低面数像素化拳击VR 游戏沉浸感研究

常馨元

（广东技术师范大学文学与传媒学院网络与新媒体系，广州510000）

0 引言

VR 游戏的出现给游戏模式与游戏体验带了革命性的突破，而这种突破并不仅仅是一种技术上的更新发展，更多的是一种基于游戏设计者对于游戏设计思路上的重大转变。简单来说开发一个传统电子游戏与开发一个VR 游戏在开发过程上，并没有太大的区别，甚至超过90%以上的步骤和所涉及的技术都是一样的，他们的核心都是设计和开发一个游戏本身，而VR游戏则可以认为是一个具有更逼真体验的增强版本。打个比方，从前我们玩一个射击类游戏是通过鼠标和键盘操作来改变视角，而VR 版的射击类游戏我们只需要像现实世界中一样转动头部即可，这就给玩家带来了更加身临其境的游戏体验。所以也就是这不足10%的不同，给我们带来更加卓越的游戏体验，同时也让VR 游戏成为当下媒体和资本竟相追逐的对象。

自始至终，游戏设计者都在追求给玩家带来一种更加逼真的游戏体验。二维游戏尽管画面可以很精细，但观察场景的角度固定，缺乏变化，这并不符合我们平时生活经验对于透视的理解。而3D 游戏营造了一个三维立体世界，我们可以跟随摄像头多角度进行观察，甚至游戏引擎可以进行实时光影的计算，来模拟一个真实的世界，相比于二维游戏更具有吸引力。虽然3D 游戏模拟了一个立体的三维世界，但是一个屏幕却将游戏世界和现实世界一分为二，玩家只能通过鼠标和键盘来和游戏世界进行交互，这样就缺少一种身临其境的体验。而VR 虚拟现实游戏确可以让玩家真正进入"设计者所创造的这样一个虚拟的游戏世界，让玩家从“游戏之外”到“游戏之中”去，带给玩家更加真实的游戏体验。玩家通过VR 头显和其他可穿戴设备，真正走进游戏世界，成为游戏中的角色，通过自己的双手与虚拟世界进行交互，这就是VR 游戏的独特魅力。本文将探讨低面数像素化VR 游戏《Boxing VR Game》如何提升玩家的沉浸感体验。

1 沉浸式VR游戏系统

曾经有研究人员做过这样一个实验，他们尝试将一个显示着迷宫的VR 头戴式显示器戴在小白鼠的头上，并把它放在并无障碍物的房间内。可想而知，小白鼠将迷宫中的障碍当作真实的，并努力地寻找通向出口的路。但同样的实验用在人类身上就不一样了，实验的结果表明，人类可以轻而易举地区分真实的世界和他们前面的虚拟迷宫之间的差异，然后“突破”迷宫，这个实验结果让我们意识到仅仅依靠逼真的图像并不足以让人类产生沉浸感。人类对事物的认知，不仅仅是基于视觉，听觉、触觉甚至嗅觉在营造沉浸感的过程中也是不可或缺的。所以VR 系统是一个基于多种感知的系统。其中3D 渲染和成像技术是基于视觉的，也是VR 系统的核心，而手套或其他可穿戴设备则是基于触觉的。

沉浸式VR 游戏系统在理论上可以给玩家提供一种完全的沉浸感，让玩家在游戏过程中有一种身临其境之感。系统通过VR 头戴设备和其他VR 设备将玩家的感官与现实世界隔绝，让玩家真正成为游戏中的角色。VR 系统的基本组成如图1 所示。

图1 VR系统的基本组成

沉浸式VR 游戏系统要具备以下特征：

（1）实时性，即当玩家转动头部或改变位置的时候，游戏系统要立刻响应。

（2）沉浸性，系统模拟了一个与现实世界完全隔绝的虚拟世界，玩家在这个世界中进行交互完全不受外界影响，沉浸其中。

（3）多设备同时工作，即对于同一事件，头部追踪器和VR 手柄的定位器以及语音识别器等多个VR 设备同时进行响应。

（4）集成性，多种软件工具、多种设备相互集成，共同组成系统。

2 低面数像素化拳击VR游戏的沉浸感策划

本文所述作品目的在于建立在一个三维虚拟空间中的拳击VR 游戏。根据玩家与虚拟角色的距离和虚拟角色的当前状态，来判断虚拟角色的受伤害情况，并且在多种状况下虚拟角色会采取不同的反击动作，来模拟真人的反映。整个游戏分为试打和决赛两级模式供玩家选择。

