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轉載改編自公眾號：位形空間
概要：混合現實時代的到來，允許我們（「位形空間」項目開發者們）重新定義我們認知的世界，以及與環境的交互方式。如果有一天，一個人告訴你說：「我能做到讓你帶上VR眼鏡後自由行走，並且走得很遠，只用你的雙腳，便走出一個世界，而你，卻從未走出你所在的實際的空間邊界！」請不要忽視他這樣的鬥膽，因為，這正在成為現實。如果這引起了你的興趣，請跟隨我的描述與引導，一步步揭開它神秘的面紗。
移動與感知
微信運動，似乎正在成為網際網路時代向別人揭示你的社交狀態與生活豐富度的重要參考標準之一。如果你的微信步數停留在兩位數字，那多半證明你的一天所見即為你的一畝三分地。而那些日行萬步的人們，多半會給人一種忙碌或者旅行者的感覺。
使用微信運動為例，並不是為了讓數字成為判斷一個人的證明標準，而是為了引出以下的探討，即實際行走和交互之間的關係。
那些每天都奔走往返於現實世界的各個角落的人，通過行走，到達每一個目的地，在停停走走中去動態地感受環境和所見之物帶來的種種情緒，並與周遭的環境與人進行交互。而那些把網際網路作為獲取外界信息的主要媒介的人，他們與環境的交互，與那些在行走中親歷的人，是完全不同的。在這裡，我們姑且把這兩種交互區分為近距離交互與遠程交互。
現如今，VR/AR早已經不是什麼稀奇的事情，經過幾年的發展，二者之間的界限早已不再那麼涇渭分明，所以現在更多，是一種混合現實（MR）的狀態。在MR的語境下，人與環境的交互內容與交互方式被提升到了一個新的層面，一種擬真現實，又超越現實的Hyper Real的層面。而在這裡不變的，是還原自然的感知和探索空間的移動方式。
你可以讓我接受一種全新的UI界面，你可以讓我和空氣說話，你也可以讓我的世界崩塌，可你不能剝奪我自由行走的權利。
虛擬空間移動行走那些事
設計汪的我們一定對 Sketchup、Rhino、Maya、3D Max 這類建模軟體毫不陌生，或愛不釋手，或痛徹心扉。在MR出現之前的假3D遊覽時代，我們只能通過2D的屏幕來擬三維地遊覽我們創建的三維空間。而我們在這些空間中觀看和移動的方式，則是配合著ctrl、shift加滑鼠左右鍵滾輪的方式進行的。這種用攝像機的視角去替我們感知空間的模擬固然也可以達到我們想要的設計結果，但見過效果圖並且真實走在建成後的實際空間中小夥伴們應該會深刻體會到，建模過程中推敲的尺度感，與實際建成的尺度之間，很多時候是相差巨大的，移動過程中去體驗，與站在原地四周觀看，透視的靜止與變化所帶來的感官上的差別，也是巨大的。而虛擬實境（VR）的出現，無疑給空間環視與漫遊提供了一種真實還原的視角。那麼人眼進入空間環視漫遊的接口有了， 如何在空間中移動和行走呢？
方案一：
在虛擬實境的早期時代，還沒有成熟的空間定位技術的時候，人們只能通過原地看向某個目的地，或使用手柄控制器點按的方式去瞬間傳送到具體的某個位置。這裡我們稱之為瞬移。這種方式可以類比電影剪輯中的片段拼接手法，蒙太奇般地將眾多片段拼湊為一副完整的空間體驗。這種切鏡頭的方式，能實現最基本的全局觀看與呈現，但讓我相信這很真實，從交互性上看，抱歉，我不信。
方案二：
與瞬移的方式處於同一時期的，當屬虛擬連續移動了。它的意思是，用戶在虛擬空間中連續地移動，而在現實空間中始終處於靜止狀態。這種移動方式可以說是非常戲劇性的一種。因為，當它使用在正確的場景中時，是比較得體和自然的。比如對於虛擬過山車，人的身體在現實過山車體驗中就是坐姿且靜止的，那麼在虛擬環境裡，鏡頭自動跟著過山車前進，加速，這種感覺就很擬真，並且能通過視覺反饋真的帶來一定的失重感！
