为什么在 Meta、微软的元宇宙，我们连一双腿都不能拥有？

当你戴着 Oculus Quest 2 头显，进入 Meta 的 VR 社交平台 Horizon Worlds 时，你需要创建一个虚拟形象代表自己。
可是它看起来怎么也不像你，它没有下半身，像霍格沃茨的幽灵一般漫游空中，最近飘荡进了超级碗的广告里。

▲ Horizon Worlds.
隔壁的微软也是这样，在其元宇宙入口 Mesh for Teams 之中，你的虚拟形象同样失去双腿。

▲ Mesh for Teams.
然后你将一个问题脱口而出：为什么没有腿？
　　把腿加上，有那么难？
Andrew Bosworth 是 Meta 的 Reality Labs 副总裁，在领导公司的 XR 部门时，他养成了通过 Instagram 进行即兴问答的习惯。在 2 月 10 日的问答中，他承认加腿是件难事。

▲ Andrew Bosworth.
如果想在 VR 中以逼真的方式呈现双腿，它首先需要知道腿在现实里的一举一动，然后推断腿在 VR 中应该做什么。
症结就在这里，虽然 Quest 2 能够进行头部和手部跟踪，并估计手臂和胸部的位置，但它不知道你的腿在哪里。

Quest 2 配备 4 颗广角灰度摄像头，顶部的两颗朝向上面和侧面，底部的两颗略微向下。如果我们向前看，这些摄像头通常可以看到手臂，如果我们坐着或向下看，摄像头能够看到身体的更多部分。
但它们的追踪范围始终有限。有时，腹部等「障碍物」可能会挡住摄像头的视线；有时，当我们倾斜或转动头部，那些向下的摄像头也无法看到腿。
Meta 还想将头显的外形尺寸做得更小，摄像头可能更难看到腿了。
在腿部放上额外的传感器呢？理论上可行，但目前几乎没有针对腿部的商用传感器和控制器。
HTC 销售几种主要面向企业用户的 Vive VR 头显，还推出了绑在四肢或物体（如网球拍）上的追踪器。不过，追踪器只能与连接到电脑的头显兼容，并需要一个基站。

▲ HTC VIVE.
说到基站，「无腿」的核心原因也就呼之欲出，即 Quest 2 的定位方式。VR 头显的定位技术可分为两类，一种是 outside-in，一种是 inside-out。
Outside-in 需要事先放置定位点设备，定位点设备会发射出激光、红外线、可见光等，覆盖定位点设备之间的空间，并建立三维位置信息，通过三角定位的方法确定佩戴者的位置和移动方向。

▲ 图片来自：VRPinea
Quest 2 则属于 inside-out，它无需架设额外的定位装置，在 VR 头显上安装摄像头，让设备自己检测外部环境的变化，再用 SLAM 算法计算出摄像头的空间位置和移动方向。

▲ 图片来自：VRPinea
简单来说，inside-out 定位无需基站，拓展了使用空间，更适合日常娱乐和移动场景；outside-in 可提供更精准、范围更大的追踪效果，全身动捕一般依靠 outside-in 的追踪设置实现。
既然目前做不到全身追踪，Meta 就将腰部以下「砍掉」了。

▲ 图片来自：Meta
定位方式也关联了使用习惯，以及公司的战略方向——科技发展越方便越好，消费者不一定关心公司用了什么技术。起价 299 美元的 Quest 2 虽然精准度和延迟相对落后，但对普通用户来说足够友好。
在 VR 中经营社交，一直是许多 VR 制造商的目标。

▲ 图片来自：CNN
Meta 当然希望进一步将 VR 推向大众消费市场。更逼真的身体表现，固然可能引起更多人对 VR 的兴趣，也可能使用户体验更加繁琐、成本更高，至少短期内是如此。
所谓「两害取其轻」，更低的使用门槛对普及 VR 意义重大。
值得一提的是，Unity 增强和虚拟现实副总裁 Timoni West 提出了一种解决方法——先采集大量关于走路方式的数据，再在 AI 的帮助下，根据头显检测到的头部运动预测腿部运动。
AI 可能无法精准预测到具体用户的每一个动作，这会导致 AI 再现的动作不自然；「采集大量走路方式数据」这个前提也并不容易，当在未来某个时候，每个人家里都有一台全向跑步机捕捉腿部运动时，制作人体运动的数字模型可能就不再困难了。

