常馨元

（廣東技術(shù)師范大學(xué)文學(xué)與傳媒學(xué)院網(wǎng)絡(luò)與新媒體系，廣州510000）

0 引言

VR 的出現(xiàn)顛覆了傳統(tǒng)游戲模式，給游戲行業(yè)帶來新的發(fā)展契機(jī)。加之小說和動(dòng)漫作品中對(duì)VR 游戲的描述和媒體的大肆渲染讓玩家對(duì)于VR 游戲的沉浸感體驗(yàn)有了更高的期待。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和動(dòng)作捕捉技術(shù)以及圖形渲染技術(shù)的快速發(fā)展，VR 設(shè)備即將成熟并逐漸普及，其商業(yè)前景巨大，成為資本追逐的對(duì)象。但現(xiàn)在VR 游戲的發(fā)展存在內(nèi)容不足、創(chuàng)意不足以及沉浸感欠佳等問題，游戲的體驗(yàn)感逐漸成為玩家的迫切要求，簡(jiǎn)單的操作和低清的畫面已經(jīng)不能滿足玩家的需求。本文的目的在于研究VR 的交互技術(shù)以及通過藝術(shù)設(shè)計(jì)與技術(shù)結(jié)合的優(yōu)化，降低VR 游戲中的不適，提升虛擬現(xiàn)實(shí)的感受與樂趣。

圖1 游戲邏輯圖

1 VR游戲流程設(shè)計(jì)

本文所述作品目的在于建立在一個(gè)3 維虛擬空間中的拳擊VR 游戲。根據(jù)玩家與虛擬角色的距離和虛擬角色的當(dāng)前狀態(tài)，來判斷虛擬角色的受傷害情況，并且在多種狀況下虛擬角色會(huì)采取不同的反擊動(dòng)作，來模擬真人的反映。整個(gè)游戲分為試打和決賽兩級(jí)模式供玩家選擇。

游戲邏輯圖如圖1 所示。

游戲流程設(shè)計(jì)包括：

（1）開始界面：3D 場(chǎng)景中選擇教程演示、選擇拳擊對(duì)手；

（2）教程設(shè)計(jì)：用動(dòng)畫演示拳法以及格擋技巧，包括直拳、擺拳、勾拳，以及躲閃；

（3）選擇對(duì)手界面：在3D 場(chǎng)景中觀察三個(gè)鎖在籠子里的待選角色并進(jìn)行選擇。

初始玩家手里有一把鑰匙，在VR 虛擬世界中按下手柄扳手顯示鑰匙，選擇并解鎖第一個(gè)角色。每次決賽模式除了每一局的評(píng)定分?jǐn)?shù)之外都會(huì)獲得金幣，用于解鎖新角色。

2 角色設(shè)計(jì)與場(chǎng)景設(shè)計(jì)

曾經(jīng)有一位名人說過人之所以成為人是因?yàn)槠浯嬖谟谀X海里的回憶，而我們的角色就是要擬人化，讓玩家感受到它是真實(shí)存在的角色，他們有自己的故事，有自己的回憶，所以形成了現(xiàn)在不同的性格，直觀體現(xiàn)在他們?cè)诖x和參與拳擊競(jìng)賽的過程中的不同表現(xiàn)。

基于Unity3D 游戲引擎中的預(yù)設(shè)體的概念，此VR游戲的場(chǎng)景將由多個(gè)不同單體的重復(fù)排列組合來實(shí)現(xiàn)，這種設(shè)計(jì)主要出于對(duì)于游戲資源重復(fù)利用，提高程序的運(yùn)行效率和節(jié)省內(nèi)存空間的目的。這個(gè)原理類似于以前大家所熟知的游戲“泡泡堂”，它所有場(chǎng)景就是由一個(gè)個(gè)帶有不同貼圖的方塊重復(fù)排列組合形成的。在此VR 拳擊游戲中的每一個(gè)單體將被設(shè)置為一個(gè)預(yù)設(shè)體，使它成為一種可以重復(fù)使用的資源，可以創(chuàng)建大量的實(shí)例來達(dá)到資源重用的目的。我們也可以對(duì)單個(gè)實(shí)例物體進(jìn)行修改而不影響此實(shí)例所繼承的預(yù)設(shè)體和其他實(shí)例物體，這被稱為預(yù)設(shè)體的重載，利用這一點(diǎn)可以讓游戲環(huán)境產(chǎn)生更加豐富的變化。

