保证游戏过程中和生活中产生的体验是一样的。另外一直往前移动，也就是说移动过程中我们有一种不断向前移动的向量，而且你可以用头部改变移动的方向。你要保证移动过程中不会有任何的延误，也不会有任何的不舒适感，要一直朝着这个方向去移动。总而言之玩VR游戏过程中，我们希望有VR运动的舒适感。

比如太空船移动的时候，可能它的速度很快，我们选择一个老鹰就是为了能够体验这种飞行的感觉，这和在太空船上的飞行是完全不一样的，我们尽可能玩的过程中降低这种不舒适的感觉。这是我之前说的内耳里面可以检测移动和运动，从0到一定的速度加速过程中我们的耳朵可以感觉到的，另外持续性的移动是最佳的。可能有时候会有一些加速，有一些减速。我们建议在玩VR游戏过程中，要有很多人检测你的游戏，来保证你的游戏让VR游戏的玩家感到舒适，因为每个人对于不舒适感觉的承受度和敏感性是不一样的。


我们有哪些地方不可以实现？我们希望未来能够实现一种瞬间的加速，凭着直觉就进行加速，我们也不希望我们的玩家感到恶心。另外关于加速，我们可以看到玩游戏过程中，如果我们翻车的时候我们要保证你的速度可以实现一种平衡和调整。你的方向和你的速度如何去调整？所以说我们希望从玩游戏的过程中，让大家有比较好的舒适度的体验。

大家可以看到有很多的物体朝你走过来，还有不同的路线可以选择。看这些墙壁，你得到的是加速，我们必须要自己控制速度。另外我们做的就是重新思考碰撞系统，可能很多人问我撞到墙的时候，玩游戏过程中应该直接停止了对吧，如果你撞到墙，世界效果会直接改变，你的头部位置也会改变，你的视觉都会发生改变。另外我们尽可能的降低这种不舒适的感觉，呕吐的感觉。

假如说撞墙之后变得黑暗了，我们可以来停止，撞到一个物体之后视觉系统会说我检测到停止了，这时候耳朵也会有一定的反应。我们在增加这些不同体验，从耳朵可以感知它的运动是停止的。关于碰撞系统，从一定的速度降低的时候，就会有一个瞬间变黑的阶段。就是完全出现一种黑屏，这是之前说的颗粒的效果。我们就会检测到你的飞行是撞到某个物体，大脑也会瞬间检测到你碰撞的动作，这就是慢速移动的一个过程，我们保持一段时间的黑屏，然后最终逐渐的呈现出来。

在玩游戏过程中我们看不到自己的鼻子，我们是完全的沉浸在其中，但是不会看到我们自己的鼻子，所以说我们大脑是通常可以看到我们的鼻子，大家有时候可以看一下，我们生活中就会看到自己的鼻子，现在也可以看到我自己的鼻子，沿着这个方向去思考，现在看到自己的鼻子可能有点奇怪。大脑会把图像中鼻子这个位置自动忽略，因为你的鼻子会一直存在，所以没有必要教育你的鼻子。你的视觉，尽管说看到了鼻子，大脑看到了这样的鼻子，它会自动把它从画面中进行屏蔽。如果看不到鼻子，大脑不知道发生什么事情，这就会导致恶心的感觉呕吐的感觉。我们做的就是在这里把鼻子放在其中，在Eagle Flight这样的游戏中因为是作为老鹰，它有所谓的鼻子，可以看一下这个图中的标注区域，它一直就在这里，这是很正常的。但是可以创造出一个参考的点，从地面上就可以找到这样的参考点。我们可以感受到自己鼻子的存在，大脑会自动的移动，大脑会检测哪些地方是移动，哪些地方是静止的。

现在我们知道大脑有一定的处理能力，就像CPU一样，你可以做很多事情，但是也是有一定的限制。大脑的处理能力也有一定的限度，我们的视觉体系以及我们的听觉体系都有一定的限度，而且都是和大脑连接起来。所以有多个玩家的时候，如果六个玩家，有两个团队我们可以捕捉这些动作，捕捉这些飞行。这样的话你就要去思考我的团队，队友在哪儿？敌人在哪儿？策略是什么？我应该射击某个人还是应该怎么做？大脑是非常忙的。在多个玩家的游戏里面，这种情况更加复杂。我们希望VR具有更加的社交性，大家可以变得更加舒适，可以更好的互动。


