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1.3 虚 拟 环 境
虚拟环境的概念最早由美国的J. 拉尼尔(Jaron Lanier)在 1989年提出，它是指“用计算机技术生成一个逼真的三维视 觉、听觉、触觉或嗅觉等感觉世界，让用户可以从自己的视 点出发，利用自然的技能和某些设备对这一生成的虚拟世界 客体进行浏览和交互考察。” 1991年Latta提出虚拟环境的三要素：真实度、可感测的环 境和个体的控制。 我们可以归纳出构成虚拟环境或虚拟现实的两个基本条件。 (1) 必须存在一个由计算机生成的虚拟场景，这个虚 拟场景能令用户暂时脱离现实世界，产生一种现场感。 (2) 用户必须能与这个虚拟场景进行互动，产生一种 参与感，这种互动可以是感官上的，也可以是心理上的。 现场感和参与感均以用户的主观心理为衡量标准。
人机互动的研究重点并非如我们一般理解的那样放 在人机界面这一块，而是放在用户、计算机和任务 这三者的互动关系上，它是用户与计算机共同完成 任务的过程。
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1.4.1 人机互动的过程
1997年，加伯德(Joseph L. Gabbard)和希克斯(Deborah Hix)从可用性工程的角度详细阐述了虚拟环境下人机互动的 全过程，他们把人机互动分为了以下四个组成部分。 (1) 虚拟环境用户与用户任务(VE User and User Task)，包括虚拟环境用户、运动和位移、目标的选择、 目标的操作、虚拟环境用户任务。 (2) 虚拟环境用户界面的输入机制(VE User Interface Input Mechanisms)，包括跟踪用户的位置和方向、语音 辨认和自然语言的输入、轨迹球/鼠标以及现实世界的工 具、支持自然位移的设备、数字手套和手势辨认。 (3) 虚拟模型(The Virtual Model)，包括虚拟环境系统 信息、用户的表达和呈现、替身的表达和行为、虚拟的环 境和设定。 (4) 虚拟环境用户界面的呈现部分(VE User Interface Presentation Components)，包括视觉反馈、触觉反馈、 听觉反馈、场景反馈以及其他内容的呈现。
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1.4 互
互动主要体现在两个方面
动
一是虚拟环境(单人游戏)下的人机互动(HumanComputer Interaction)和社会互动(Social Interaction)； 二是网络虚拟环境(多人游戏)下的人机互动和社 会互动。 人机互动是指用户与计算机系统之间的通信，它是 人与计算机之间各种符号和动作的双向信息交换。
规则游戏和电子游戏各自的特点和它们之间的区别 虚拟环境与游戏的关系 教学难点 游戏中的社会互动行为
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1.1 游戏的一般定义
如图1-1所示的“老鹰捉小鸡”就是小孩子们 经常进行的活动性游戏。
德国古典哲学创始人康德(见图1-2)
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1.1 游戏的一般定义
德国人沃尔夫冈· 克莱默归纳出了所有游戏的如下几 点共性。
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1.4.1 人机互动的过程
加伯德和希克斯提出的人机互动流程如图1-9 所示。
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1.4.2 电子游戏中的人机互动过程
进行游戏的时候，玩家首先需要通过学习了 解游戏的目标和规则，然后在规则许可之下 对游戏的虚拟模型进行有目的的改变，并借 由虚拟模型的反馈情况结合既定目标对自己 的行为进行调整。 电子游戏在输入设备方面目前主要包括键盘、 鼠标、手柄和摇杆等常用的几种，各输入设 备的功能在特定的游戏类型中也已基本确定 电子游戏的输出系统除了常见的显示、声响 设备外，还包括力回馈设备、头盔显示器以 及其他类似的技术产品。
9ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.3.1 规则游戏与虚拟环境
规则游戏中的道具和规则这两个基本元 素已经构建起了一个脱离现实世界而存 在的游戏世界，而玩家玩游戏的过程实 际上就是与游戏世界进行互动的过程。 与虚拟环境相比，游戏的世界并不一定 全部通过计算机生成，在计算机的软硬 件技术尚未成熟之前，它主要是借助参 与者的思维力和想象力达成的。 当计算机技术达到足以创造道具和规则 的时候，1961年，第一款电子游戏—— 《太空大战》(Space War)在麻省理工学 院的PDP-1(程控数据处理机)上诞生了(见 图1-7)。 虚拟环境的三要素——沉浸感、互动性 和想象力在电子游戏的发展过程中得到 了充分的体现
(1) (2) (3) (4) 目的论行为 规范调节的行为 戏剧行为 交往行为
与单人游戏相比，多人游戏除了工具行为和戏剧行 为外，在策略性行为、规范调节的行为和交往行为 方面也有明显的表现，并且参与人数越多，这些行 为的影响力就越大。 目前的许多大型多人角色扮演游戏(MMORPG)，无 论以文本形式或是图形形式存在，在社会交往方面 已经脱离了规则游戏的范畴而成为一种单纯的道具， 这一问题直接导致了游戏内部的混乱。
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本章小结