3 拳擊VR游戲的實(shí)現(xiàn)與評(píng)估

3.1 拳擊VR游戲系統(tǒng)的技術(shù)框架設(shè)計(jì)

拳擊VR 游戲系統(tǒng)是一個(gè)使用VR 技術(shù)并可以在多平臺(tái)應(yīng)用的虛擬世界拳擊游戲。構(gòu)架此系統(tǒng)主要使用了3Dmax 進(jìn)行建模、Unity3D 組織游戲資源、C#程序語言實(shí)現(xiàn)游戲邏輯。

（1）技術(shù)介紹和設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在此VR 游戲設(shè)計(jì)過程中，有以下要點(diǎn)：

空間規(guī)格的設(shè)計(jì)：虛擬空間規(guī)格的設(shè)計(jì)對(duì)于體驗(yàn)者來說非常重要。本游戲的格局為一個(gè)拳擊臺(tái)，但是空間規(guī)格較大，周圍遠(yuǎn)處環(huán)境為拳擊館看臺(tái)群眾。

互動(dòng)模式：體驗(yàn)者在游戲中如何與游戲中的角色進(jìn)行互動(dòng)直接影響用戶視覺和體感。游戲中使用VR游戲手柄充當(dāng)拳擊手套與游戲角色進(jìn)行互動(dòng)。

運(yùn)動(dòng)模式：允許體驗(yàn)者在劃定的區(qū)間內(nèi)自由活動(dòng)。這個(gè)需要去考慮體驗(yàn)者的運(yùn)動(dòng)軌跡、瞬間移動(dòng)等動(dòng)作。其中有一句話很關(guān)鍵：“運(yùn)動(dòng)方式可以不真實(shí)，但不可不連貫?！?/p>

音效：音效對(duì)VR 游戲沉浸感的提升有重要作用。例如被攻擊后，體驗(yàn)者的呼吸加重、心跳加速或者模擬周圍觀眾的歡呼，等等。

健康與安全：這個(gè)是最基本的游戲原則。VR 頭戴式設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間的佩戴，會(huì)對(duì)體驗(yàn)者的脖頸帶來很重的壓力，而且容易出現(xiàn)眼睛疲勞、頭暈等癥狀。在游戲開始前提醒體驗(yàn)者稍微擴(kuò)大游戲空間，同時(shí)劃定游戲范圍，游戲設(shè)計(jì)為回合制，限制每一回合時(shí)間，為體驗(yàn)者的健康與安全考慮。

（2）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與游戲設(shè)定

圖2

此游戲主要是體現(xiàn)圖形及用戶體驗(yàn)交互，系統(tǒng)采用了定位技術(shù)、約束、拖拽、菜單、定值等。游戲程序與用戶之間的數(shù)據(jù)傳輸主要通過VR 可穿戴設(shè)備進(jìn)行，并通過程序算法進(jìn)行計(jì)算，最終實(shí)現(xiàn)游戲邏輯，關(guān)鍵點(diǎn)如下：

（1）界面一致性：在體驗(yàn)者開始掌握了使用方法后，相對(duì)應(yīng)的操作可應(yīng)用到其他相似游戲場(chǎng)景中，避免了體驗(yàn)者的重新學(xué)習(xí)，也可降低體驗(yàn)者的記憶負(fù)擔(dān)；

（2）簡(jiǎn)單而高效：這是所有用戶體驗(yàn)設(shè)計(jì)的黃金法則，設(shè)計(jì)的游戲應(yīng)該是操作簡(jiǎn)單、效果逼真；

（3）示能可見性：在游戲中界面的設(shè)計(jì)不應(yīng)與現(xiàn)實(shí)社會(huì)有太大的反差感，從而降低體驗(yàn)者需要重新適應(yīng)的時(shí)間，并用對(duì)應(yīng)的物理狀態(tài)暗示使用功能，讓體驗(yàn)者感覺到可進(jìn)行的操作；

（4）反饋：提醒游戲中存在的線索，同時(shí)針對(duì)體驗(yàn)者的一些動(dòng)作做出對(duì)應(yīng)的響應(yīng)。

此游戲系統(tǒng)將游戲角色設(shè)定為以下狀態(tài)中的一種：攻擊狀態(tài)、閃避狀態(tài)、被擊中狀態(tài)、移動(dòng)狀態(tài)、被擊倒?fàn)顟B(tài)。不同狀態(tài)有不同視覺和音效效果，比如角色處于被擊中狀態(tài)，會(huì)發(fā)出痛苦聲音或者流血，同時(shí)根據(jù)算法規(guī)則計(jì)算角色血量，當(dāng)角色血量低于某一數(shù)值時(shí)，角色會(huì)切換到被擊倒?fàn)顟B(tài)從而倒地，玩家勝利。