我们感知世界的时候我们可以看一下，我们在纹理方面进行了处理，这样的话给大家分享一个案例，我们想看一下，这是一个巴黎的景象一个鸟瞰图，我们希望这样的游戏玩起来是比较舒适的，所以我们也希望这样的游戏变得更加的真实，这是我们做的测试，来测试它的纹理和这些细节。如果你靠近某些物体太近的时候，大脑就会检测到这种移动。所以说我们在纹理那边把很多东西都去除了，而且在此过程中能够保证游戏它变得更加有乐趣。最后可以看一下水面的纹理，也有一定的细节性，看起来非常的舒适。

所以说我们利用视觉玩了很多游戏，但是玩游戏过程中声音也要加入其中，因为希望这样的音效能够增加游戏的体验，而且我们进行了很多研究来提升VR的舒适度，通过声音的添加。移动有时候会产生一些运动中的不舒适感，我们希望能够找到一些不同类型的歌曲来进行播放，让大脑相信我们处在一个真实的世界里。

这里听的声音可能不是很逼真，但是VR的装备里面听的非常清晰和逼真。看一下我们的外围视觉，我们知道我们在前往看和往边上看，所有的视觉效果是不一样。看一下动物王国里面他们有不同类型的外围视觉，比如说老虎的话，他们可以检测到很远地方的物体的移动，哪怕是很微妙的这些移动都可以检测到。但是他们的视觉范围没有那么广，比人类视觉范围的广度小一点。你可以看到它的瞳孔非常大，而且很长，这代表它可以感知周围环境范围是比较多的，比人多一点，基本是360度，所以你可以看到可以让它360度的周围视觉，它能够避免被其他的动物所捕食，对他们来讲这是非常重要的视觉功能。那么人类在周建，我们有非常广的视线，又有非常精准的感知能力。

这对于人类早期能够生存下来是非常重要的，不一定是捕食或者不捕食，也会受到动物的侵害，所以我们非常关注对于周围环境和眼睛的感知。那么对于VR来讲有一个动态的打包，这里很多VR设备中都已经有，比如说很多VR我们叫做动态的，在游戏会自动的帮助你遮挡。比如你第一次玩游戏，过几分钟中你就会看不到，所以我们就会把周围的东西挡掉，这是非常自然的过程，对于人眼也是这样。FA赛车的选手，他的眼睛非常狭窄，他不会受到周围的影响。当你打游戏的时候，我们已经使用了这种动态眼罩的功能，但是很多人打的时候没有发现原来他的视觉周围的这些细节都已经被遮挡掉了。后来我们把视频给他们看，他们觉得是这样的，他打的时候不会发现周围的环境都是通过眼罩给挡住了。


你可以看到这是一个早期的原型，没有任何的障碍的时候你可以看到VW这个地方就是你的检测的眼睛的功能，包括你在城市里面或者是它能够让你减少你的视线。所做的事情一些其他的功能的实现，还有一件事情我们最近在做，用我们的动态座椅我们要检测它的动作以及它的运动和我们来佩戴VR眼镜的时候这种运动座椅对于我们玩家的舒适程度。那么打游戏的时候，我们也要去改进VR在动态中的舒适程度。

最后有三件事情跟大家沟通一下，第一个把玩家的头部作为一个控制器，你要将所有的时间中头部一些动作和游戏中的方向要匹配在一起，而且最主要考虑VR这种设备的舒适程度。太空当中或者水当中，同时我们还有一些其他的定位。我们接下来不要硬把这样的图像的动态，让你的玩家所接受，你可以把它给玩家来看，比如说这样的空间中，那么这些不同的所有的这些旋转，其实对于玩家来讲感受非常不好，因为大部分人觉得非常的快速，就会头晕和恶心了，要把一些周围的环境把它拿掉，你在VR做的时候找到一种方式去遮挡它，对于玩家来讲通过一些动态的遮盖的眼罩的效果。


Olivier Palmieri简介：

Olivier4岁时就开始在Atari 2600和Apple II上玩电子游戏，从那时起他就知道自己想在游戏行业工作。几年后，1998年，他在法国Montreuil加入了Ubisoft，并担任Rayman和Ghost Recon的游戏和关卡设计。2005年，他加入了Ubisoft 蒙特利尔，并参与了多款畅销游戏制作，如“火影忍者”、“刺客信条2”等。他目前担任Ubisoft 蒙特利尔的游戏总监，VR工作室专家，VR游戏《猎鹰翱翔》的制作人。