1.4 VR与虚拟游戏

VR在发展初期就与虚拟游戏有着千丝万缕的联系，虽然VR的提出和诞生与虚拟游戏并没有直接关系，但VR发展到现在，虚拟游戏已经成为其主要应用之一，而且VR虚拟游戏也是目前VR领域最为成熟的市场产品。

当下主流的三大VR硬件平台——HTC Vive、Oculus Rift及PS VR都主要以VR虚拟游戏产品为主，其实在这些成熟的VR硬件设备出现以前，甚至在虚拟游戏发展的早期阶段，电子游戏就曾经尝试与VR进行接触，很多游戏厂商曾经推出了许多硬件设备来增强玩家的虚拟体验。由于当时VR概念并没有普及，人们没有将这些设备与VR过多地联系起来，但如今看来，那些早期简陋的游戏硬件设备就是现在VR硬件设备的雏形。下面我们就来盘点一下在虚拟游戏发展历程中出现的各种VR硬件设备。

早在20世纪70年代，美国雅达利2600游戏机上出现过一款实验性游戏硬件设备，设备名为Atari Mindlink，是一款号称可以用人脑意念控制游戏的设备（见图1-27）。其实，这款设备是一个搭载有感应装置的头带，它能够识别玩家面部肌肉的细微变化，并转化为对应的数字信号，以实现对游戏的控制。不过，由于在成品测试过程中发现它会使玩家感到眼部不适，因此最终并没有真正发售就夭折了。

1984年，任天堂发售了经典的FC游戏机配套外设“光线枪Zapper”，其在短时间内就成为非常成功的游戏周边产品之一。同时，任天堂一起推出的《打鸭子》游戏，成为当时与光线枪配套的热门游戏，估计每个玩过FC游戏机的人都接触过（见图1-28）。任天堂在美国推出NES游戏机（美版FC游戏机）时，《打鸭子》更是其首发同捆游戏，这让它最终获得了近3000万份的销量，在FC历史上仅次于《超级马里奥》，成为史上非常畅销的游戏之一，也从此开始了光线枪和游戏相辅相成、一路相伴的历史。

关于FC光线枪的原理，这里简要说明一下。其实射出光线的并不是光线枪，而是玩家面前的电视。在射击动作发生时，屏幕上除目标位置外的地方都会短暂变黑，只留下目标位置的白光，而白光会被枪口接收为判定信号，从而决定玩家是否打中。虽然闪烁非常短暂，但有时也会被人眼发觉，这种原理导致只有早期隔行扫描电视才能支持这种光线枪游戏，现代的液晶显示、等离子显示都不具备这种功能。

1989年，任天堂还推出过一款新奇的游戏控制器——“能量手套”，这是一个外观酷似太空宇航员装备的手部游戏控制设备（见图1-29）。在今天看来，能量手套可以说是体感控制的先驱。这款手套外观超帅，发售之初红极一时，还有熟悉的手柄操作面板，这样富有未来感的设计吸引了大量的玩家，仅仅6周就售出60多万套。不过由于操控方式过于复杂，玩家使用久了会手臂酸痛，同时还存在信号问题导致无法顺畅控制游戏，从而导致这款酷炫的手套最终没落。

在能量手套之后，任天堂并没有放弃奇思妙想，接下来在1995年推出了我们前面提到过的 Virtual Boy。这款早期的 VR 设备非常短命，只存在了 8 个月的时间。其实Virtual Boy不能说是外设了，它应该是一款实打实的主机，通过双眼的红色模拟图像来实现画面的立体3D效果，还拥有自己的游戏阵容（见图1-30）。不过，可能由于红色图像显示会让人们产生视觉疲劳，再加上它十分笨重，无法头戴，让这款早期的VR设备迅速地退出了市场。

在任天堂产品面前，向来以“黑科技”著称的索尼公司也不甘示弱，在2004年为PlayStation 2（简称PS2）游戏主机推出了动作感应控制装置“EYE TOY”（见图1-31）。EYE TOY简单来说就是一个摄像头，当玩家把EYE TOY插到PS2游戏主机上时，通过EYE TOY摄像头把人物投放到游戏中，用肢体动作就可以操作游戏的进行。例如，在棒球游戏中，玩家只需要做出挥舞棒球棍的样子，就可以看到在游戏中击中了飞来的球。

EYE TOY的玩法十分简单，玩家站在一部连接PS2游戏主机的摄影机前面，这部摄影机会把玩家的影像抓到电视荧屏上，而 PS2 游戏主机会把玩家影像与游戏画面进行合成。如果玩家举右手，则荧屏中的玩家影像也会举右手，而套在游戏中时就会变成玩家在游戏中举右手。如果这时荧屏中有一颗皮球由右上方落下，则玩家可以对着摄影机凭空举起右手，这时会看到荧屏中的影像是玩家举右手托住皮球，就是这种虚拟互动的感觉，让玩家能全身动起来玩游戏（见图1-32）。

由于EYE TOY创新的游戏方式，使得相关游戏在世界各地都大受欢迎，并陆续推出了多款游戏，游戏方式也不断推陈出新。而这类非传统的进阶输入控制方式，也被纳入下一代游戏主机标准输入装置的考虑范围内。可以说，EYE TOY是PS2游戏主机最热门的一个周边产品，卖出了超过1000万套的销量。

