JUMP：使用虛幻引擎創(chuàng)建的全球首套超寫實(shí)翼裝飛行模擬器
如果調(diào)查人們最想擁有的超能力，飛行能力很可能位居前列,。歷史上，從踏板動(dòng)力飛機(jī)到火箭動(dòng)力噴氣背包，富有冒險(xiǎn)精神的人們?cè)噲D使用各種方式征服天空,。
然而迄今為止,，人類最接近真正“無機(jī)械輔助”的飛行方式大概就是翼裝定點(diǎn)跳傘（也稱為翼裝飛行）。
這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)危險(xiǎn)系數(shù)高,，技術(shù)難度大,，參與者需要從高處定點(diǎn)下跳，然后借助飛鼠裝滑行（而不是自由下落）,。
翼裝定點(diǎn)跳傘需要多年的特技跳傘和定點(diǎn)跳傘經(jīng)驗(yàn),，而且每500次就有可能出現(xiàn)一次死亡事故，這對(duì)99.9%的人來說都是一項(xiàng)遙不可及的運(yùn)動(dòng),。然而,，現(xiàn)在情況發(fā)生了改變。
全球首套翼裝飛行模擬器
你可能在緊張刺激的GoPro鏡頭中看過翼裝飛行者從山崖邊緣俯沖而下,。然而,，全球首套超寫實(shí)翼裝飛行模擬器JUMP在此基礎(chǔ)上又邁進(jìn)了一步。
該模擬裝置整合了真實(shí)翼裝,、定制VR頭盔,、懸掛系統(tǒng)、風(fēng)效,，以及超真實(shí)的多感官刺激,。簡而言之，在不親自參加定點(diǎn)跳傘的情況下,，它將為你帶來最接近真實(shí)飛行的體驗(yàn),。
JUMP是首席執(zhí)行官兼創(chuàng)始人James Jensen的創(chuàng)意產(chǎn)物，在創(chuàng)造令人震撼的場地型娛樂體驗(yàn)方面,，他有著豐富的經(jīng)驗(yàn),。
他此前是The VOID創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)中的一員，該公司曾率先在市場中推出步行虛擬現(xiàn)實(shí)模擬體驗(yàn),。這種體驗(yàn)憑借遠(yuǎn)超家庭設(shè)備能力范疇的頂級(jí)VR和圖形技術(shù),，可引領(lǐng)兒童和成人走進(jìn)《星球大戰(zhàn)》和《捉鬼敢死隊(duì)》的世界。
“虛幻引擎在高分辨率實(shí)時(shí)模擬方面完全領(lǐng)先于業(yè)界,?！? JUMP首席執(zhí)行官兼創(chuàng)始人James Jensen
2016年，在與身為專業(yè)翼裝飛行員的好友Marshall Miller的一次旅行中,，Jensen在篝火旁構(gòu)思出了JUMP的想法,。當(dāng)Jensen談?wù)撈鹦凶?a class="insidelink" href="http://m.shcjtec.com" title="虛擬現(xiàn)實(shí)">虛擬現(xiàn)實(shí)模擬時(shí)，Miller拿出了自己在瑞典進(jìn)行翼裝定點(diǎn)跳傘的視頻,。
“當(dāng)時(shí)我不假思索地感嘆道：‘希望我也能試試’,，然后坐在我旁邊的妻子立即對(duì)我講‘絕對(duì)不行’,。”Jensen說,，“那晚,，我在餐巾紙上畫了一張草圖，構(gòu)思如何通過模擬裝置模仿現(xiàn)實(shí)世界翼裝定點(diǎn)跳傘的體驗(yàn),，包括下落和著陸,。”
他組建了團(tuán)隊(duì),，在2019年到2021年期間,，團(tuán)隊(duì)建造了模擬裝置的原型。他們?cè)讵q他州布拉夫戴爾市的經(jīng)營設(shè)施正是在此基礎(chǔ)上建立的,。截至目前,，該設(shè)施已運(yùn)營四個(gè)多月，為5000多人提供了飛行模擬服務(wù),?！拔覐膩頉]有玩過特技跳傘和定點(diǎn)跳傘，”Jensen說,，“根據(jù)職業(yè)運(yùn)動(dòng)員的反饋,，我可以得知，我們提供的體驗(yàn)非常真實(shí)——與現(xiàn)實(shí)中的運(yùn)動(dòng)相比,，相似度約有85%,。我們正在努力將這一數(shù)值提升到100%?！?/p>
通過攝影測量技術(shù)創(chuàng)造逼真3D模型
