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2021年2月24日,索尼確認了正在研發下一代PS VR。訊息稱,將進行手柄的改進,其中包含“DualSense無線手柄中的關鍵功能”。

而DualSense作為PlayStation 5的一大亮點,必然在觸感反饋和控制上極大提升了主機遊戲的體驗。那麼它的這些功能又會如何影響VR,其中又有哪些功能暗藏了索尼對下一代PS VR的思考和設計呢?

如果你瞭解遊戲主機的歷史,那麼你一定知道,索尼在1997年初代PlayStation上加入了首個觸覺手柄——DualShack(初代手柄)。從那時起到現在,“DualShock”手柄一直伴隨著PS主機,為此很多玩家會好奇,為什麼要改名為“DualSense(PS5手柄)”?

事實上,DualSense不僅是名稱更改,而是的的確確的手柄技術質的飛躍。除了可以說是索尼迄今為止最符合人體工程學的手柄之外,DualSense的一大亮點就是觸覺與運動跟蹤——也就是我們期待在未來的VR裝置中看到的技術。

比如說,玩家需要在《Astro’s Playroom》的‘Cooling Springs’這關里長時間的轉動手柄,《Astro’s Playroom》出自VR遊戲《太空機器人:救援任務》同一工作室之手,目的就是為了說明DualSense的強大能力。

手柄反饋,不僅僅是振動

雖說DualShock 4經歷了近4年的統治,但新推出的DualSense配備雙LRA,在技術方面可以說是“Next Level”級別的表現。

LRA,全稱Linear Resonant Actuators,也就是線性諧振傳動器。透過交流電壓驅動音圈,音圈的振動透過彈簧得到增強,從而讓使用者感受到力的震動。而傳統的ERM(Eccentric Rotating Mass)電機,簡單直白的說,它是透過內部運動時產生的淨離心力帶來的重複位移所產生的振動,讓我們感受到振動效果的。

LRA相比於ERM有3個明顯優勢。首先,LRA由交流電驅動,透過建模,可以獨立修改振動頻率和振幅,讓振動效果更加豐富、範圍更廣;其次,LRA的振動頻率範圍比較窄,同等幅度下消耗更少,節省因為振動帶來的電量消耗;此外,LRA的起動時間約為10ms,相比於ERM更少。

上圖為ERM,下圖為LRA

體現在實際遊戲中,就是在《Astro’s Playroom》中游泳時,LRA會帶來波形、柔軟水流的顛簸感,而如果利用ERM,玩家得到的反饋簡單來說就是諾基亞手機中的嗡嗡振動。除此之外,在揚聲器上的高頻微振動也增加了遊戲中某些場景的表現力,比如小步輕踩金屬或玻璃時“叮叮噹噹“的聲音,或者樹葉沙沙作響的聲音。

雖然用文字難以形容,但玩家通常在使用DualSense後會立即察覺到這種變化。

除了在DualSense中,我們所熟知的利用LRA的電子產品最具代表性的就是iPhone 6,此前的iPhone 4則使用的是ERM。此外,在VR領域中,一些觸覺反饋手套也是採用LRA。

在日本一研究觸覺手套的團隊在研究中提到,46%的日常生活離不開指尖觸覺反饋,這也說明了如果要提升VR沉浸感,觸覺反饋必不可少。

該公司透過其在Oculus Rift、Leap Motion等各個環境下發現,ERM的起動延遲會讓玩家瞬間出戲,比較單一的重複運動方式也會讓所謂“觸覺”成為擺設,所以選擇低延遲、高敏感度的LRA作為傳動器成為必選項。

荷蘭的創業企業Manus VR於2020年年中推出的新產品Manus Prime II Haptic,專門為運動捕捉、教育、原型設計、虛擬培訓、遊戲等VR應用領域設計。Prime II Haptic在每根手指上都配備了LRA,Manus方面表示,他們提供的可程式設計的LRA模組能夠提供感受紋理、按下按鈕等細膩的觸覺反饋操作。值得注意的是,這款手套是專為VR領域定製,與其他觸覺反饋手套區別就是有沒有搭載LRA模組。

這也從另一個角度說明LRA在模擬細膩觸感,提升VR沉浸感方面的重要作用。DualSense選擇了LRA,表面上看是豐富了主機玩家使用手柄操作時的沉浸感,但如果提到其技術將用於VR,那麼新一代PS VR極有可能會沿用DualSense或開發以LRA作為傳動器的新型PS VR手柄,從而在觸覺角度為玩家帶來更沉浸的體驗。

帶來更真實操作體驗的自適應扳機

DualSense為人津津樂道的另外一個亮點就是兩個提供動態阻尼的自適應扳機。

透過調整阻力,可以模擬更多更復雜的感覺。不僅僅是在“拉”的時候阻力更大,還有可能在盡力拉到某個點時“突然放開”,讓玩家“用力”的感覺充分體現在手柄的反饋上。反之亦然,很順利的拉開時,會突然變得需要很用力才能拉開,就好像中途碰到了什麼東西擋住了,或者提供了阻力。

比如在FPS遊戲中,子彈用光的時候,扳機扣動會變得很難——這就直觀的告訴玩家,這時候扣動扳機是無效操作,替代了用文字/數字形式顯示彈藥數量。

但與LRA不同的時,自適應扳機的效果是在玩家用力時提供的助力或阻力,而不是以第三方介入的形式提供的主動反饋。

實際上,除了《Astro’s Playroom》之外,一些第三方遊戲已經添加了針對自適應扳機的最佳化。比如PS5版本的《堡壘之夜》中,玩家使用不同的武器會有不同的真實手感。而在《死亡迴圈》中,子彈卡殼後扳機鍵會被禁用。