EYE TOY的原理其实并不复杂，摄像头以固定的速率采集图像，当场景内无变化时，前后两帧图像内容一致；当有物体运动时，则产生差异，因此通过简单地对相邻两帧图像进行相减，得到画面中不同的部分，即可感知是否有运动物体及运动物体的一些属性，比如大小、位置和颜色等。在这其中当然还有一些细节需要处理，流程虽简单，但是做好却不易。这一简单原理使得EYE TOY仍存在一些瑕疵，例如当玩家动作过小，或玩家所处的环境、服装色彩与身体颜色过于接近时，EYE TOY都可能出现短暂的无法识别问题。

EYE TOY是第一个真正意义上实现大规模商用化的体感技术，但它最终却并未流行起来并得以普及，至少在其问世两年后，几乎再也听不到任何游戏厂商希望针对它来开发新游戏的声音。这是因为EYE TOY有一个致命的弱点，即它的原理注定了它只能摄取二维图像并加以解析，而无法解析三维游戏图像。当时正是 3D 游戏兴起的时代，玩家更倾向于玩三维游戏，之后任天堂的Wii之所以会比EYE TOY成功，就是因为它解决了这个问题。

2005年，在美国E3游戏展会上，任天堂首次公布了代号为“Revolution”的次世代主机计划，并展示了创新的体感操作方式，惊艳全场。2006年4月，任天堂宣布新主机将定名为“Wii”，并在当年的E3游戏展会上完整地展示了Wii的主机及操作，同时开放试玩，引起了全世界的玩家及媒体的高度注目。同年11月，任天堂在美国正式发售了新一代家用游戏机Wii（见图1-33）。

Wii不支持CD唱片和DVD电影，也基本上不支持高清格式，任天堂对游戏机的定位为纯粹的“电子娱乐产品”，而非“影音娱乐产品”。任天堂为Wii配套开发了网络服务功能，并且在 Wii 关机的情况下也能自动下载游戏更新部分和各种游戏 DEMO。Wii玩家还可以通过网络下载模拟器游戏，包括FC、PC-E、MD、SFC和N64模拟器游戏，玩家可以通过购买外部存储配件SD卡来存储这些模拟器游戏。

Wii在发售的两周里就在全球销售了100万台，截至目前已经达到了全球500万台以上的销量，超过了PS3的销量。Wii在性能、规格、影音功能和网络功能上都处于劣势，甚至在游戏数量上也不占优势，但是却取得了相当不错的成绩，这一切都归功于革命性的动作感应手柄。这种革命性的动作感应手柄带来了全新的游戏模式，用肢体动作来操作，和街机的体感类游戏非常相像，不过Wii的操作要更加多样、新奇。Wii 利用这项新颖的设计非常轻松地吸引了大批的休闲玩家，甚至包括那些曾经对电子游戏不是很感兴趣的人，这是PS3和Xbox 360所达不到的优势，而且Wii在规格方面的劣势反而可以降低供货方面的压力，同时还能保持价格上的优势，这也是 Wii畅销的原因之一。

Wii最与众不同的特色是它的标准控制器“Wii Remote”。Wii Remote的外形为棒状，就如同电视遥控器一样，可单手操作。除了可以像一般遥控器一样用按钮来控制，它还有两项功能：指向定位及动作感应。前者就如同光线枪或鼠标一般，可以控制荧屏上的光标；后者可侦测三维空间当中的移动及旋转，结合两者可以达成所谓的“体感操作”。Wii Remote 在游戏软件当中可以转化为球棒、指挥棒、鼓棒、钓鱼竿、方向盘、剑、枪、手术刀、钳子等工具，使用者可以通过挥动、甩动、砍劈、突刺、回旋、射击等方式来使用（见图 1-34）。体感操作的概念在以往的游戏设备和产品中已经出现过，但它们通常需要不同的专用控制器，而Wii将体感操作列入标准配备，让平台上的所有游戏都能使用指向定位及动作感应，这可以说是Wii的创举。

从能量手套到VB的头戴式显示器，再到Wii的动作感应手柄，任天堂一直在试图突破现有的游戏方式，虽然前几次都失败了，但在Wii上获得了极大的成功，也正是从Wii开始，任天堂更加专注于游戏创意和理念的设计研发。Wii的体感游戏方式真正开创了VR游戏的基本模式，之后在索尼的PS和微软的Xbox游戏机上都有类似的设备出现，其中都能找到Wii的影子。

2016年，索尼公司正式推出了真正意义上的VR游戏设备——PS VR（见图1-35），这是一款基于索尼PlayStation 4游戏主机的虚拟现实外设，也是现在唯一一款被定位为专门虚拟游戏和影视娱乐的消费级VR设备。产品一经发布就备受青睐，到目前为止，PS VR的全球销量已经超过300万台。作为商业级的VR设备，PS VR与同时期的Oculus Rift及HTC Vive等相比，在硬件设备上并不算出众，但其凭借低廉的售价和清晰的市场定位，赢得了广大游戏爱好者的喜爱。对于游戏VR设备来说，我们相信PS VR还只是一个开始，未来会有更多产品进入人们的视野中。虚拟现实对于虚拟游戏而言不仅仅是一种技术，它为未来游戏构建了全新图景，两者在发展道路上相互碰撞的火花会激励彼此走得更加长远。