幾個月前青亭網曾報道，在NFL棒球比賽上，人們使用AR效果的黑豹吉祥物為運動員加油打氣。從視訊效果來看，體積龐大的AR黑豹極具動感，其皮膚紋理以及和實體場景的互動十分逼真，就好像真的有一隻巨型黑豹闖入體育場一樣。
從這樣的案例可以看出，令人信服的AR更能為觀衆帶來沉浸、震撼的感受。這是因為，AR遊戲中的角色是三維的，其互動和視覺變化也需要具有空間感，甚至與真實場景的互動也要模拟實體特性。
而營造這種逼真感，則需要從多方面模仿現實，比如：根據環境光動态變化的光影、與真實環境産生自然的實體互動、足夠細節的紋理，以及保真的動作還原等等。而實際上，為了不斷提升AR的逼真感，微軟、谷歌、Niantic等公司一直在探索，包括基于實時場景掃描、目辨別别的動态遮擋渲染，或是陰影、實體互動等視覺提示。對于AR開發者來講，從多方面提升AR的可信度也有助于優化使用者體驗感。
自從《精靈寶可夢Go》讓AR遊戲走進大衆視野後，市面上陸續出現越來越多的AR遊戲、AR應用，同時AR視覺和互動的效果也在不斷提升。與傳統的2D遊戲相比，AR最大的特點是将虛拟内容與真實場景結合，而為了確定AR的虛實融合效果，開發者們将需要解決一系列全新的挑戰，比如：如何設計以360°圍繞玩家存在的沉浸式遊戲體驗？如何将空間内的障礙物因素考慮在内？AR如何對真實場景的光線和顔色産生反應？
對此，從早期就進入AR/VR行業的遊戲工作室Resolution Games在開發過程中也總結了許多經驗。近期其AR技術總監Magnus Runesson分享了AR移動遊戲的一些開發建議，他表示：從AR遊戲形式剛出現，我就已經參與相關開發，而且為大部分AR裝置開發過AR遊戲。經過這些年積累，Runesson認為提升AR的沉浸感需要從幾個關鍵方面入手：
1）陰影；
2）跟随自然光線動态渲染；
3）調整真實空間的色調；
4）增強現實場景；
5）利用粒子大小的AR來營造空間感；
6）現實世界中充滿“障礙”。
關于陰影
不管是靜态還是動态的AR對象，都可以通過環境遮擋效果來提升逼真感，除了直接的遮擋效果，AR的虛拟陰影也可以與實體環境互相作用。
Runesson表示：每個藝術家都應該明白，在開發虛拟世界/空間時，正确渲染陰影是提升可信度的關鍵。那麼在開發AR遊戲時，空間中的環境光又會對AR物體的陰影造成哪些影響呢？
首先，開發者需要考慮AR虛拟陰影與環境之間的遮擋關系，也就是說AR物體在接觸實體表面時，需要同時産生從AR底部開始延伸的虛拟陰影，這個陰影将跟随AR物體，并與實體表面自然融合。
通常，開發者們會在場景中烘焙完整的環境光線，是以在環境中移動的實體目标可以自動實作光影渲染。而為了渲染靜态物體的陰影，《憤怒的小鳥AR：豬島》的開發者們會在AR周圍建構幾何架構（也被稱為空間遮擋外邊），以調整AR的環境遮擋效果。而對于動态AR，開發者則選擇在AR所在的平面上繪制垂直的坐标系，來定位環境遮擋時産生的虛拟陰影，利用坐标系來定位陰影的好處是，可以逐漸控制陰影的自然變化，AR底部的陰影最深，而向外延伸的部分則越來越淺。
關于自然光線提示
在開發遊戲過程中，光線/亮度與陰影同樣重要，對于AR遊戲來講更是如此。為了提升在真實空間中的自然感，AR内容需要根據實際的環境光線來動态調整自身亮度。也就是說，你在不同亮度的房間中玩《憤怒的小鳥AR：豬島》，将感受到不同的視覺體驗，亮度、陰影都有變化。