▲ 图片来自：0-tech
简言之，如果不在身体或周围设置一系列传感器，就要求消费级一体式 VR 设备实现完美的腿部追踪，基本是不可能的，就像 HTC 美国公司总经理 O＇Brien 所说：
　　

大家追求的是一直全身心的沉浸式体验，能够用一个一体式头显再现身体的每一个动作。但是，我们目前还做不到。

你要跳舞吗？
2019 年 9 月，Meta 宣布在 Oculus Quest 上使用深度神经网络进行准确的手部跟踪。
戴着 Quest 2，我们可以挥动手部在菜单界面进行一些简单操作，也可以握着手柄在游戏里大杀四方。
在 Horizon Worlds，漂浮的「无腿怪」们可以闲逛、结识朋友、向僵尸开枪或创建自己的世界。

▲ 图片来自：Meta
精确的手部追踪为什么重要？因为它将解锁一系列新体验——用手势在 VR 中暂停电影，在社交游戏中更自然地表达自己，与现实中一样挥手打招呼、猜拳、握手、抓取、击掌……
相比之下，如果你不需要跳舞等游戏用途的话，腿部跟踪似乎没有那么必要。就算不用腿部跟踪，软件也可以模拟行走、下蹲等动作，让你看起来「全须全尾」。
为了让步行在 VR 中更逼真，有研究人员推出脚部 VR 力回馈方案。举例来说，行走时的体感包括视觉场景变化、脚底踩在地面上的反馈，以及四肢移动的体感。因此，在理论上，通过刺激和模拟这些体感和视觉效果，也能模拟逼真的行走体验。

如果仅仅是看不惯，装个「假腿」足够了。Andrew Bosworth 就是这么想的：
　　

我们可以为虚拟形象伪造腿，让人们看到彼此的完整形象，没有人会知道其中的区别。

当然，Andrew Bosworth 也承认，假腿没法代替真腿的体验。假腿只是能在闲逛、聊天等简单的VR社交体验里，让你漂浮的虚拟形象看起来更加自然。
但没有一双灵活的腿，总觉得少了什么。在更沉浸和真实的 VR 体验里，我们总是需要腿的，这方面的代表便是 VR 社交平台 VRChat。

▲ VRChat.
VRChat 的一大特点是虚拟角色不受限制，二次元们熟知的 MMD 模型可以直接转换成 VRChat 的角色，卡比兽、海绵宝宝、初音未来扎堆出现。不仅如此，越来越多的VR舞者通过绑在身上的运动追踪器，在这里进行实时斗舞比赛。
为了在 VR 中完成全身舞蹈动作，韩国 VRChat 舞者 Makoto 用的追踪器特别齐全：带有无线附加组件的 HTC Vive 头显、手腕上的 Index 控制器以及腰部和脚部的 Vive Tracker。

▲ Makoto.
VR 爱好者们愿意为全身追踪付出许多金钱和精力，意味着拥有「真腿」的门槛依然很高。
但更长远地看，社区就是围绕这些活动形成的，世界上第一个 VR 舞蹈社区 @IDA_officialVR 在 VRChat 举办了一系列舞蹈比赛，VR 真正远程连接了可能永远都不会见面的人们。
我们仍然期待，随着技术变得更好、更便宜，VR 能够提供更多意料之外的体验。

▲ 在 VR 里击剑. 图片来自：roadtovr
或许从「为什么没有腿」这个问题就可以看出，相比扎克伯格的元宇宙构想，现在的 VR 技术还有些距离，Horizon Worlds 也并不是一个完全充实的元宇宙。
话又说回来，或许不是所有人都喜欢有腿，不是每个人都想要做一个映射他们日常生活的虚拟形象。
至少，在未来人人皆可触及的VR世界，要让「漂浮的无腿怪」成为一个选择，而不是一种遗憾。

▲ 参考资料：
1.https://edition.cnn.com/2022/02/15/tech/vr-no-legs-explainer/index.html
2.https://thenextweb.com/news/metaverse-no-legs-meta-microsoft-analysis
3.https://www.roadtovr.com/meta-quest-2-full-body-tracking-fbt-not-viable-quest-2/
4.https://www.roadtovr.com/vr-dance-battle-vrchat-breakdance/

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