而當這種虛擬連續移動用來模擬人的走動，那就會變得很糟糕。短時間體驗還好，稍微長時間一點，則會眩暈到想吐。產生這種情況的原因在於你知道自己的身體沒有動，而虛擬空間中卻並非靜止，這種視覺和身體狀態的反差會使大腦無法正確判斷，從而導致不舒適的感覺。但不管怎麼說，這種移動方式，總算在原地環視的基礎上，讓視覺移動了起來。
方案三：
一種類跑步機的機械平面可以讓人在這個平面傳送帶上來回隨意移動，甚至小跑，它可以在體驗者戴上眼鏡之後同時接管腳部的運動感覺。終於，真實的身體移動和虛擬空間中的視覺同步了起來！並且人們可以真的走到每一個可以互動的節點處與其近距離交互。這的確是一個不錯的進步。
然而，這種機械裝置的傳感器並不能那麼高精度的實時反饋，並且它做不到急停，突然的跑跳等大幅度動作，並且出於安全考慮，還在腰部高度設置了安全固定措施，這給人的感覺就是醫院中行走康復訓練的輔助設備，而且這種設備造價不低，價格與體積成正比，多人同場景互動的兼容性也沒有（比如甲乙方同場景解讀設計）。
方案四：
空間定位技術的出現，終於可以使體驗者擺脫這些繁重的硬體裝置，真的在一定範圍內走起來。所謂的在一定範圍內，是有兩層限制的。
首先，由於硬體自身的限制，只能覆蓋有限的可移動範圍（比如5mx5m）。
基於HTC Vive 的Light house空間定位器的可活動範圍
其次，即使在如今模塊化大空間定位技術日趨成熟的狀態下，由於鋪設面積與成本的正相關的限制，以及本身可供使用的場地的大小限制，也無法做到無限鋪展可供在虛擬世界裡移動的範圍。這從建築中對容積率和各種面積計算中的斤斤計較中，也可看出在實際空間中面積是多麼寶貴！
可以說，在有限空間內進行有限範圍的自然移動交互，利用現在的空間定位技術，是做到了的。換句話說，這種移動方案，可以做到完全1:1還原虛擬空間與實際空間的大小關係，在這個空間中你可以隨意走動，甚至可以在實際空間中建造與虛擬物件一模一樣的模型，並同步它與虛擬物件位置的關係，用這樣的方法增強體驗者的身體感覺。
但是，你可能會想到，是的，它可以還原一個Room Scale的場景，可是，當你想要離開這個房間時，很多場景設置下是做不到的，或者依然需要藉助瞬移或者切場景的方式來做到，這就像是，演員正在入神地拍戲，導演一聲令下：「咔！來我們換場地拍攝下一個場景！」演員們不得不重新跳出虛擬世界，重新整理情緒，去進入下一個環節。VR中也是如此。當體驗者正在虛擬世界中感官完全被激活，突然一個UI彈出告訴他們：「請點擊繼續以進入下一個場景。」這是多麼令人沮喪的設定！
那麼當我們想真實還原一個World Scale的場景，卻只有Room Scale的實際空間，又想保留不間斷自由行走的能力時，開篇講到的那種不需要離開一畝三分地就可以連續不間斷地與一個可以無限大的世界進行真實交互的狀態，到底是怎麼做到的？它的意義和潛力何在？在微信步數所反映的人們與世界的交互方式裡，到底如何藉助虛擬媒介來讓人們感覺即使是在一個盒子空間中，也有真的走出一個世界的感覺？
九龍寨城的極限生存空間
（Available at: http://www.thisiscolossal.com/2014/11/an-illustrated-cross-section-of-hong-kongs-infamous-kowloon-walled-city/ [Accessed 28 Jul. 2017].）
類比人通過有限體積的手機感知周圍的世界的現實狀況，這就是接下來的話題，即，在實際空間越來越有限的社會語境下，如何通過感官層面的研究成果，藉助混合現實技術，來讓人們在有限的空間中也感覺像是真的走在一個遠大於實際空間的環境中，甚至足不出戶就以為走遍一個世界？