JUMP體驗(yàn)融合了許多前沿技術(shù),。我們先談?wù)勔曈X效果。JUMP會(huì)在超級(jí)精致的3D景觀中將全球最驚險(xiǎn)的定點(diǎn)跳傘場所呈現(xiàn)在飛行者眼前,，其中包括讓人聞風(fēng)喪膽的諾奇峰,。
為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，JUMP團(tuán)隊(duì)乘坐配備頂級(jí)攝像機(jī)的定制直升機(jī),，花了兩天時(shí)間,，為下方景觀拍攝了數(shù)千張超高分辨率的圖片。
這些超高分辨率圖片經(jīng)過最新版本的RealityCapture處理,。這款先進(jìn)的攝影測量工具可依據(jù)一組圖像和/或激光掃描創(chuàng)建超逼真的3D模型,。
重組捕獲到的58000張圖像需要用到五臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)。團(tuán)隊(duì)還使用陀螺儀,、IMU（慣性測量裝置）和其他傳感器提供的精確信息,，創(chuàng)建了高精度的定制飛行日志。
這使他們得以為橫跨10平方英里的環(huán)境創(chuàng)造非常精細(xì)的數(shù)字模型,，模型中包含超過80億個(gè)多邊形,。
下一步是將巨大的數(shù)據(jù)集導(dǎo)入虛幻引擎5,。“RealityCapture團(tuán)隊(duì)提供了一些支持,，但最終,，我們開發(fā)了一些新工具，用于拆分這些龐大的數(shù)據(jù)集,，并分配合適的紋理和材質(zhì)?！盝ensen說,。
團(tuán)隊(duì)還利用UE5的虛擬化微多邊形幾何體系統(tǒng)Nanite，導(dǎo)入和復(fù)制了由數(shù)百萬個(gè)多邊形構(gòu)成的網(wǎng)格體,，同時(shí)在保真度無明顯降低的前提下,，維持了穩(wěn)定的實(shí)時(shí)幀率。
為了創(chuàng)造超級(jí)逼真的光照和陰影,，團(tuán)隊(duì)借助了Lumen的力量,。這是一個(gè)完全動(dòng)態(tài)的全局光照系統(tǒng)，內(nèi)置于虛幻引擎5中,，允許間接光照動(dòng)態(tài)地根據(jù)直接光照或幾何體的變化做出調(diào)整,。
“我們追求完美的照相寫實(shí)主義，因此,，我們非常依賴使用Nanite和Lumen創(chuàng)造栩栩如生的場景,。”Jensen說,，“我們目前最大的數(shù)據(jù)集是使用Nanite創(chuàng)造的,，它有80億個(gè)多邊形——分為700多個(gè)部分，每個(gè)部分都擁有16K紋理,?！?/p>
Jensen解釋說，正是這些功能促使JUMP選擇使用虛幻引擎創(chuàng)造體驗(yàn),?！疤摶靡嬖诟叻直媛蕦?shí)時(shí)模擬方面完全領(lǐng)先于業(yè)界?！彼f,。
“我以前在制作視頻時(shí)需要幾天，甚至幾周或幾個(gè)月才能渲染的內(nèi)容,，現(xiàn)在都能得到實(shí)時(shí)渲染,，感覺難以置信。多邊形數(shù)量一直是一個(gè)瓶頸,，而使用Lumen,，我可以實(shí)時(shí)看到全局光照,，這讓我大開眼界?！?/p>
JUMP團(tuán)隊(duì)使用Quixel Megascans中逼真的灌木,、樹木和草地等物體填充了這個(gè)虛擬環(huán)境。Quixel Megascans是一個(gè)3D掃描庫,，充滿了大量逼真的3D掃描可平鋪表面,、紋理、植被,，以及其他高保真CG資產(chǎn),，它現(xiàn)已集成在虛幻引擎5中。
他們還開發(fā)了自己的物理引擎FLIGHT,，用于處理物理世界和數(shù)字世界的所有配置和物理機(jī)制,；在3D美術(shù)方面，Blender和Maya也發(fā)揮了作用,。
最終,，這一切造就了一個(gè)令人驚嘆的虛擬世界，其真實(shí)感足以欺騙你的雙眼,，讓你相信自己真的站在4000英尺高的懸崖邊上,。這原本是專業(yè)定點(diǎn)跳傘運(yùn)動(dòng)員必須冒著生命危險(xiǎn)才能面對(duì)的地方，然而在這場體驗(yàn)中,，你將能夠毫發(fā)無傷地離開,。
觸覺和物理效果
