文/VR陀螺 來福

2021年2月24日，索尼確認(rèn)了正在研發(fā)下一代PS VR。消息稱，將進(jìn)行手柄的改進(jìn)，其中包含“DualSense無線手柄中的關(guān)鍵功能”。

圖源：PlayStation Blog

而DualSense作為PlayStation 5的一大亮點(diǎn)，必然在觸感反饋和控制上極大提升了主機(jī)游戲的體驗(yàn)。那么它的這些功能又會(huì)如何影響VR，其中又有哪些功能暗藏了索尼對(duì)下一代PS VR的思考和設(shè)計(jì)呢？

如果你了解游戲主機(jī)的歷史，那么你一定知道，索尼在1997年初代PlayStation上加入了首個(gè)觸覺手柄——DualShack（初代手柄）。從那時(shí)起到現(xiàn)在，“DualShock”手柄一直伴隨著PS主機(jī)，為此很多玩家會(huì)好奇，為什么要改名為“DualSense（PS5手柄）”？

圖源：PlayStation Blog

事實(shí)上，DualSense不僅是名稱更改，而是的的確確的手柄技術(shù)質(zhì)的飛躍。除了可以說是索尼迄今為止最符合人體工程學(xué)的手柄之外，DualSense的一大亮點(diǎn)就是觸覺與運(yùn)動(dòng)跟蹤——也就是我們期待在未來的VR設(shè)備中看到的技術(shù)。

比如說，玩家需要在《Astro’s Playroom》的‘Cooling Springs’這關(guān)里長(zhǎng)時(shí)間的轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，《Astro’s Playroom》出自VR游戲《太空機(jī)器人：救援任務(wù)》同一工作室之手，目的就是為了說明DualSense的強(qiáng)大能力。

手柄反饋，不僅僅是振動(dòng)

雖說DualShock 4經(jīng)歷了近4年的統(tǒng)治，但新推出的DualSense配備雙LRA，在技術(shù)方面可以說是“Next Level”級(jí)別的表現(xiàn)。

LRA，全稱Linear Resonant Actuators，也就是線性諧振傳動(dòng)器。通過交流電壓驅(qū)動(dòng)音圈，音圈的振動(dòng)通過彈簧得到增強(qiáng)，從而讓用戶感受到力的震動(dòng)。而傳統(tǒng)的ERM（Eccentric Rotating Mass）電機(jī)，簡(jiǎn)單直白的說，它是通過內(nèi)部運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的凈離心力帶來的重復(fù)位移所產(chǎn)生的振動(dòng)，讓我們感受到振動(dòng)效果的。

圖源：precisionmicrodrives

LRA相比于ERM有3個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)。首先，LRA由交流電驅(qū)動(dòng)，通過建模，可以獨(dú)立修改振動(dòng)頻率和振幅，讓振動(dòng)效果更加豐富、范圍更廣；其次，LRA的振動(dòng)頻率范圍比較窄，同等幅度下消耗更少，節(jié)省因?yàn)檎駝?dòng)帶來的電量消耗；此外，LRA的起動(dòng)時(shí)間約為10ms，相比于ERM更少。

上圖為ERM，下圖為L(zhǎng)RA

（圖源：precisionmicrodrives）

體現(xiàn)在實(shí)際游戲中，就是在《Astro’s Playroom》中游泳時(shí)，LRA會(huì)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(jiǎn)單來說就是諾基亞手機(jī)中的嗡嗡振動(dòng)。除此之外，在揚(yáng)聲器上的高頻微振動(dòng)也增加了游戲中某些場(chǎng)景的表現(xiàn)力，比如小步輕踩金屬或玻璃時(shí)“叮叮當(dāng)當(dāng)“的聲音，或者樹葉沙沙作響的聲音。

圖源：PlayStation

雖然用文字難以形容，但玩家通常在使用DualSense后會(huì)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(chǎn)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(lǐng)域中，一些觸覺反饋手套也是采用LRA。

在日本一研究觸覺手套的團(tuán)隊(duì)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。

該公司通過其在Oculus Rift、Leap Motion等各個(gè)環(huán)境下發(fā)現(xiàn)，ERM的起動(dòng)延遲會(huì)讓玩家瞬間出戲，比較單一的重復(fù)運(yùn)動(dòng)方式也會(huì)讓所謂“觸覺”成為擺設(shè)，所以選擇低延遲、高敏感度的LRA作為傳動(dòng)器成為必選項(xiàng)。

荷蘭的創(chuàng)業(yè)企業(yè)Manus VR于2020年年中推出的新產(chǎn)品Manus Prime II Haptic，專門為運(yùn)動(dòng)捕捉、教育、原型設(shè)計(jì)、虛擬培訓(xùn)、游戲等VR應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)計(jì)。Prime II Haptic在每根手指上都配備了LRA，Manus方面表示，他們提供的可編程的LRA模塊能夠提供感受紋理、按下按鈕等細(xì)膩的觸覺反饋操作。值得注意的是，這款手套是專為VR領(lǐng)域定制，與其他觸覺反饋手套區(qū)別就是有沒有搭載LRA模塊。