有限空間內創造無限可行走範圍
這是一個騙術，來自於人如何被自己大腦欺騙的騙術。
畢業於UCL巴特萊特建築學院的交互建築研究方向的三個人，根據已有的理論研究和認知事實，開發出了一套通過誤導人移動過程中的視覺參考，而保持他們在有限的空間內移動，卻讓他們錯以為走了很遠的算法。
行動中的參考誤差
這一套算法的理論，來源於人腦對參考物、方向感以及定位的天然誤差。
有一個事實是，人在沒有固定參考物的情況下，是會傾向於向左（右）偏轉的，最明顯的例子便是當探險者想從沙漠或森林中走出去時，如果沒有指南針的輔助，很大機率會繞回道原點附近，而自己卻認為明明是朝著一個方向走。
另一個小實驗是，當你閉上眼睛，原地踏步一分鐘，並不斷告訴自己的身體保持最初的位置和朝向，可當睜開眼時，往往會發現已經偏離初始位置與朝向，並且踏步幅度越大，這種偏離便會體現的越明顯。
行走誤導通用原理
這便是一點點的認知偏差的累加所形成的蝴蝶效應。而這，便是如題研究的基礎。
VR頭顯作為一種全景實時的呈現設備，當人們佩戴上它時，視覺與聽覺便處於被接管的狀態，它所呈現的虛擬畫面，相當於虛擬場景設計師腦中所想，直接跳過體驗者的視覺與大腦相連，這種體驗便像是閉眼原地踏步時，腦海裡去嘗試可視化一個參考物在眼前並努力保持和它之間相對應的空間位置關係。而這種虛擬空間中所呈現的場景，與實際移動路徑和方向之間的微小偏差，便是我們重新定義和設計的核心所在。
學術一點的說，我們就是將給定的實際空間的每個坐標點提取，根據一套數學映射模型重新映射成一套新的極坐標系，新生成的極坐標系作為虛擬空間的基準坐標系平面，去允許設計者根據給定的可行走虛擬地圖範圍，去自由的搭建空間隔斷和設置體驗路徑。
空間重映射與類型組合
簡單的說，就是我們現在使用了4x8米的空間，讓體驗者在其中按照圖中的路徑來回穿越，左右分為兩個AB單元，體驗者實際上只走過ABAB空間，而虛擬空間中他會以為自己經過了ABCD不同的空間，並且可以延續的空間數量是沒有上限的，所以實際上可以設計無窮多個不同的空間給體驗者進行交互和連續切換。
4x8m盒子中的無限世界
現實（藍）與虛擬（紅）路徑對應關係
細心的你可能會注意到，從展示的移動路徑看起來，像是一個無限循環的八字型軌跡。它是算法運作的一部分，但這裡要強調的是，體驗者的路徑，並不是一條線型的單調路徑。而是一個覆蓋整個實際空間的，可以360度方向自由行走的關係，並且每經過一個空間，體驗者均可以有兩種路徑選擇，因此每次體驗的路徑、最終引向的空間，都將會有所不同。
目前因為使用的實際空間尺寸每個單元為4m x 4m，因而可行走的寬度範圍比較窄，因而尺度上更像是通道的寬度，而非一個好用的房間寬度。而當使用的實際空間尺寸增大，比如達到10m x 10m的尺寸，那麼空間內可以利用的面寬則會達到5m以上，這樣在空間中設置不同方向上的隔斷將會更加自由，導致體驗者的行動路徑也可以變得更豐富多變。這個時候空間功能的概念和尺度便可以引入到虛擬空間設計當中，沉浸感會大大提升。
虛擬空間路徑延伸
現在眾多大空間定位方案已經在發力，並且已經有比較成熟的方案可以做到上千平方米的覆蓋範圍，我們的算法和他們相結合，便可以大大提升虛擬空間中行走交互的自由度，並且用戶將更難察覺自己在走曲線的事實。
此外，之所以稱之為混合現實，是因為我們的算法還提供觸感匹配。我們的算法是根據實際空間的形狀和位置一一對應匹配並生成虛擬空間的，因而我們可以在需要的地方，建造虛擬空間中用戶需要觸摸的物件的真實模型，放置到對應的實際位置中。
基於虛擬觸覺的物理建造與匹配
設計上的啟示
