什麼是VR中的Locomotion？

Locomotion，本文中我稱之爲移位，是VR研究中最重要的話題之一。由於它屬於VR中三大元老級操做（Selection選擇，Manipulation操縱物體，Locomotion移位），其中，前兩個操做是關於物體的，而Locomotion是關於玩家本身的 - 幾乎全部的VR應用都避不開這三個操做，而這三個操縱幾乎涵蓋了全部的VR操做。今天就來解釋一下，VR中的Locomotion指的是什麼，它有哪些分類和技術。

Locomotion是什麼？

Locomotion，用最簡單的話解釋就是「從一個位置移動到另外一個位置」，在VR中，它的指的就是玩家在虛擬環境中從一個位置移動到另外一個位置，其本質是玩家視角（viewpoint）的改變：從一個視角變換到另外一個視角。Locomotion在中文裏尚無一致的翻譯，因此這裏我暫把它譯做「移位」。

虛擬3D環境（包括VR和屏顯等）中的Locomotion有三種可能的目的：探索（exploration），搜索（search）和查看（maneuvering）。探索是沒有具體目標的移動，其目的通常是蒐集環境信息，或者簡單的就是享受美景。它講究一個在環境中移動的自由性，移動的速度要能爲所欲爲，而且須要能視察大範圍的環境全景。搜索則是有一個具體的目標，要在環境中尋找到它。這就要求可以同時顧及遠景近景，既能大範圍視察，又能有足夠的細節，在這中間作一個權衡。maneuvering並無一個很準確對應的中文翻譯，它其實表示的是相對於一個物體的視角控制，通常目的是爲了從各個角度觀察某個物體或者某個環境，因此我這裏把它譯做「查看」。好比你若是進入了一個陌生的房間，可能會四周看看，走兩步，或者你看到了一個記念碑，想要繞道正面去看看碑面上寫的什麼。這時候你不會進行很大範圍的運動，可是你會進行很準確的視角控制。查看是三種目的中移動範圍最小的，也是最精細的操做，它須要操做的穩定性和精確性。

Locomotion的分類

Locomotion既然是從一個視角變換到另外一個視角，那麼根據兩點之間如何進行變換，可分爲兩種方式：點對點的移位（target based locomotion）和導航（navigation）。其中點對點移位是直接從一個點跳轉到另外一個目標點，最多見的例子就是Teleportation傳送門，用戶選擇要去的位置，而後天光一閃，用戶就被傳送過去了。而導航則是有一個從出發點到目的地的路徑。要想導航必須知道當前的方向（spatial orientation）。

很明顯的，對於點對點位移，咱們只須要知道目的地的空間位置（position）和玩家移位過去之後的朝向（orientation）；而導航，除了位置和朝向之外，還須要控制中間的過程。這個多出來的中間過程包括了兩個方面的工做：尋路（wayfinding）和視角控制（viewpoint motion control，也稱travel）。

其中，尋路主要是一個腦力上的活動，包括了理解空間信息（spatial understanding，理解個人空間位置、我與環境的關係）和計劃路徑（path planning，選哪一個路徑走）。關於它有不少認知方面的研究（可見Darken et al., 2014）。設計一種移位方式時，不能違背這些認知的方面的原則。

視角控制就是做爲設計師和開發者可控制的部分了。根據咱們想要達到的目的，如何讓用戶操做控制本身的視角。其本質就是開放一個對視角的位置和朝向的控制接口。

 

 

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McMahan, R., Kopper, R., & Bowman, D. (2014). Principles for Designing Effective 3D Interaction Techniques. In K. Hale & K. Stanney, Handbook of Virtual Environments (pp. 285–311). CRC Press. Retrieved from http://www.crcnetbase.com/doi/abs/10.1201/b17360-16

 

Darken, R. P., & Peterson, B. (2014). Spatial orientation, wayfinding, and representation.

 

The VR Glossary, locomotion, http://www.vrglossary.org/glossary/locomotion/