就像《半條命:Alyx》中的可操作性為所有VR玩家帶來的驚喜一樣,對於工業程度極高的遊戲來說,細節是體現自身風格和可遊戲性的重要元素。VR由於目前仍受限於外部硬體條件,無法完成這些細節的設計,導致遊戲遲遲無法進步。如果下一代PS VR中添加了自適應扳機,那麼一些弓箭、開槍後坐力、換彈操作的元素就有了硬體技術支撐,可以說能夠給VR遊戲帶來一次根本的改變。

高精度、低誤差的IMU

作為VR玩家,我們當然更關注DualSense的另一新增特點,3DOF跟蹤。雖然DualSense只有3DOF,但是或許由於DualSense內部的IMU精度極高,所以即便在沒有任何外部參考的情況下,它也幾乎沒有發生定位不準、漂移的情況。

比如開頭提到的在《Astro’s Playroom》的‘Cooling Springs’這關裡,玩家可以透過翻轉操作來檢查所發現的物體。

經過測試,無論玩家多麼劇烈的晃動、扭轉手柄,同時在沒有外部攝像頭的輔助定位的情況下,手柄也不會丟失,甚至前後位置都沒有發生變化。這就表明在DualSense內部的IMU晃動和噪音都較小。

在PS VR中,是透過外部體感攝像頭,拍攝PS Move手柄和PS VR頭顯所發射出的、不同顏色的可見光來進行定位的。所以,手柄或頭顯出現了遮擋、自然光過強、出攝像頭範圍、目標過多等問題,就會立刻影響定位。在這方面PS VR表現屬實談不上優秀。

如今的6DOF在精度和體驗上都已經遠遠超過了PS VR,而一個比較容易被忽略的事實是,整個VR跟蹤定位系統、包括6DOF在內,受到IMU的幫助都很大。相比於外部定位的更新頻率(比如雙目攝像頭),IMU的更新頻率要更高,而且精度高、誤差小。

在MWC 2021上海展中,韓國廠商釋出的FinchRing指環套裝就採用了IMU解決方案,而在蘋果VR手套的解決方案專利中也顯示其採用了IMU方案。

至於將DualSense的IMU方案應用在下一代PS VR是否可能,可以從兩個角度考慮:一方面IMU在VR中應用已經被廣泛的用來追蹤使用者的頭部運動,但由於PS VR釋出時間較早,尚未搭載這套方案,而在下一代很大機率會使用;而另一方面,就目前DualSense搭載的IMU表現出的精度,索尼也不會甘心只用在DualSense這一款硬體上。

新手柄背後

是索尼下一代PS VR的野心

從技術上看,下一代PS VR在觸覺反饋、手柄體驗和感測器三個方面會有很大的提升,而這些進步也印證了下一代 PS VR是一體機的傳言。

除了基於現有的技術猜測之外,索尼早前的動態也可以發現一些蛛絲馬跡。早在2019年,索尼就釋出了一款與無線相關的專利,結合目前索尼的技術發展來看,推出這款無線頭顯已經是或遲或早的事情。

另一方面,2020年底,索尼公佈的專利裡顯示其下一代PS VR頭顯會配有多個感測器,其中包括觸覺感測器,結合目前的技術,該感測器很可能就是已經用在DualSense上的LRA。而該專利中所描述的能夠提醒使用者是否正確佩戴的感測器也很可能是上文提到的IMU方案。

商業的角度也有一些可靠的證據支援對下一代PS VR的猜測。對於一家銷量領先的企業來說,產線的工業化程度決定了它的產量,也就是它在市場上的底氣。而工業化程度可以透過各種方式得到提升,比如模組化。

簡單來說,模組化就像是高中寫論文套模板,總分總的格式下,哪裡引用名人名言、哪裡舉出例項,老師們都會一一講解。

對於生產硬體裝置也是一樣。而模組化是需要設計和產線進行長時間的修改和磨合,再為其專門開模、設計生產線等等。

透過國外一些博主拆機和反饋來看,整個DualSense的可維修度非常高,這就意味著,DualSense在硬體方面模組化程度很高,也就是說DualSense的零件和技術勢必不會僅僅只用在一個硬體上,否則索尼不會花大力氣開模、設計並建立生產線。

顯然,索尼方面也同樣認為,DualSense無論是技術、價格還是標準化程度,都表現得足夠令人滿意。

總結

總得來說,從技術角度,索尼在DualSense手柄上展示出的觸覺反饋技術、定位技術、精細的扳機自適應程度,都能夠直接提升VR遊戲的沉浸感,提供給玩家更豐富的遊戲體驗,同時擴充開發者在開發時的想象空間,比如加入更多有趣的操作、更細節的遊戲內容等等。

而從專利和動態方面,我們也能窺見下一代PS VR所具有的無線形態和基本功能。顯然,目前DualSense的亮點技術也符合日前索尼下一代PS VR將包含“ DualSense無線手柄中的關鍵功能”的說法。

商業的角度上,DualSense所展現出來的生產水平能夠顯示出索尼對此有更多的設想和計劃。但目前為止,這些技術將如何應用在PS VR只是我們的一些猜測,至於會不會成真,我們拭目以待。

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