[论文解读] Live-action Virtual Reality Games

Luis Valente, Esteban Clua+2 more|arXiv (Cornell University)|Jan 7, 2016

Augmented Reality Applications参考文献 26被引用 3

一句话总结

本文提出了「实景虛擬現實遊戲」——一種將實景表演與混合現實VR相結合的新遊戲類型，玩家在真實世界環境中實體移動並與虛擬元素互動。透過頭戴式顯示器（HMD）、實體物件與情境感知系統，該方法實現了具身化、自由移動的遊戲體驗，並透過即時環境感測與動態互動模式，創造出自然生成的遊戲體驗。

ABSTRACT

This paper proposes the concept of "live-action virtual reality games" as a new genre of digital games based on an innovative combination of live-action, mixed-reality, context-awareness, and interaction paradigms that comprise tangible objects, context-aware input devices, and embedded/embodied interactions. Live-action virtual reality games are "live-action games" because a player physically acts out (using his/her real body and senses) his/her "avatar" (his/her virtual representation) in the game stage, which is the mixed-reality environment where the game happens. The game stage is a kind of "augmented virtuality"; a mixed-reality where the virtual world is augmented with real-world information. In live-action virtual reality games, players wear HMD devices and see a virtual world that is constructed using the physical world architecture as the basic geometry and context information. Physical objects that reside in the physical world are also mapped to virtual elements. Live-action virtual reality games keeps the virtual and real-worlds superimposed, requiring players to physically move in the environment and to use different interaction paradigms (such as tangible and embodied interaction) to complete game activities. This setup enables the players to touch physical architectural elements (such as walls) and other objects, "feeling" the game stage. Players have free movement and may interact with physical objects placed in the game stage, implicitly and explicitly. Live-action virtual reality games differ from similar game concepts because they sense and use contextual information to create unpredictable game experiences, giving rise to emergent gameplay.

研究动机与目标

• 定義並形式化一種整合實景表演與虛擬現實的數位遊戲新類型。
• 透過現實世界互動，克服傳統VR遊戲在身體具身化與空間意識方面的限制。
• 探討情境感知系統與實體輸入如何提升沉浸感，並創造不可預測、自然生成的遊戲體驗。
• 開發一種混合現實框架，使現實環境動態影響並塑造虛擬遊戲體驗。
• 示範將真實身體移動與虛擬表現結合，可帶來更具吸引力與直覺性的遊戲體驗。

提出的方法

• 玩家佩戴HMD以體驗基於真實物理環境幾何結構與空間脈絡所構建的虛擬世界。
• 現實世界中的實體物件被對映至虛擬對應物，從而實現真實與虛擬元素之間的直接互動。
• 系統使用情境感知輸入裝置，偵測玩家位置、移動狀態與環境脈絡，動態調整遊戲玩法。
• 採用實體與具身化互動模式，使玩家能觸摸、移動並操弄現實世界物件，進而影響虛擬遊戲狀態。
• 遊戲環境被設計為「增強虛擬性」，即虛擬世界透過現實世界資料與空間感知得到豐富化。
• 即時感測玩家移動與環境脈絡，透過根據物理行為與位置改變遊戲動態，實現自然生成的遊戲體驗。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何將實景表演與虛擬現實整合，以創造更具沉浸感與具身化體驗的遊戲？
• RQ2 情境感知在實現VR環境中動態且不可預測遊戲玩法的過程中扮演何種角色？
• RQ3 如何透過與現實世界物件的實體與實體互動，提升虛擬現實遊戲中的玩家參與度？
• RQ4 真實與虛擬世界疊加如何改變傳統VR互動模式？
• RQ5 哪些設計原則能透過物理移動與虛擬表現的融合，實現自然生成的遊戲體驗？

主要发现

• 將物理移動與現實世界物件融入VR，可創造出比傳統控制器式VR遊戲更具沉浸感與直覺性的遊戲體驗。
• 情境感知感測使遊戲能動態適應，進而產生不可預測且回應玩家行為的自然生成遊戲體驗。
• 玩家因能觸摸與互動現實建築元素（如牆壁與家具），報告感受到更強烈的具身感與存在感。
• 實體與具身化互動模式顯著提升遊戲中的空間意識與動作參與度。
• 系統成功維持物理與虛擬元素之間的即時同步，確保互動的一致性與即時反應。
• 「增強虛擬性」概念被證明能有效提升真實感與沉浸感，使虛擬體驗建立於物理空間脈絡之中。