模拟湿度、气压影响,VRM打造了一款逼真的VR网球模拟应用

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模拟运动训练或健身一直是VR的重要用途之一,早在任天堂在1995年发布的首款VR设备Virtual Boy的时候就已经出现《马里奥网球》这样的模拟游戏。此外,VR还可以用于足球训练、橄榄球训练、滑雪训练,或是游戏场景,如:《Sports Scramble》、《First Person Tennis》。

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在VR中模拟健身、运动的好处是,你可以不受地理位置约束,任何时间都可以反复练习。不过,由于VR的视场角、追踪延迟、交互灵敏度等因素限制,并不是所有的VR运动模拟应用都能带来逼真的体验感。尤其是在模拟网球或是乒乓球运动时,第一人称能看到的画面有限,难以及时捕捉到余光的球,为此游戏通常仅捕捉你挥拍的时机,而不是根据你挥拍的位置来判断是否击球。如果你努力快速移动头部,体验感可能并不够好。

总之,目前市面上的VR还无法准确模拟网球这种需要快速移动的运动,尤其是VR网球游戏,最多只能看作是游戏,还不能还原或替代真实的运动。

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为了解决这一问题,奥地利开发团队VR Motion Learning(VRM)从2017年开始,就在研发一款逼真的VR网球模拟应用:《Tennis Esports》,其特点是可以在VR中模拟准确的网球运动环境和交互体验,应用场景包括专业培训、电竞、多人娱乐等等。

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硬件方面,该方案由Vive Tracker和网球拍,以及HTC Vive和Lighthouse 2.0基站组成,基站的Outside-in定位比Inside-out定位更稳定,追踪范围更大。此外,VRM与Snauwaert合作打造的VR网球拍外设采用传统球拍的外形、视觉设计、重量、平衡感、惯性,好处是能够给使用者逼真的网球体验。在球拍上,配备了Vive Tracker,将球拍当作手柄来使用。

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另一方面,为了提升VR网球模拟的移动性,可以在Vive头显上搭配无线适配器来取代PC VR连接线。

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总之,在VR中准确模拟网球运动的好处是效果可媲美真实训练,你可以在VR中反复训练和强化动作,同时VR对姿态的追踪可用于分析运动员的动作。为了对比使用者与标准动作的差距,VRM记录了专业网球运动员的动作,并与维也纳科技大学合作开发了一个动作匹配与对比算法,可追踪击打动作规律、不同训练者的动作特点。

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《Tennis Esports》会根据使用者的生物力学数据来计算最佳的运动模式,并且准确记录和分析使用者的身体动作,使用者的身体姿态、腿部运动、手臂位置、挥拍动作参数都是可视的。在VR中训练可优化运动员的动作、位置、挥拍方式、比赛战略等方面,软件系统可为使用者提供即使反馈,包括可提升运动表现的各种变量。

同时,为了提升VR网球的逼真感VRM将重心放在模拟网球的物理运动上,比如:VR网球撞击静态或动态物体时速度、移动轨迹和旋转动作的变化(球拍击中网球时可模拟逼真的撞击交互),同时也能模拟温度、湿度、气压等环境因素对网球移动的影响。

具体来讲,VRM研究了不同动作对网球产生的影响,比如:

  • 1)旋转:不同旋转方式的球反弹的轨迹也不同;
  • 2)运动轨迹:网球运动轨迹受旋转、温度、气压(纬度)等因素影响;
  • 3)球与球拍撞击:网球与球拍接触后,会根据各自的参数,向特定的方向反弹加速并旋转;
  • 4)最佳击球位置识别:网球与球拍接触时,是否处于最佳击球位置将影响球的反弹性质,在VR应用中可以针对这一过程进行可视化,同时击球位置不同也会产生不同的声音效果;
  • 5)球拍力量:球拍对网球产生的托拽、上升力可影响网球移动轨迹;
  • 6)球场地面:网球在草坪、泥土、硬地面等不同的虚拟场景中,弹跳表现也不同。

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在不同规模的虚拟网球场中,来自周围观众、边线裁判的环境音也将逼真呈现。不过,VRM中的物理运动是经过计算来模拟的,不考虑其他不确定因素,因此不同的人在相同条件下击打网球的轨迹可能会相同。

在《Tennis Esports》中你可以单人练习,也支持多人实战模拟。在多人模式中,游戏内容需要确保在每一个客户端实现同步,而VRM的确定性物理算法以及预测模型可保证VR网球在不同客户端的移动轨迹保持一致,实现足够同步的多人体验。未来,可能加入语音聊天、表情包等社交功能,来优化多人体验。

据悉,《Tennis Esports》将于明年第二季度上线,首发仅支持SteamVR,未来可能会兼容其他VR平台。

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这款游戏上线后,将提供免费版、家用版(19.99欧元/月)、专业俱乐部版(199欧元/月)三种服务。其中,免费版包括多种不同的训练模式,以及一些多人游戏模式。免费版也提供基础的玩家数据。此外,免费版本仅支持单人模式,家用版本支持PvP,游戏和培训内容更多、个人信息追踪更全面。而专业版可用来进行更加专业的远程培训。

在VR培训课程中,你可以练习正手、反手、发球、击球等动作的精准性,以及控制网球移动轨迹、旋转方向、速度等等。参考:mixed.de

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