游戏逻辑图如图2 所示。

图2 游戏逻辑图

游戏流程设计包括：

（1）开始界面：3D 场景中选择教程演示、选择拳击对手；

（2）教程设计：用动画演示拳法以及格挡技巧，包括直拳、摆拳、勾拳，以及躲闪；

（3）选择对手界面：在3D 场景中观察三个锁在笼子里的待选角色并进行选择。

初始玩家手里有一把钥匙，在VR 虚拟世界中按下手柄扳手显示钥匙，选择并解锁第一个角色。每次决赛模式除了每一局的评定分数之外都会获得金币，用于解锁新角色。

3 拳击VR游戏的沉浸感的设计

随着游戏行业不断发展，像素化游戏层出不穷，显然已经逐渐发展成为一种独特的艺术设计方向，此VR游戏的角色和场景设计均采用三维低面数像素化风格（Pixel Art）。

而此VR 拳击游戏采用的像素化设计相对于以往像素化游戏的突破点在于，它不仅仅从二维平面空间走向三维虚拟空间，也突破了以往传统的电子游戏模式，走入了VR 虚拟现实的世界。

然而低面数的像素化设计在VR 游戏在众多写实风格的VR 游戏中看似并不具有优势，因为VR 虚拟现实游戏强调的是真实感。但是并不等于只有写实化风格才能带来所谓的身临其境感，当戴上VR 眼镜开始游戏的时候，这个虚拟的三维世界中的一切合理与不合理的就是你眼中所能见到的一切，此时你“真实”地处于这样一个三维像素化的世界中，一切似乎开始变得合情合理。当你握着VR 手柄挥向站在你对面的像素化角色对手的时候你看到的握着VR 手柄的自己的双手也是一个像素化的拳击手套，那么这一个瞬间你已经融入到这样一个像素化的世界当中，在你的头脑中是否会产生一种错觉，就是你也是这个像素化世界中的一员？那么这就是我们所要追寻和努力实现的真实的带入感。要提升VR 游戏的沉浸感除此之外还是有很多的方式，例如逼真的音效和屏幕特效，以及实时光影的采用。

3.1 低面数像素化游戏角色设计

相比于写实化角色设计，像素化的角色具有其独特风格和特征，也更加考验设计者的创造能力和审美倾向。需要通过有限的方块来进行造型，这是一种极简的设计，同时也具有一定的趣味性。在创作过程中每个角色采用两头身到四头身，每个角色的身材比例，高矮胖瘦都尽可能拉开距离，提高角色的可识别性。在动作的设计上这种卡通化的像素角色相比于写实角色也可以设计的更加地夸张，更加具有个性。

然而创造出有个性有特点的角色并非易事，而上文也提到像素化设计在VR 游戏中并不具备先天性的优势。为了弥补先天上的不足，增强游戏沉浸感就必须赋予角色鲜明的性格特征，让每一个角色都是一个鲜活的存在，例如狮子很热情狂放，马很踏实肯干，猪则是一个轻度精神分裂患者。除此之外每个角色都有其独有的故事背景，这样可以让玩家更加喜爱游戏中的角色，想要了解更多，当玩家好奇一只小猪为什么打拳击的时候变得如此灵活，就会想要探究他的过去，这时这样一个人设才能成立。除此之外一句与角色身份背景相符合的吐槽或者挑衅，会让角色更加真实可信。

3.2 低面数像素化场景设计

基于Unity3D 游戏引擎中的预设体的概念，此VR游戏的场景将由多个不同单体重复排列组合来实现，这种设计主要出于对于游戏资源重复利用，提高程序的运行效率和节省内存空间的目的。这个原理类似于以前大家所熟知的游戏“泡泡堂”，它所有场景就是由一个个带有不同贴图的方块重复排列组合形成的。在此VR 拳击游戏中的每一个单体将被设置为一个预设体，此时它就成为一种可以重复使用的资源，可以创建大量的实例来达到资源重用的目的。而这些实例不论是10 个还是100 个它们都只占用这一个预设体所需要的内存空间。这些实例会继承预设体的一切属性，当对预设体进行修改，实例也会随之改变，这就是预设体实例的继承性，这样大大减少了修改场景所需的时间成本。当然我们也可以对单个实例物体进行修改而不影响此实例所继承的预设体和其他实例物体，这被称为预设体的重载。利用这一点可以提升场景的多样性，让游戏环境产生更加丰富的变化。