本章从广义的游戏开始逐步介 绍到今天的电子游戏和网络游戏， 分析了不同范畴和时代的游戏定 义，并重点针对电子游戏这种特 殊的游戏形式，介绍了电子游戏 在虚拟环境和互动方面的独特性。
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本章习题
1．什么是游戏？什么是规则游戏？
2．电子游戏有什么特点？
3．为什么说电子游戏是规则游戏与虚拟环境 相融合的产物？
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1.2 电 子 游 戏
与传统规则游戏相比，电子游戏主要有以下 四个特点。
第一，电子游戏大大拓展了游戏的外延，而不只 是对传统规则游戏的数字化克隆。 第二，玩家并不能直接参与游戏，而是必须借助 人机界面对游戏进行操控，并且在很多情况下这 种操控需要借助替身 第三，计算机技术不仅为电子游戏创造了虚拟环 境，创造了道具和规则，还创造了游戏中的竞争 与合作。 第四，电子游戏强调对脚本的应用，传统游戏的 进程大多数情况下是由参与者、规则、机遇三方 共同作用的结果
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1.3.2 网络虚拟环境与增强现实
网络虚拟环境(Networked Virtual Environment)与增 强现实(Augmented Reality)是虚拟环境的两种重要的 延伸和应用。 桑蒂普· 辛哈尔与迈克尔· 齐达认为一套网络虚拟环境应 该包括以下5个基本特征。 (1) 空间的共感(置身于同一场景内)。 (2) 在场的共感(彼此能感知对方的参与)。 (3) 时间的共感(以实时方式互动)。 (4) 沟通的方法(多种互动渠道)。 (5) 共享的方法(可与之产生互动的动态场景)。 网络虚拟环境与普通虚拟环境的区别在于互动的重点不 同，而增强现实与普通虚拟环境的区别则在于虚拟场景 的不同。
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1.4.3 人机互动的等级
把影响互动等级的这三个变量放入电子游戏 中进行考察，我们可以看出，第一个变量在 CS Source(见图1-11)之类的动作射击游戏中 表现得最为充分；第二个变量即通常所说的 “自由度”的问题，第三个变量即前面提到 的输入系统的问题。
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1.4.4 社会互动
哈贝马斯(Juergen Habermas)曾把人与人之间的 社会行为分为以下四种类型 .
1．共同经验 2．平等 3．自由 4．主动参与 5．游戏世界
沃尔夫冈· 克莱默在前人的基础上总结出了如下的 “规则游戏”要素。
(1) (2) (3) (4) 必须有道具和规则。 必须有目标。 游戏进程必须具有变化性。 必须具有竞争性。
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1.2 电 子 游 戏
20世纪30年代中期，当著名的科学家“计算 机之父”——冯· 诺依曼提出了计算机的体系 结构(见图1-5)，恐怕没有人会想到它同时还 改变了人们玩游戏的方式。
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1.4.3 人机互动的等级
一个具有互动性的沟通必须具备三个条件： 首先，信息必须是针对明确的对象而发出的； 其次，在交换信息的同时，双方都应该按照 对方的回应而随时调整其所传递的信息；最 后，沟通的渠道必须是双向的，这样才能保 持其顺畅性。 在此基础上，美国亚历桑那大学信息系统管 理系主任努纳麦克为互动等级的高低设立了 三个变量：一是响应速度，二是用户可能进 行的互动范围，三是操控的设定 。
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第Ⅰ部分
第1章 游戏的定义
游戏概述
第2章 电子游戏的类型
第3章 游戏产业的沿革与发展
第4章 中国游戏产业 第5章 游戏市场发展与展望
第6章 游戏开发人员需求及过程
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第1章 游戏的定义
教学目标 了解游戏的定义 掌握规则游戏和电子游戏各自的特点和它们之间的区 别 了解虚拟环境的概念及其与游戏的关系 了解互动的概念，理解不同的互动在游戏中所起的作 用 教学重点
4．影响人机互动等级的因素有哪些？ 5．请描述游戏中的人机互动过程。 6．单人游戏和多人游戏都包含哪些社会互动 行为？请举例说明。
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1.4.2 电子游戏中的人机互动过程
Lionhead工作室的《黑与白》 (见图1-10)在角色与角色任务的 设计和虚拟模型的构建上非常成 功，无论是场景的建模还是怪物、 村民的人工智能都达到了一个相 当高的水准(据报道，该游戏里 的怪物全部通过了图灵测试)， 主创莫里纽克斯曾把游戏带至麻 省理工学院，向学生展示这些怪 物在学习、成长和理解方面的能 力。
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1.3.2 网络虚拟环境与增强现实
澳大利亚的Wearables计算机实验室(WCL) 正在进行一项以增强现实的实现和应用为目 的的研究课题——ARQuake，该课题以第一 人称射击游戏《雷神之锤》(Quake)为主要工 具，用户佩带头盔显示仪、全球定位器、数 字罗盘和一把有着真实的后坐力和音响效果 的电子枪，消灭出现在真实场景内的虚拟怪 物(见图1-8)。