[发明专利]一种虚拟现实环境下降低眩晕感的方法

说明书

本发明公开了一种虚拟现实环境下降低眩晕感的方法，包括：通过虚拟场景中的用户视角控制点控制场景渲染相机渲染用户视角下的三维虚拟场景；通过映射相机将用户视角下的三维虚拟场景映射到一个二维平面；根据映射相机渲染的画面的纹理贴图和材质创建映射遮罩；判断用户的移动状态，根据用户的移动状态切换映射遮罩的开关状态。在使用VR头戴式显示器第一人称线性移动时，使用映射遮罩降低不适感，增强其沉浸感。

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术和人机交互技术领域，具体地涉及一种虚拟现实环境下使用映射遮罩降低眩晕感的方法。

背景技术

随着VR头戴式显示器的商业化，虚拟现实技术的娱乐性在过去十年里不断发展。然而，即使VR头戴式显示器使得第一人称游戏具有极佳的沉浸感，但却并不普及。因为在虚拟现实中，第一人称视角下的线性移动会引起强烈的不适感。有研究表明，这种不适感类似于晕车症状，是人类视觉系统和前庭系统所接收的信息有差异而大脑无法协调造成的。其症状包括头晕、冒汗、疲劳等，甚至会引起呕吐，这大大影响了VR第一人称射击游戏的体验感。随着电子竞技的兴起，射击游戏变得更具对抗性，用户的频繁操作会加重这种不适感，使得原有的VR技术在这类游戏中难以推广和发展。因此，为了降低这种不适感，研究者探讨了不同的改良方案。

使用传送的方式代替线性移动是现有的一种方案。目前大多数VR游戏采用了这种方法，通过固定游戏视角，用手柄操作“瞬移”来降低不适感。例如在《RoboRecall》这款游戏中，玩家不能进行线性移动，只能通过摇杆选择传送点或者发射射线的方式进行移动，在提高沉浸感的同时降低了眩晕程度。然而，这种方案让玩家丧失了在第一人称射击游戏中的灵活性。因为无法进行线性移动，玩家接收到的信息并不连续，所以更容易被敌人击中，从而造成更强的挫败感。因此，使用传送的方式代替线性移动并不是一种最优的方案。

与改变移动方式的方案不同，在游戏界面添加凝视点也可以减轻不适感。这种方案需要在玩家面前呈现一个固定的半透明圆形区域(通常由两个半径为5厘米的同心圆和一个面积介于0.1至78平方厘米的半透明圆环组成)，通过吸引玩家注意力来降低眩晕感。有研究表明，在快节奏的第一人称射击游戏中，玩家很难在场景中找到一个可以集中注意力的点，这反而加剧了不适感。因此，在《Mirror’s Edge》这款游戏中，设计者设置了一个小的十字线，玩家可以通过注视它来集中注意力。然而，在第一人称射击游戏中，由于对手可能躲在被凝视点遮挡的区域后面，因此凝视点可能会分散玩家的注意力。此外，凝视区域的面积有限，不足以作为一个注视点来减轻玩家在移动中的不适感。所以，凝视点方案也很难应用于实际的游戏中。

在Flash动画中，“遮罩”主要有2种用途，一个作用是用在整个场景或一个特定区域，使场景外的对象或特定区域外的对象不可见，另一个作用是用来遮罩住某一元件的一部分，从而实现一些特殊的效果。

发明内容

为了解决基于传送方案因不灵活性导致玩家产生挫败感，基于凝视点方案因遮挡玩家视线和不能真正吸引用户注意力导致的不实用性，本发明的目的是提出了一种虚拟现实环境下降低眩晕感的方法。在使用VR头戴式显示器第一人称线性移动时，使用映射遮罩降低不适感，增强其沉浸感。

本发明的技术方案是：

一种虚拟现实环境下降低眩晕感的方法，包括以下步骤：

S01：通过虚拟场景中的用户视角控制点控制场景渲染相机渲染用户视角下的三维虚拟场景；通过映射相机将用户视角下的三维虚拟场景映射到一个二维平面；

S02：根据映射相机渲染的画面的纹理贴图和材质创建映射遮罩；

S03：判断用户的移动状态，根据用户的移动状态切换映射遮罩的开关状态。

优选的技术方案中，通过调整映射相机与场景渲染相机的位置调整映射遮罩的大小。