如何打造一段真實路面環境下的逼真VR駕乘體驗

文章相關引用及參考：映維網

一段即舒適又刺激，即精確又安全的真實路段下的VR駕乘之旅

（映維網 2018年12月27日）作為一名司機，你可能已經厭倦了經常往返的路途風景，而近些年自動駕駛汽車的發展也將促使司機的角色向乘客轉變。為此，諸如英特爾、優步、蘋果等已經在大力研發自動駕駛汽車的科技巨頭希望結合虛擬現實為你提供豐富多樣的路途旅程體驗。儘管如此，這些構思目前並沒有形成真正的消費產品，而我們也只能從他們的專利中去一窺未來的自動駕乘體驗。

有幸的是，得益於諾亦騰、大眾進口汽車、著名特效工作室Framestore的三方合作，我們還真的嘗試了一把VR駕乘體驗。雖然諾亦騰、Framestore與大眾進口汽車聯合演示的汽車大眾途銳並非自動駕駛汽車，但實際的駕乘體驗卻大同小異——即真實汽車在真實的路面上行駛，而駕乘者看到的是可變化多樣的虛擬場景。

在8分鐘的「大眾進口汽車全新一代途銳全體感景域融合式VR駕乘之旅」中，著名特效工作室Framestore製作了其中的VR體驗內容——英雄逃脫危險的刺激之旅，而諾亦騰則為該項目提供了全套的定位追蹤等技術與現場運營服務。對於這樣的結合物理世界與虛擬世界的實際戶外真實駕乘體驗，在全球還屬首例，因此合作三方也在該項目上投入了大量的人力、時間和資源。

那麼如何才能打造一段即舒適又刺激，即精確又安全的真實路段下的VR駕乘之旅呢？

1. 駕駛場地

如果你有玩過賽車類型的遊戲，無論是傳統遊戲還是VR遊戲，地圖場景中都會有至少一個精心設計的賽道，包括直線路段、彎道路段、上下坡路段、顛簸路段、狹窄路段、山洞路段等。為了真實還原物理世界的主要駕乘路況體驗，由Framestore設計的本次VR試駕場景具備了前述真實環境下的所有路段特點。

如果只是純虛擬場景，當然可以設計出非常龐大的虛擬駕駛場地，但要融合真實世界的真實駕駛，就意味著需要將真實場景與虛擬場景映射起來，跟可自由行走的大空間VR體驗類似。如果採用VR常用的1:1對應比例，那麼也需要具備與虛擬駕駛場地同樣尺度規模的真實駕駛場地。為了同時保證足夠靈活自由的真實駕駛和豐富刺激的虛擬駕乘體驗，最終方案是在1萬平方米的真實場地上採用1:4的速度比例，即虛擬駕乘的速度會是實際車輛速度的4倍，這也要求真實世界的道路長度是以1:4的比例映射由Framestore設計的虛擬道路。

為了映射虛擬駕駛場地的道路設計，真實場地通過路錐準確規划出與虛擬道路一樣設計的實際駕駛道路。為了配合不同的路況體驗，現場搭設了高架台、斜架台、凹凸面等，即在VR場景中經過顛簸路段時實際車輛會駛過凹凸面，在VR場景中經過爬坡路段時實際車輛會駛上高架台，在VR場景中經過下坡路段時實際車輛會駛下高架台，在VR場景中經過斜坡路段時實際車輛會駛過斜架台。當然，轉彎的映射通過路錐規劃即可實現。

2. 車輛定位

當完成了虛擬道路和實際道路的映射之後，如何才能保證在行駛過程中，真實車輛所在真實道路的位置跟虛擬車輛所在虛擬道路的位置是正確一致對應呢？這就涉及到該體驗中的最大技術挑戰——車輛定位。

當然，我們已經在駕車導航中廣泛採用了GPS定位技術，但GPS定位的精度是米級別，這顯然根本不能保證正確、低延遲的VR體驗。比如，實際車輛在已經駛下高架台並接上平面道路時，VR中的你可能還是斜著身體在下坡路段中，哪怕1米的誤差已足以造成這樣的映射錯誤現象，並可能造成嚴重的視覺輻輳調節衝突，帶來暈動症。

為了解決定位精度問題，諾亦騰通過雙追蹤車輛定位系統將車輛的定位精度提高到厘米級。在行駛過程中，車輛的位置由GPS慣性導航模塊實時追蹤，然後再通過部署在場地中的高精度DGPS戶外基站進行實時誤差修正。

3. 虛實交織

雖然做到了虛擬駕乘場地與真實駕乘場地的準確映射，也做到了厘米級的車輛定位，但如何才能實現真實環境數據（包括司機和副駕乘客的行為數據）與VR系統進行快速傳輸運算呢，從而實現低延遲的體驗。這就需要搭配高性能計算機電腦。

當前的汽車幾乎都搭配了微型計算機系統，但都不具備媲美PC電腦的高性能計算能力。當然也可以採用無線傳輸的形式，將車輛上的數據傳輸到機房裡高性能的PC電腦上進行運算渲染，再將結果回傳到佩戴VR頭顯的乘客身上，但顯然會導致更高的延遲。

為此，諾亦騰和大眾進口汽車選擇將配有英偉達GTX 1080顯卡的高性能PC電腦安裝在大眾途銳的尾箱中，並重新改裝了車輛的軟包（如上圖標識的白色區域），將所有線纜包裹入軟包之中。現場的每一輛全新一代途銳試駕車輛內，都部署了定製化的集成機櫃、慣性導航模塊、供電系統、電源控制系統、DGPS數傳設備、一體化頭顯（Oculus Rift的改裝）以及追蹤攝像頭等設備。

裝置在原本後視鏡位置的光學攝像頭可以精確追蹤司機的動作，位於副駕正前方的專門為大眾進口汽車定製的特殊版本Project Alice可以精確追蹤活動體驗者的動作。通過數傳設備，車輛位置數據、司機動作數據與佩戴VR頭顯的體驗者信息數據，都會傳輸至尾箱的高性能PC電腦上進行運算渲染，以確保車輛運動、司機運動以及體驗者的運動能保持一致的低延遲的感知交互體驗。

4. 結語

「大眾進口汽車全新一代途銳全體感景域融合式VR駕乘之旅」旨在凸顯全新一代途銳的強勁性能，融合了諾亦騰的前沿軟硬體技術、Framestore的精彩VR內容以及全新一代進口途銳汽車的卓越駕乘體驗，從真正意義上實現了「在戶外動態環境中進行的一次超現實VR試乘體驗」。

這段8分鐘的VR駕乘體驗給我留下了深刻的印象，尤其是經過彎道和顛簸路段時，我不得不驚嘆體驗的精確和逼真性，這也讓我更加期待自動駕駛汽車VR駕乘體驗將帶來的汽車產業變革。

原文鏈接：https://yivian.com/news/54519.html

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