VR行業(yè)潮漲潮落，蠻荒生長(zhǎng)，各大VR廠家都在爭(zhēng)取成為標(biāo)準(zhǔn)制定者。

從2014年 Facebook 收購(gòu) Oculus 開始算來，當(dāng)前這一波VR浪潮已經(jīng)持續(xù)了5年之久。

5年間VR行業(yè)潮漲潮落，經(jīng)歷了盛夏與寒冬，直到2019年 Oculus Quest 的發(fā)布，頭盔銷量、內(nèi)容銷量、用戶口碑的爆炸式提升，才算是引領(lǐng)蠻荒時(shí)期的VR行業(yè)殺出一條血路。

從3DOF的 DK1、Cardboard 到6DOF的 Oculus Rift ，國(guó)內(nèi)外從業(yè)者就空間定位、計(jì)算平臺(tái)、交互方式等方向展開了激烈的探索與紛爭(zhēng)。

各大廠家都希望在乾坤未定之時(shí)，在某一個(gè)領(lǐng)域彎道超車，成為下一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)制定者。

一、了解3DOF

首先，我們來聊聊3DOF是什么？

所謂3DOF，就是指物體具備在X、Y、Z 三軸上旋轉(zhuǎn)的能力。常規(guī)方法是使用陀螺儀來捕捉用戶頭部旋轉(zhuǎn)，并呈現(xiàn)全景畫面中相對(duì)應(yīng)的部分，從而使用戶在視覺上擁有被場(chǎng)景包裹的感受，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)的視覺沉浸。

“YAW”是指繞Y軸旋轉(zhuǎn)；“PITCH”是指繞X軸旋轉(zhuǎn)；“ROLL”是指繞Z軸旋轉(zhuǎn)

在3DOF的VR體驗(yàn)中，一切觀察的基點(diǎn)都來源于頭部的視角，用戶就像一個(gè)被裝在電線桿上可以任意旋轉(zhuǎn)的攝像頭。無論你是頂天立地的壯漢還是嬌小玲瓏的妹子，你的視角都會(huì)被強(qiáng)行拉回在預(yù)設(shè)的高度——3DOF中，眾生平等。

3DOF頭盔無法自動(dòng)捕捉用戶視野高度，極少數(shù)應(yīng)用可以通過手動(dòng)輸入數(shù)值的方式來標(biāo)定一個(gè)高度

因此，3DOF頭盔的弊端也隨之暴露出來：

• 無法通過頭部位移的微動(dòng)作來調(diào)整視距（全身位移可以通過移動(dòng)觀察點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)），看得見摸不著；
• 無法自動(dòng)捕捉用戶身高來匹配視野高度，影響沉浸感。

二、3DOF – 頭部交互

3DOF的頭部交互主要是通過射線投射（Ray casting）的方式來進(jìn)行操作。其原理是，從標(biāo)定的視野中心向正前方射出一束射線，射線與空間中的界面產(chǎn)生交集。

常規(guī)的交互設(shè)計(jì)中會(huì)將雙目視線中央的一條線作為視中心，這樣一來視中心的射線就會(huì)和界面產(chǎn)生交點(diǎn)，從而引導(dǎo)用戶的視線落焦在相應(yīng)的信息上，也就是常說的 Cursor（光標(biāo)）。

雙眼自帶紅點(diǎn)瞄準(zhǔn)器，指哪打哪（僅頭部瞄準(zhǔn)時(shí)射線多數(shù)會(huì)被隱藏，只顯示落點(diǎn)，圖中射線僅用于展示）

常見的頭部行為有以下幾種：

• 環(huán)境感知：通過3自由度旋轉(zhuǎn)來觀察周邊環(huán)境，標(biāo)定自己的位置，感知空間；
• 獲取信息：瀏覽環(huán)境中的信息載體和功能區(qū)域；
• 功能操作：借助Cursor+Loading完成選擇、確認(rèn)等具體操作。

無手柄時(shí)，常用Cursor選擇+倒計(jì)時(shí)Loading的方式執(zhí)行確認(rèn)操作

三、3DOF – 手部交互

說完頭，我們?cè)倭牧氖帧?/p>

3DOF的代表產(chǎn)品是光學(xué)外殼+手機(jī)組合的 Google Cardboard 和 Samsung Gear VR，以及集成的VR一體機(jī) Oculus GO（國(guó)內(nèi)小米貼牌） 和國(guó)內(nèi)大朋、PICO、愛奇藝等一眾一體機(jī)產(chǎn)品。

3DOF頭盔產(chǎn)品

這一類VR頭盔主要是通過配備單手3DOF的藍(lán)牙手柄來進(jìn)行交互操作。

雖然藍(lán)牙手柄外觀形態(tài)多樣，但是其主要功能大致相同。一般都會(huì)配備一個(gè)拇指操控具有滑動(dòng)、按壓功能的區(qū)域，一個(gè)食指操控的按鍵區(qū)域。

在握持狀態(tài)下，這兩個(gè)手指操控區(qū)的靈活性、獨(dú)立性、準(zhǔn)確性相對(duì)更強(qiáng)。而Oculus在未來又增加了一個(gè)中指操控區(qū)域，更將這種交互方式運(yùn)用到了極致。