圖源：Manus官網(wǎng)

這也從另一個(gè)角度說明LRA在模擬細(xì)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(jī)玩家使用手柄操作時(shí)的沉浸感，但如果提到其技術(shù)將用于VR，那么新一代PS VR極有可能會(huì)沿用DualSense或開發(fā)以LRA作為傳動(dòng)器的新型PS VR手柄，從而在觸覺角度為玩家?guī)砀两捏w驗(yàn)。

帶來更真實(shí)操作體驗(yàn)的自適應(yīng)扳機(jī)

DualSense為人津津樂道的另外一個(gè)亮點(diǎn)就是兩個(gè)提供動(dòng)態(tài)阻尼的自適應(yīng)扳機(jī)。

通過調(diào)整阻力，可以模擬更多更復(fù)雜的感覺。不僅僅是在“拉”的時(shí)候阻力更大，還有可能在盡力拉到某個(gè)點(diǎn)時(shí)“突然放開”，讓玩家“用力”的感覺充分體現(xiàn)在手柄的反饋上。反之亦然，很順利的拉開時(shí)，會(huì)突然變得需要很用力才能拉開，就好像中途碰到了什么東西擋住了，或者提供了阻力。

圖源：PlayStation

比如在FPS游戲中，子彈用光的時(shí)候，扳機(jī)扣動(dòng)會(huì)變得很難——這就直觀的告訴玩家，這時(shí)候扣動(dòng)扳機(jī)是無效操作，替代了用文字/數(shù)字形式顯示彈藥數(shù)量。

但與LRA不同的時(shí)，自適應(yīng)扳機(jī)的效果是在玩家用力時(shí)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(dòng)反饋。

根據(jù)VR陀螺對(duì)2020年Steam VR游戲年度榜單的分析，無論是從開發(fā)者視角還是玩家視角，F(xiàn)PS游戲仍以13款占據(jù)VR游戲受歡迎程度的前三?？梢耘袛啵绻f有DualSense有一項(xiàng)技術(shù)能夠更直接的提升VR玩家的游戲體驗(yàn)，那么自適應(yīng)扳機(jī)必不可少。

實(shí)際上，除了《Astro’s Playroom》之外，一些第三方游戲已經(jīng)添加了針對(duì)自適應(yīng)扳機(jī)的優(yōu)化。比如PS5版本的《堡壘之夜》中，玩家使用不同的武器會(huì)有不同的真實(shí)手感。而在《死亡循環(huán)》中，子彈卡殼后扳機(jī)鍵會(huì)被禁用。

圖源：游戲堡

就像《半條命：Alyx》中的可操作性為所有VR玩家?guī)淼捏@喜一樣，對(duì)于工業(yè)程度極高的游戲來說，細(xì)節(jié)是體現(xiàn)自身風(fēng)格和可游戲性的重要元素。VR由于目前仍受限于外部硬件條件，無法完成這些細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致游戲遲遲無法進(jìn)步。如果下一代PS VR中添加了自適應(yīng)扳機(jī)，那么一些弓箭、開槍后坐力、換彈操作的元素就有了硬件技術(shù)支撐，可以說能夠給VR游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(dāng)然更關(guān)注DualSense的另一新增特點(diǎn)，3DOF跟蹤。雖然DualSense只有3DOF，但是或許由于DualSense內(nèi)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(fā)生定位不準(zhǔn)、漂移的情況。

比如開頭提到的在《Astro’s Playroom》的‘Cooling Springs’這關(guān)里，玩家可以通過翻轉(zhuǎn)操作來檢查所發(fā)現(xiàn)的物體。

經(jīng)過測(cè)試，無論玩家多么劇烈的晃動(dòng)、扭轉(zhuǎn)手柄，同時(shí)在沒有外部攝像頭的輔助定位的情況下，手柄也不會(huì)丟失，甚至前后位置都沒有發(fā)生變化。這就表明在DualSense內(nèi)部的IMU晃動(dòng)和噪音都較小。

圖源：roadtovr

在PS VR中，是通過外部體感攝像頭，拍攝PS Move手柄和PS VR頭顯所發(fā)射出的、不同顏色的可見光來進(jìn)行定位的。所以，手柄或頭顯出現(xiàn)了遮擋、自然光過強(qiáng)、出攝像頭范圍、目標(biāo)過多等問題，就會(huì)立刻影響定位。在這方面PS VR表現(xiàn)屬實(shí)談不上優(yōu)秀。