而这每一个单体，也就是预设体都采用低面数三维像素化设计，和像素化角色保持一致风格。这些单体均通过3Dmax 完成建模和贴图。和"泡泡堂"游戏不同的是，此游戏中的每一个单体都有其独特的外形特征和作用。例如组成看台的一个座椅可以被看成是一个单体，我们可以根据需要将这一个看台单体重复排列形成不同层数不同长度的看台。这样的方式可以在很大程度上减少建模和绘制贴图的工作量，通过不同的组合方式和预设体的重载同样也能营造出变化丰富的游戏场景。

3.3 游戏的色彩搭配

像素化游戏或动画作品发展到现在，这种艺术形式已经突破了单调的色彩限制。通过更多色彩上的搭配和变化，可以使角色或者场景变得更加鲜明而具有自己独特的性格特征。

鉴于本文所描述的作品是一个VR 拳击运动游戏，需要表现出一种充满力量和激情的爆发力，所以在色彩的选择上，采取非同类色进行搭配和对比，这种搭配方式让画面色彩对比更加鲜明，同时更具有视觉冲击力。同时为了让游戏角色更加鲜明，色彩上也延袭像素化游戏浓厚的卡通特色，使用高明度和纯度的色彩，渲染的时候采用并不明显的外轮廓线勾勒物体边缘。另外为了突出游戏中主角，即虚拟对手，在背景场景和观众的色彩上则刻意降低少许饱和度，使玩家的视线可以集中在虚拟对手上。在色彩的处理方式上也是尽量减少细节上的色彩变化而通过光影效果制造出像素化风格的亮面、暗面、灰面以及高光。

3.4 通过3D音效提高沉浸感

有人称游戏为第九门艺术，是将各项艺术形式融汇在一起。而VR 游戏更是作为一种集各种感官于一体的一种艺术形式，同时也是设计者创造的一个独立于现实世界的，完整的虚拟世界。背景音乐和音效可以使这个虚拟世界更加真实和可信，在整个游戏设计的过程中有着不可替代和至关重要的作用。

在本文所论述的VR 拳击游戏中主要的音效分为以下几类：①打击音效，通过音效的辅助来增强打击感，而普通攻击和重击则采用不同的声音效果；②被打击音效：当虚拟角色不同部位受到攻击时发出不同声音的呻吟或者反馈；③状态音效：为了增加游戏的紧张感，当玩家血量低于40%的时候能听到明显的心跳声音以及双方其中一方血量耗尽时失败倒地的音效；④角色辅助音效：即虚拟角色在做一些非打击类动作时所发出的音效，例如在角色选择界面，三个虚拟角色由于其性格特征的不同会发出不一样的声音；⑤角色语音：包括在角色选择页面选择一个角色，在显示角色介绍的时候同时采取语音介绍，另外虚拟角色在每回合比赛出场时的语音效果，以及游戏胜利或失败时的语音效果。

同时为了增加体验感此游戏实行音效优先级播放机制，即当多种音效同时存在的时候，根据优先级的高低设置音效声音的大小，为了避免声音杂乱，降低优先级低的音效的声音。

当玩家戴上VR 眼镜，处身于这样一个设计者制造出来的虚拟世界中，加上背景音乐和适当的声音效果，全封闭式的视听体验给玩家带来一种更加身临其境的带入感。

4 结语

VR 设备可为玩家带来“沉浸感”，也就是如临其境的代入感。实现沉浸感的方式，就是通过封闭的设备来阻断原有感官，以全新声影来占据感官从而形成虚拟互动。虽然在设计风格上采取的低面数角色场景设计与写实类风格的设定相比并不具有先天的优势，但经过精心设计也可以给玩家带来身临其境的体验，而沉浸感的营造首先体现在美术和音效上，需要通过逼真的材质、环境气氛光影效果和相应的配乐、音效来对沉浸感进行强化；其次是对于每一个游戏角色都赋予他们独特的个性和身份背景，让整个角色更加丰满可信，在视觉上通过色彩对比引导玩家视线，又通过屏幕特效渲染游戏气氛，让玩家可以全身心投入到游戏之中，实现低面数像素化VR 游戏的沉浸感营造。