3DOF VR一體機(jī)標(biāo)配藍(lán)牙手柄功能

單手3DOF手柄的基礎(chǔ)交互方式與頭控相似，手柄只有三軸旋轉(zhuǎn)功能，沒有移動(dòng)功能，并且都采用了Cursor指向的方法，來選擇目標(biāo)完成操作。

只是手柄交互中，由于手部轉(zhuǎn)動(dòng)與頭部轉(zhuǎn)動(dòng)并不同步，因此往往會(huì)把指針射線顯示出來，更加便于捕捉手柄指向的移動(dòng)軌跡。

常見的手部行為有以下幾種：

• 指向性操作：通過射線指針執(zhí)行選擇，配合圓盤或扳機(jī)鍵執(zhí)行確認(rèn)、瞄準(zhǔn)、位移等精確操作；
• 拖拽滑動(dòng)操作：通過射線指針選中一片區(qū)域，通過長(zhǎng)按圓盤或扳機(jī)，進(jìn)行拖拽操作，甚至可以實(shí)現(xiàn)比如釣魚甩桿的動(dòng)作；
• 功能性鍵值設(shè)置：游戲中的射擊、跳躍、左右移動(dòng)等常規(guī)游戲操作指令，以及返回、回到主界面等快捷操作指令。

手柄指針與空間內(nèi)界面的響應(yīng)

互動(dòng)式內(nèi)容中常常采用拋物線式的虛擬射線+落點(diǎn)標(biāo)記來完成 “瞬移”操作；在虛擬空間中采用這種位移方式，可以降低暈動(dòng)癥的發(fā)聲，但是也會(huì)降低沉浸感

以虛擬手部為圓心，通過3軸旋轉(zhuǎn)模擬槍支射擊；由于無法移動(dòng)槍支模型的位置實(shí)現(xiàn)三點(diǎn)一線的仿真射擊姿勢(shì)，因此必須借助射線瞄準(zhǔn)

模擬釣魚的甩桿動(dòng)作、模擬手勢(shì)拖拽動(dòng)作等交互方式

四、3DOF 交互中的障礙

在3DOF的VR設(shè)備中，基礎(chǔ)的視覺感知、功能完成都可以被解決，但是在VR最重要的指標(biāo)——沉浸感上面，還有很多障礙需要突破。

• 位移：VR中的移動(dòng)大致分三種，方向鍵平移、躍進(jìn)式瞬移、真實(shí)移動(dòng)，而這三種之中，又各有優(yōu)劣（后續(xù)文章會(huì)單獨(dú)討論VR中的位移）。但就沉浸感這一點(diǎn)上而言，真實(shí)移動(dòng)無疑是最佳方式。
• 微動(dòng)作：在真實(shí)情景中，每個(gè)人都有非常多的微動(dòng)作，用來進(jìn)一步認(rèn)知當(dāng)前環(huán)境。比如：抓起一顆小石子，把手湊近眼睛，同時(shí)頭部微微前傾，觀察這顆石子。而3DOF無法移動(dòng)的缺陷，就注定用戶很難通過自然的方式進(jìn)一步探索虛擬世界。
• 自由度：在3DOF設(shè)備中，主要操作行為依然是單點(diǎn)的瞄準(zhǔn)、點(diǎn)擊、拖拽，在體驗(yàn)上更像是傳統(tǒng)鍵鼠手柄的增強(qiáng)版，而這種方式，必然限制了內(nèi)容制作者的創(chuàng)作空間，無法體現(xiàn)出VR更加豐富的交互形態(tài)。

由于這一階段的內(nèi)容方、平臺(tái)方受制于硬件技術(shù)方案，難以提供令用戶滿意的互動(dòng)性內(nèi)容。

因此這一時(shí)期的平臺(tái)方，大多以提供全景視頻，模擬巨幕影院，3D視頻等被動(dòng)型內(nèi)容為主。

同時(shí)，由于3DOF設(shè)備普遍成本較低，技術(shù)方案相對(duì)簡(jiǎn)單，在普及VR認(rèn)知方面起到了不可忽視的作用。當(dāng)然，由于很多劣質(zhì)的手機(jī)VR方案，也帶給用戶很多負(fù)面反饋，從而對(duì)VR產(chǎn)生抵觸心理。

眾多VR產(chǎn)品在3DOF這條支線上走的極其迅速，卻始終看不到未來。而3DOF玩家們?cè)谶@個(gè)新世界里面束手束腳的探索一番后，只能懷抱著莫大的遺憾和失落，將其束之高閣。

但是他們對(duì)虛擬世界的憧憬，始終都在。

關(guān)于3DOF交互的內(nèi)容就先寫到這里吧，VR中其他技術(shù)點(diǎn)的分享會(huì)在后續(xù)文章里一一闡述。

第一次寫這種類型的文章，有疏漏錯(cuò)誤之處歡迎大家批評(píng)指正，同時(shí)也希望能和大家一起互相交流，共同探索這個(gè)全新的領(lǐng)域。

公眾號(hào)：XRUX

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