在此游戲系統(tǒng)中涉及到計(jì)算攻擊傷害值的問題，擊打部位不同，傷害值也不一樣，對(duì)應(yīng)算法計(jì)算中會(huì)扣除傷害值相對(duì)應(yīng)的血量值。拳頭位置并向?qū)κ治恢眠M(jìn)行移動(dòng)的一方為攻擊方，拳頭沒有向?qū)κ殖鰮舻囊环椒Q之為防守方。

在擊打過程中，計(jì)算攻擊方的拳頭位置與防守方的身體部位位置來確定是否被擊中，如攻擊方的拳頭與防守方的頭部距離小于等于0，則表示擊中頭部，傷害會(huì)高于擊中胸部與腰部等位置；當(dāng)攻擊方拳頭與防守方的拳頭距離小于等于0 時(shí)，則表示該回合攻擊被防守方防御，傷害值降到最低。在游戲過程中，一個(gè)回合內(nèi)，如果攻擊方連續(xù)性的對(duì)防守方進(jìn)行攻擊，即在一段時(shí)間內(nèi)攻擊方不更換角色，則表示此次攻擊為連續(xù)攻擊，持續(xù)攻擊時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)防守方造成的傷害值越大。按住VR 游戲手柄中的扳手，則下一次的攻擊為暴擊，傷害值在原有基礎(chǔ)上增加，暴擊有冷卻時(shí)間。

為了將體驗(yàn)者帶入虛擬世界使其沉浸其中，系統(tǒng)也做了以下的效果：

（1）體驗(yàn)者在握住游戲手柄時(shí)，3D 場(chǎng)景中手柄顯示為拳擊手套；

（2）在擊打過程中，使用光效和聲效模擬真實(shí)打擊效果；

（3）體驗(yàn)者超過一定時(shí)間不進(jìn)行攻擊，虛擬角色血量則會(huì)逐步增加，模擬拳擊比賽中對(duì)手的體力恢復(fù)現(xiàn)象；

（4）當(dāng)出現(xiàn)暴擊效果時(shí)，模擬觀眾歡呼聲。暴擊頭部效果，畫面晃動(dòng)模糊；

（5）當(dāng)體驗(yàn)者被擊中時(shí)，手柄震動(dòng)，提醒體驗(yàn)者采取防守措施或者閃避移動(dòng)等操作；

（6）玩家血量值過低時(shí)，出現(xiàn)急促的心跳聲和強(qiáng)烈的喘息聲的音效；

（7）當(dāng)體驗(yàn)者被游戲模擬角色所擊倒，則屏幕短暫變?yōu)楹谏?，游戲結(jié)束。

3.2 拳擊類VR游戲展覽效果評(píng)價(jià)

此VR 拳擊類游戲作為廣州美術(shù)學(xué)院畢業(yè)作品中第一個(gè)VR 游戲作品，獲得優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，并在廣州美術(shù)學(xué)院昌崗校區(qū)美術(shù)館展出，可以現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)游戲，具有極強(qiáng)互動(dòng)性，受到不同階段年齡層的參觀者歡迎，可以說展覽效果非常成功。

4 結(jié)語

VR 設(shè)備可為玩家營(yíng)造“沉浸感”，也就是身臨其境的代入感。沉浸感的營(yíng)造可以通過音效、實(shí)時(shí)光影、逼真的材質(zhì)等諸多方式來進(jìn)行，但由于資金成本和時(shí)間成本相對(duì)有限的情況之下，根據(jù)二八原則，為了達(dá)到最佳投入與產(chǎn)出比，實(shí)現(xiàn)效率最大化，要把有限的資源用在能最大程度實(shí)現(xiàn)提升沉浸感這一目的之上，所以本文的研究重點(diǎn)放在流程設(shè)計(jì)和游戲程序代碼的優(yōu)化之上。

由于時(shí)間和成本局限，目前的版本雖然盡可能實(shí)現(xiàn)了效率的最大化，但是仍然存在諸多不足有待改善，希望之后在交互性、音效和程序優(yōu)化等方面進(jìn)一步完善。