沉浸感

沉浸感，是人对计算机系统创造和显示出来的虚拟环境的感觉和认识，是虚拟现实技术的核心概念之一。

简介解释当参与者置身于虚拟环境中时，其感觉系统以一种与在真实环境中相同的方式处理来自虚拟世界的视觉和其他感知数据。

运用技术创造具有强烈沉浸感的虚拟环境有赖于各种技术的综合运用，包括图形图像技术、人机交互技术、人工智能与模式识别技术、网络传输技术、并行与协同计算技术、大规模显示技术等。

游戏声音设计特征与听觉沉浸感视频游戏随着科技进步高速发展，时下已成为人们必不可少的休闲娱乐方式之一。游戏开发者注重游戏的策划、程序、美术，往往对游戏中的声音要素不够重视，声音作为游戏中一个重要的因素，是增强沉浸感的重要手段。

沉浸感的定义很多游戏用户都曾经有过完全投入在游戏世界中的经历。可以用‘’沉浸感‘’这个词来形容这类现象，随着游戏的普及，游戏的沉浸感也成为了很多游戏开发者需要深入探究的必要元素。沉浸意味着游戏用户全神贯注地投入游戏。沉浸感在游戏领域是一个至关重要的元素用来考查是否这个游戏值得去玩，并且游戏开发者很注重游戏沉浸感的质量。和所有游戏设计要素一样，游戏声音设计者也同样也遇到沉浸感的问题。游戏声音必须与图像和游戏情节相互配合，才能使游戏用户沉浸于各式各样的玩法体验中。

虽然‘’沉浸感‘’这个词经常使用，但是对于它的定义很少。在游戏研究界，‘’沉浸感‘’这个词一直没有统一的定义。如潜龙编著的《游戏设计概论》中称为‘’代入感‘’，叶展等编著的《游戏的设计与开发》中称为‘’置入感‘’，其实不论是‘’代入感‘’还是‘’置入感‘’，或是‘’沉浸感‘’，称谓不同，但所指是一致的，大意是游戏用户在玩游戏中，被游戏所吸引而忘我地投入。统一使用‘’沉浸感‘’的称呼法。美国游戏理论家 M.Csikszentmihalyi 的对沉浸是这样定义的:‘’当人们在进行活动时，如果完全的投入情境当中集中注意力，并且过滤掉所有不相关的知觉，即进入一种沉浸之状态。这种说法用来描述游戏的沉浸感更为科学。‘’

沉浸感的认知过程游戏沉浸感的形成包含三个主要的环节：首先，游戏用户参与游戏，会有一种被传送到游戏世界的 。再次，游戏用户开始投入在游戏活动中。最后，游戏用户完全沉浸在游戏中，把自己看做是游戏中的角色。在这个情况下，游戏用户才能在玩游戏时体验到一种真正的现实感在游戏中。

1）游戏用户参与游戏。

在这第一阶段，游戏用户通过对听觉和视觉的感知方式进入游戏世界，通过熟悉游戏故事情节，学习游戏技法，才能慢慢融入游戏进入下一个阶段。这里我们又谈到之前所介绍的游戏《英雄联盟》，这是一款以对战为主的网络游戏，在游戏用户第一次注册次游戏后游戏将会进行教程关卡。在教程关卡，系统会用女声向用户介绍整个游戏的历史和基本操作，然后将会通过一步步提示，如‘’请点击地面移动到此处‘’、‘’请打开控制面板按钮选择 XX‘’等等。这类不仅仅用文字，而通过语言提示给游戏用户，更让用户方便学习游戏操作，更快融入游戏当中。

2）游戏用户投入游戏活动。

这个阶段游戏用户对于游戏情节与游戏技法已经了解，这时候开始忘记现实世界，还原对游戏世界的感知。比如《孤岛危机》，当游戏用户熟悉了各种游戏环境和技法时，游戏将还原一个游戏角色所感知的自由小岛，主角在小岛的丛林中潜行所产生的树叶沙沙声尤为真实。《lock on》作为最好的现代空战游戏之一，其成功除了逼真的画面与操纵性，更在于真实的飞机引擎声、导弹发射声以及真实机场的各种警报，完全让游戏用户体会紧张刺激的空中格斗的紧迫感。