我們的目標，是設立一套全新的混合現實體驗內容設計的方式與標準，在前期策划進行的故事情節和空間設計部分，按照算法特定的一些規則去設計地圖，與體驗的順序，再根據這套地圖去構建整個三維世界，它可以是密室逃脫空間序列，可以是展覽空間，也可以是電影情節在空間上的推進，這一切都可以套用這套算法與標準去定製，在完成整部作品後，呈現給市場的，消費者的，便是一個情節可拓展性極強的允許二次創作的作品。甚至後期想要在體驗中加入更多空間，也不需要增加實際空間的需求，因而在內容設計方面的彈性是可以無窮無盡的。這也就是我們說的，走出一個世界的概念。
以下是我們在研究過程中自己做過的虛擬場景的截圖，只是冰山一角，但都是根據4x8米的空間重新映射而生成並拓展的空間，體驗者可以在這些空間中自由行走，只要是沒有遮擋的地方都是可以真實到達的。這其中有展覽類（Demo 1），逃脫類（Demo 2），以及全體感躲避遊戲（Demo 3）。
Demo 1 無限展廳
Demo 2 逃離現實
Demo 3 全體感躲避闖關
然而我們做這些場景的目的，在於探索算法匹配與設計空間的可能性，從而從內容、空間設計者的角度去換位思考他們會如何使用我們的算法來達到他們的設計目標。
我們希望通過這樣的在Room Scale的現實場景下還原World Scale的設計解決方案，去給虛擬體驗內容的設計者更大的設計自由度，這套算法理論上可以允許設計者使用可用的有限實際空間作為一個空間單元，設計出無限倍大小的虛擬空間，並且每個空間都是體驗者可以通過實際行走到達的，而不藉助以上提到的額外的移動手段。因而，設計師的限制，不再是實際場地限制，而是轉化為故事線、體驗時長、世界觀這樣內容設計層面的問題，更加回歸虛擬內容創作的本質。
對消費者來說，在不增加空間使用成本的條件下，因為設計師的創作可能性被極大的拓展，混合現實的沉浸感也進一步提升，因而消費者能體驗的內容質量和豐富度，都會是一個躍升，這將使混合現實更加深入人心，對整個行業發展都極為有利。
應用前景
目前我們看到的比較好的匹配領域在於，房地產，培訓，展覽，主題遊戲等，只要是有大空間交互需求的，理論上都可以使用我們這套算法。
用展覽舉例，當某藝術館需要展出100件大型藝術品時，它需要3000平方米的實際空間去展示這些展品。若做成VR體驗，如果不採用原地轉換場景的方式做空間切換，那麼它可能只能在給定的比如說10x10米範圍內用VR展出10件展品。而使用了我們的空間壓縮算法相當於可以同樣只用這10x10的空間設計出3000平方米的虛擬空間，去展示全部100件展品，並允許用戶實際走到每個空間中去近距離觀賞。這一切，都是為了還原用戶真實的行走交互方式。
再比如電影敘事中，我們可以做到讓用戶像沉浸式話劇一樣，真實的穿越電影中的每個場景，去連續動態地在行走中觀賞故事線的發展，讓他們真的有參與其中的感覺。
在早些年的一部叫做《贖罪》（英文名《Atonement》）中，有一段電影史上比較經典的拍攝橋段，那是一段拍攝於沙灘上的長達5分鐘的單場景連續拍攝鏡頭，記錄了男主角沿著海岸線，在連續行走和觀察中近距離體驗到戰爭的殘酷與造成的精神上的絕望。
《Atonement》中行走中觀察戰爭場面中的種種細節
電影中的處理手法是通過移動+切鏡頭的方式來完成五分鐘的拍攝，去表達一個完整的行走中體會戰爭細節的主題並呈現給觀眾。
那麼在混合現實的語境下，結合這套算法與內容設計者合作，這種體驗的過程也可以真實還原並允許觀眾在這樣的空間中真正以主人公的視角，不藉助攝像機技巧，真實連續不間斷地走完全程。這將給混合現實語境下的電影故事呈現方式提供新的表達思路。
其他領域在這裡先不做更多描述，更多腦洞還是要由內容設計者去發掘。
初心與堅持