視覺效果只是造就JUMP獨(dú)特性的一半原因。為了創(chuàng)造完全身臨其境,、與真實(shí)飛行別無二致的感覺,，還需要將VR頭盔中的影像與真實(shí)翼裝、懸掛系統(tǒng),、風(fēng)效以及多感官刺激結(jié)合起來,。
“要模擬現(xiàn)實(shí)，物理效果是至關(guān)重要的,?！盝ensen說，“當(dāng)身體感覺與影音同步時(shí),，虛擬現(xiàn)實(shí)模擬就上升到了一個(gè)新的維度,。”
模擬中的觸覺是由虛擬環(huán)境中的事件觸發(fā)的,?！拔覀?cè)谔摶靡嬷袑ｉT為翼裝定點(diǎn)跳傘體驗(yàn)的精彩瞬間編寫了自定義代碼，針對(duì)氣味、風(fēng)速,、觸覺舞臺(tái)效果,、聲音效果和物理對(duì)象發(fā)出信號(hào)?！盝ensen解釋說,。
這類尖端技術(shù)提供了精確模擬定點(diǎn)跳傘的方法。但是,，從未試過跳傘的人如何知道這種感覺應(yīng)該是怎樣的,？可以依賴專業(yè)人士的經(jīng)驗(yàn)。
Jensen邀請(qǐng)了專家,，為JUMP的開發(fā)提供建議,。其中包括前面提到的Marshall Miller，他是Jensen的好友,，也是專業(yè)翼裝飛行員，擁有上萬次的跳傘經(jīng)驗(yàn),。還有另一位專業(yè)翼裝飛行員Hartman Richter,，他同時(shí)也是一名優(yōu)秀的程序員，編寫了FLIGHT服務(wù)器的軟件物理引擎,，用于模擬真實(shí)翼裝中的動(dòng)力學(xué),。
在他們的幫助下，團(tuán)隊(duì)得以添加一些細(xì)節(jié),，創(chuàng)造一種親臨現(xiàn)場般的真實(shí)感,。例如，翼裝填充了壓縮空氣,。一旦你跳離懸崖,，翼裝就會(huì)在幾秒鐘內(nèi)充氣膨脹。隨著氣流速度的增加,，風(fēng)扇會(huì)開始加速旋轉(zhuǎn),，吹出更猛烈的風(fēng)。所有這些元素都為體驗(yàn)增加了真實(shí)感,。
飛入元宇宙
當(dāng)Jensen觀察飛行者的反應(yīng)時(shí),，他突然產(chǎn)生了JUMP開發(fā)過程中最重要的靈感之一?！爱?dāng)我開始帶人們參觀原型機(jī)時(shí),，我發(fā)現(xiàn)他們會(huì)注視其他人?！彼f,，“他們說著‘我要試試他剛才做的事’，然后開始比拼,?！?/p>
Jensen意識(shí)到,，這種體驗(yàn)就像滑下雪山，人們會(huì)試圖和朋友比賽,，并超過他們,。這促使團(tuán)隊(duì)開始探索電競式比賽的想法?！拔覀冞€沒有做過現(xiàn)場直播,，但我們制定了全面的計(jì)劃，準(zhǔn)備在所有營業(yè)點(diǎn)舉辦翼裝飛行比賽,，并通過Twitch直播,。”Jensen說,。
團(tuán)隊(duì)還在開發(fā)一種多人游玩體驗(yàn),，允許不同地點(diǎn)的飛行者在虛擬環(huán)境中相聚，一起跳傘,。他們還計(jì)劃使用面部掃描技術(shù)為用戶創(chuàng)建逼真的虛擬化身,，這些化身將進(jìn)入體驗(yàn)，使他們有機(jī)會(huì)提供GoPro風(fēng)格的個(gè)性化視頻,。
目前,，JUMP還只是一種場地型體驗(yàn)——Jensen說，他們已計(jì)劃好,，將來再開發(fā)幾處營業(yè)地點(diǎn),。然而讓人心癢難耐的是，他暗示在未來,，某個(gè)版本的系統(tǒng)可能會(huì)支持在世界各地的臥室和客廳中運(yùn)行,。
“JUMP的模擬裝置和技術(shù)將為在所有元宇宙中實(shí)現(xiàn)真正完整的移動(dòng)性奠定基礎(chǔ)?！盝ensen說,，“有了這幾年場地型娛樂的運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，我們必定會(huì)為家庭用途推出一款完美的虛擬現(xiàn)實(shí)移動(dòng)產(chǎn)品,?！?/p>
屆時(shí)，韋德·沃茲先進(jìn)的沉浸式裝備可能離我們并不遙遠(yuǎn)了,，而元宇宙的全部潛力也必將得到激發(fā),。
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