灰岛 – 增强现实交互装置

《灰岛》是清华大学美术学院交叉学科研究生龚子仪的毕业设计作品,灰岛是一个增强现实交互装置,展览时间 19年5月10日 到 5月30日,展览地点清华大学美术学院B座。

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(灰岛装置)

作品介绍

作品是一个悬浮在空中的灰色岛屿,透过增强现实的屏幕,会看到灰岛的平面上站着一个虚拟的人物。观众可以通过摇杆控制人物移动,人物被赋予极大的重力以至于会影响浮空岛的倾斜角度。

倾斜
(因虚拟人物所站位置而倾斜的灰岛)

灰岛上有一个发光的虚拟小球和一个随机生成的得分区域,游戏的目的是控制小人移动让浮空岛倾斜,引导白色的小球到发光的圆形区域,随着得分越高,灰岛周围虚拟的景色也会变得越丰富。

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(灰岛和增强后的影像)

但是游戏具有一定难度,所以你可以放置黑色的石块到灰岛平面来创建一个阻挡,在虚拟世界中,石块也会在同样的位置形成能够阻挡小球移动的区域,让你更好地得分,在必要的时候,也可以叫朋友帮你摆放石块。

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(被真实石块阻挡的虚拟小球)

概念来由

装置的设计思路是从人机交互的思路来思考的,现有的增强现实的实现方式大多还是以“识别图像 – 叠加图像”的方式,交互的输入和输出都比较简单,我在想未来的增强现实体验应该不止于此。

对现有增强现实的解释
(现有的增强现实实现模式)

因为真实的世界一般来说没有办法响应虚拟的元素,所以我设计的思路一方面是让增强现实世界中的反馈更加直接,我加入了浮空岛的倾斜这一物理反馈机制。而仅仅是反馈的增加是不够的,经过测试,朋友们普遍反馈游戏难度有点高,为了让用户有更多操控的部分,所以加入了可触道具,让游戏机制更加丰富,最终形成了这样一个虚拟和真实能够互相影响的交互机制。

交互模式
(包含虚拟与真实元素的交互机制)

而在思考用什么样的形式承载它时,我想到了浮空岛,在我们的虚构作品中,浮空岛的设定是浪漫的,它是我们对于土地的依恋和对天空与技术的向往结合的产物,在本装置中,我先有了虚拟人物对于真实平面重力影响的基础交互方式,浮空岛是自然生发出的与这个交互方式匹配的设定。

装置意义

在我看来,这样的交互模式的意义有三点:

第一是真实的反馈,浮空岛会响应虚拟人物的重力,让反馈更加直接
第二是可触道具的加入,真实的石块可以在虚拟世界中发挥阻挡的作用,让游戏机制更加多样
第三是多人参与和多角度的观看方式,可以让承载在装置中的交互叙事模式更加丰富

装置意义
(灰岛装置意义)

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(灰岛装置)

游戏机制设计

而为了让这个装置能够被玩起来,只是交互机制的引入是不够的,我从传统的电子街机游戏找到灵感,对“太空侵略者”这个日本太东公司1978年的游戏进行分析,提取了街机游戏的四个要素,分别是:操作、目标、随机伤害和时间限制。而传统的电子游戏这些机制都存在与虚拟世界中,以此机制为基础,我加入了真实反馈与可触道具,让这个游戏更具可玩性。

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(太空侵略者游戏界面)

游戏机制
(以街机游戏为蓝本的游戏机制设计)

技术实现

很多人会关心这个装置是如何实现的,作为一个设计师,我花了大概两个月时间学习了Unity和C#代码,并自己完成了软件和硬件的开发。技术上,我用到了Unity、Vuforia、Arduino这些技术。

技术实现
(技术实现方式)

展示效果
(灰岛装置效果)

灰岛是我在增强现实装置领域第一个作品,通过设计灰岛,这个过程首先提升了我的文献检索和阅读的能力,它要求我去了解最新最前沿的论文和资讯。这个过程还让作为设计师的我重新找到了对于作品的掌控感,这是一个人的项目,我需要自己解决我面临的问题,无论是设计、技术开发还是硬件搭建那些熟悉和不熟悉的问题。这个过程还让我了解到和人交流与碰撞的益处,我把我的概念讲给老师、同学还有不同领域的人听,收获到的意见和自己思考让概念凝聚成最后的方案。

如果你对我的同类作品感兴趣,我还有另外一个作品《与》,也是一个交互装置,欢迎来访我的个人网站 inoier.com 设计乘数,或者搜索同名播客。

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