Runesson表示：《憤怒的小鳥AR：豬島》利用兩種光源來渲染：定向光和環境光。此外，還會根據移動裝置預測的環境光溫來調整光線的顔色。
在渲染AR亮度時，開發者們可以采用這樣一種技巧，利用ARKit生成的環境紋理來控制場景的亮度，尤其是讓AR的顔色具有根據環境而變化的反光感，避免出現不自然的色塊而讓AR難以融入環境。
不過Runesson指出，動态變化的AR亮度隻能适應普通的光線環境，在一些極端明亮或陰暗的環境中，動态光影渲染的效果可能不夠明顯。
用AR來調整環境色調
如果說AR遊戲玩家所在空間的光線不可控制，那麼用AR濾鏡來調整攝像頭捕捉到的環境視訊，相對來講會讓光線環境更加可控，而且與AR的色彩更好的融合。此外，通過AR來調整場景的色調，也有望進一步增強AR遊戲的沉浸感。
簡單來講，就是用AR給攝像頭捕捉到的場景染色，類似于拍照、拍視訊時常用的濾鏡功能。對于不同類型的AR内容，也可以通過調整場景的色調來烘托主題。
就拿《憤怒的小鳥AR：豬島》來講，在一年四季不同的關卡主題中，關卡的背景色調并不相同，冬季、秋季采用冷色調，而春季、夏季會更加暖色調。
關于增強現實世界
為了進一步拉近AR與真實環境的視覺關系，AR不僅對環境光産生回報，也可以通過冰塊等虛拟的透光表面來映射、折射周圍的環境。比如在《憤怒的小鳥AR：豬島》中，你甚至可以透過冰塊搭建的AR城堡看到背面的植物，根據折射原理模拟的效果看起來足夠自然。
Runesson表示：要想實作這樣的效果，開發者可以将攝像頭捕捉到的實時視訊圖像作為AR的背景，然後在透光的對象上疊加渲染緩沖區作為紋理，并利用緩沖區的紋理來調整AR物體的折射色彩變化。
他補充：AR的意義不僅僅是将虛拟圖像融入到真實環境中，它還能夠改變真實環境的觀感，進而提升整個體驗的沉浸感。
用粒子線索營造空間感
如果可以在實體空間中布滿3D虛拟場景，那麼人們可能更容易感覺這種AR與空間的關系，然而完全沉浸的3D場景是VR而不算做AR。對于《憤怒的小鳥AR：豬島》來講，它的遊戲内容主要集中在豬城堡的3D模型上，并不會占據玩家周圍全部空間。那麼，如何讓攝像頭内的AR内容與攝像頭沒有捕捉到的真實環境聯系起來呢？
Runesson認為，可以通過雪花、星辰等粒子大小的特效來進一步拉近AR與空間的關系。一方面，粒子大小的AR與實體環境産生互動時，本身具有一種空間感，另一方面，當AR粒子離開攝像頭邊框時，也産生一種好像走進現實的錯覺。
他發現，AR粒子元素将對玩家體驗産生直接影響，你甚至可以通過移動攝像頭來追随這些AR雪花、AR星辰。
考慮現實的障礙物
假設AR達到理想中的逼真感，與現實難以區分，那麼它一定會具有各種實體特性，比如遮擋、撞擊反彈等等。是以，AR遊戲需要通過攝像頭來識别空間中障礙物所在的距離，當桌子等障礙擋住AR時，確定AR不會繼續疊加在桌面上，而是有部分被桌子擋住，模拟物體在不同距離所造成的自然視覺規律。
Runesson指出，開發者可以在AR物體上疊加一種遮擋掩膜，它可以根據真實場景變化來渲染AR的遮擋效果。
實際上，早期就曾體驗《精靈寶可夢Go》的玩家會知道，此前的AR通常不支援遮擋，隻是将3D模型疊加在2D視訊中，甚至移動攝像頭角度也無法檢視3D模型的背面。而随着移動裝置的攝像頭技術不斷發展，越來越多的手機開始支援3D深度識别，這也為渲染AR遮擋帶來可能。
接下來，AR技術還将持續發展，尤其是随着AR眼鏡産品不斷更新，未來人們将可以通過AR眼鏡獲得更沉浸、立體的視覺體驗。參考：GI