圖源：PlayStation

如今的6DOF在精度和體驗(yàn)上都已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了PS VR，而一個(gè)比較容易被忽略的事實(shí)是，整個(gè)VR跟蹤定位系統(tǒng)、包括6DOF在內(nèi)，受到IMU的幫助都很大。相比于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(guó)廠商發(fā)布的FinchRing指環(huán)套裝就采用了IMU解決方案，而在蘋果VR手套的解決方案專利中也顯示其采用了IMU方案。

圖源：uploadvr

至于將DualSense的IMU方案應(yīng)用在下一代PS VR是否可能，可以從兩個(gè)角度考慮：一方面IMU在VR中應(yīng)用已經(jīng)被廣泛的用來追蹤用戶的頭部運(yùn)動(dòng)，但由于PS VR發(fā)布時(shí)間較早，尚未搭載這套方案，而在下一代很大概率會(huì)使用；而另一方面，就目前DualSense搭載的IMU表現(xiàn)出的精度，索尼也不會(huì)甘心只用在DualSense這一款硬件上。

新手柄背后

是索尼下一代PS VR的野心

從技術(shù)上看，下一代PS VR在觸覺反饋、手柄體驗(yàn)和傳感器三個(gè)方面會(huì)有很大的提升，而這些進(jìn)步也印證了下一代 PS VR是一體機(jī)的傳言。

除了基于現(xiàn)有的技術(shù)猜測(cè)之外，索尼早前的動(dòng)態(tài)也可以發(fā)現(xiàn)一些蛛絲馬跡。早在2019年，索尼就發(fā)布了一款與無線相關(guān)的專利，結(jié)合目前索尼的技術(shù)發(fā)展來看，推出這款無線頭顯已經(jīng)是或遲或早的事情。

圖源：泡泡網(wǎng)

另一方面，2020年底，索尼公布的專利里顯示其下一代PS VR頭顯會(huì)配有多個(gè)傳感器，其中包括觸覺傳感器，結(jié)合目前的技術(shù)，該傳感器很可能就是已經(jīng)用在DualSense上的LRA。而該專利中所描述的能夠提醒用戶是否正確佩戴的傳感器也很可能是上文提到的IMU方案。

商業(yè)的角度也有一些可靠的證據(jù)支持對(duì)下一代PS VR的猜測(cè)。對(duì)于一家銷量領(lǐng)先的企業(yè)來說，產(chǎn)線的工業(yè)化程度決定了它的產(chǎn)量，也就是它在市場(chǎng)上的底氣。而工業(yè)化程度可以通過各種方式得到提升，比如模塊化。

圖源：cnBeta

簡(jiǎn)單來說，模塊化就像是高中寫論文套模板，總分總的格式下，哪里引用名人名言、哪里舉出實(shí)例，老師們都會(huì)一一講解。

對(duì)于生產(chǎn)硬件設(shè)備也是一樣。而模塊化是需要設(shè)計(jì)和產(chǎn)線進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的修改和磨合，再為其專門開模、設(shè)計(jì)生產(chǎn)線等等。

通過國(guó)外一些博主拆機(jī)和反饋來看，整個(gè)DualSense的可維修度非常高，這就意味著，DualSense在硬件方面模塊化程度很高，也就是說DualSense的零件和技術(shù)勢(shì)必不會(huì)僅僅只用在一個(gè)硬件上，否則索尼不會(huì)花大力氣開模、設(shè)計(jì)并建立生產(chǎn)線。

顯然，索尼方面也同樣認(rèn)為，DualSense無論是技術(shù)、價(jià)格還是標(biāo)準(zhǔn)化程度，都表現(xiàn)得足夠令人滿意。

總結(jié)

總得來說，從技術(shù)角度，索尼在DualSense手柄上展示出的觸覺反饋技術(shù)、定位技術(shù)、精細(xì)的扳機(jī)自適應(yīng)程度，都能夠直接提升VR游戲的沉浸感，提供給玩家更豐富的游戲體驗(yàn)，同時(shí)擴(kuò)充開發(fā)者在開發(fā)時(shí)的想象空間，比如加入更多有趣的操作、更細(xì)節(jié)的游戲內(nèi)容等等。

而從專利和動(dòng)態(tài)方面，我們也能窺見下一代PS VR所具有的無線形態(tài)和基本功能。顯然，目前DualSense的亮點(diǎn)技術(shù)也符合日前索尼下一代PS VR將包含“ DualSense無線手柄中的關(guān)鍵功能”的說法。

商業(yè)的角度上，DualSense所展現(xiàn)出來的生產(chǎn)水平能夠顯示出索尼對(duì)此有更多的設(shè)想和計(jì)劃。但目前為止，這些技術(shù)將如何應(yīng)用在PS VR只是我們的一些猜測(cè)，至于會(huì)不會(huì)成真，我們拭目以待。