這是一個不缺乏創意的時代，然而我們（項目開發者們）相信，憑藉個體的力量，永遠難以解決一個時代所面臨的痛點，所以我們希望利用這樣針對人如何感知空間的研究，與開發出來的算法，來為所有存在於個體中的創意，提供釋放它們的平臺與媒介，與其直接用有限的創意去生產內容與消費者對接，不如服務於創意工作者，從多點鋪灑創意，那麼創意傳播和內容製作品質，將會更快對市場進行覆蓋，讓人在保留真實行走的感覺的同時，不需要和虛擬空間一樣大的空間，便可以體驗到很豐富的虛擬交互體驗。
從切入點來說，在我們看來，我們的空間放大算法更傾向於是從空間與交互層面去理解問題，而不像混合現實領域主力軍那樣更多是從硬體技術和渲染效果上去集體發力。
但也必須說，我們的思路和切入點與主力軍並不是對立與競爭的關係，而是相輔相成，因為硬體技術的發展以及空間定位算法的優化會使大空間定位解決方案日趨穩定與成熟，造價也會越來越低，而渲染技術的提升，不論是走藝術化風格還是真實向風格，都會極大提升體驗者在自由行走過程中視覺呈現的美觀度與震撼力，從而提升沉浸感。
因而在多方共同發力合作的情況下，MR所能呈現給體驗者的狀態才能避免消費者對其市場的整體偏見以及將它定位為「快餐」消費品。
最後我們歡迎所有對空間、混合現實以及我們感興趣的朋友關注並通過我們的公共號「位形空間」聯繫我們，有你們的參與和討論，才有我們的精進與改良。
夢的起點
有意思的是，「位形空間」項目創始人有三位曾是UCL巴特萊特建築學院交互建築研究方向的第一批學生。這場空間和MR革命的起點也許就在UCL巴特萊特建築學院。
建築+交互=新趨勢！
UCL從去年開始開設 Design for Performance and Interaction MArch，今年是第二批。UCL也是目前極少數開設此課程的學府。
UCL相信，我們能為表演創造空間，並在其中創造表演，有限的空間其實可以無限伸展，當我們的設計突破三維進入四維空間，全新的理念將帶來革命性的運用。
你將從表演藝術、數字媒體、空間互動、人類學、社會學、控制論、認知神經科學和美學等跨學科理論中，重新探索交互建築設計的原理和技巧。課程旨在為創造力提供最廣泛的空間，使學生能夠找到自己獨特的設計遠景，強調原型設計，從交互式對象到舞臺活動和性能體系結構。
項目亮點
設計並製作個人及合作項目，年底可在1000人展會上，展示、表演自己的作品；
掌握技術系統的工作知識，包括：聲音、燈光、互動計算和電子學；
了解設計或調整大型性能空間所需的參數工具，包括：聲學、燈光、座椅（觀眾視線）以及在正常和緊急情況下模擬受眾行為；
學習如何操作軟體和物理硬體，以在建築結構中創建模擬和實際1:1的虛擬演示空間。
申請須於2018年7月27日前遞交，即2018年入學。
寫在最後最後的話
虛擬和現實的壁壘被捅破，果殼裡也能創造宇宙，這個世界正被重新定義。
有人說是技術的革新引領了時代，而在我看來，技術的只是一種實施的手段，真正驅使變革的是人類的思想，它躁動不安、敢於冒險、不斷開拓。
也許 UCL 這門新課程就是這場思想躁動的主戰場，當新的思想產生，註定要改變一個時代。你的選擇，是你個人的取捨，也是人類未來的方向抉擇。
LAC Studio 有豐富的經驗和師資，想了解更多 UCL 及 Design for Performance and Interaction MArch 課程和申請方式，可以在微信公眾號裡留言。
2018年，你我的新起點，LAC Studio 助你拿下 Dream School。
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創新而不僅是創意－我們培養的是學生全面的能力，不僅有好的思想，更有強大的技術，有把創意變為現實的能力。