3）游戏用户完全沉浸在游戏。

当游戏还原了游戏用户所感知的世界，并且游戏世界让游戏用户觉得有意义时，游戏用户便会进入最后一步，完全沉浸在游戏世界中。游戏用户通过视觉和听觉从复杂的观察对象中提取有用的信息，加强人对现实的感知。如游戏《细胞分裂》系列中，当玩家扮演的角色潜入一个陌生的环境中，背景音乐安静下来让玩家有种空空的感觉，似乎随时会出现一名敌人。而当真的枪战大作时，游戏音乐响起，从而为玩家创造出一种在现实中很难体验到的‘’007‘’的感觉。1

沉浸感显示技术沉浸感是虚拟现实技术追求的基本目标，创造具有强烈沉浸感的虚拟环境有赖于各种技术的综合运用，其中显示技术是最终形成虚拟环境的关健步骤。2

沉浸感与显示技术沉浸感是虚拟现实技术的核心概念之一，是指的是一种主观感知，即人对计算机系统创造和显示出来的虚拟环境(Vrtual Envlroment，VE)的感觉和认识。当参与者置身于虚拟环境(VE)中时，其感觉系统以一种与在真实环境中相同的方式处理来自虚拟世界的视觉和其他感知数据，就像处理一般感知数据一样。

人对VE的沉浸感是可以度量的。如果一个VE比另一个有更大的视域(Fleld of view，Fov)，那么第一个系统就比第二个系统有更高的沉浸感。进一步，如果一个VE允许参与者转动头部从任何方向观察VE视觉信息，而另一个VE却只允许参与者从某个固定方向观察VE视觉信息，例如在小屏幕上注视画面，那么前者有更强的沉浸感。

创造具有强烈沉浸感的虚拟环境有赖于各种技术的综合运用，包括图形图像技术、人机交互技术、人工智能与模式识别技术、网络传输技术、并行与协同计算技术、大规模显示技术等等。其中显示技术是最终形成虚拟环境的步骤，其作用至关重要。显示技术是信息呈现的一种手段，随着普适及算的兴起，显示技术的作用越来越重要。显示技术可分为无沉浸感的、半沉浸感的和全沉浸感的。2

沉浸感显示技术的类型在技术上，可以将以往的研究按不同的方式分类。

1）从显示的规模分，有单屏技术和并行多屏显示技术。单屏显示本身因显示范围小而存在诸多局限，大多依靠应用系统来获得很弱的沉浸感。而多屏技术有良好的视觉效果，通过多通道并行输出，不仅显示的幅面大，分辨率高，而且能够产生一定的沉浸感。多屏技术大多采用显示墙(diasPlaywall)模式，多屏显示墙为美国普林斯顿大学1999年开发的大规模显示墙。由于参与者没有被包围在虚拟环境中，他们只是在看显示的东西(Iookingat)，因此沉浸感也很有限。

2）从显示表面的形状看，可分为平面显示与曲面显示。平面显示是传统显示技术的继续，而曲面显示则试图模拟立体空间环境，通过显示表面对参与者的包围来创造更强的沉浸感，曲面显示系统I一C0NETM赋予人们从不同视角观察画面的可能，参与者开始置身于显示环境当中(being in)，而不仅仅是不是观看显示内容，因此有了更加丰富的感受和更多的想象。

曲面显示技术也有不同类型，有球面的，有立方体的(包括六面洞室、三面洞室等)。这种几何上的差异主要会带来设备制造与部署上的不同，同时在沉浸感的也有一些差别。例如，球面显示更适合模拟太空穿行感。

3）从对参与者的装备要求看，有需要穿戴设备的和不需要穿戴设备的显示系统。前者如头盔显示器(Head Mounted DisPlay，HMD)、快门眼镜(Shutterglasses)等。头盔显示器是一个独立的显示设备；而快门眼镜则是一种辅助设备，通过让左右眼看到不同角度的影像，使观察者感觉到立体图像。它的左右镜片是一下打开一下关闭，当右眼的镜片打开时，屏幕上也同时输出给右眼看的影像；当左眼的镜片打开时，屏幕上也刚好是输出给左眼看的影像。欧美正逐渐盛行的l一MAX立体电影院和立体剧场采用的就是这种技术。

显示系统要求参与者佩戴相关设备会带来一些不便，例如在虚拟视频会议中，要求与会者都佩戴头盔显示器或快门眼镜，会相当别扭。

4）从显示系统的应用范围看，可分为一般用途的和特殊用途的。上面提到的系统均为一般用途的显示技术。而特殊用途的显示系统的显示属性与某种应用密切相关。换句话说，就是显示设备的设计和部署是为特定显示内容服务的，显示系统只能为一类甚至一种应用服务，例如面向视频会议系统的沉浸感显示技术。2

本词条内容贡献者为:

苏智勇 - 副教授 - 南京理工大学自动化学院