VRead 丨怎样在 VR 世界实现交互和力的反馈?

摘要

微软的新技术能让你触摸到虚拟世界中的物体。

本文参考了 Engadget。转载请务必表明来源。如果你也想投稿或者转载相关 VR/AR 文章,请联系:wanghonglei@geekpark.net


说到人机互动,我们绕不开的工具是「键鼠」。这两件外设成功地塑造了我们与电脑沟通的方式。键盘用于输入,鼠标用于点选。即使现在有了各种各样的平板电脑,当你把它们立在你眼前,你还是会觉得键鼠的输入方式要来的快捷和精确。延伸到游戏机上,我们的大部分操作是通过游戏机手柄完成的。那么到了 VR/AR 纪元我们怎样完成人机交互?

VR 世界里我们怎样实现交互?

到了 VR 和 AR 的新纪元,我们还是会通过游戏机手柄完成输入,不过这样的方式对于沉浸感有不小的影响。于是我们的输入设备不得不经历一次蜕变,就有了类似于 HTC Vive 墨西哥卷似的动作控制器——它通过追踪你的动作的方式,完成较为直观的交互。比如,当你想到要拉弓射箭的时候,你就可以摆出拉弓的动作,而另一只手做拿箭,拉弦的动作。

虽然 HTC Vive 的控制器实现了动作上的模拟,但你手上始终还是拿着一个控制器。这时候 Leap Motion 的手势控制解决方案 Orion 登场了——它的特点在于能够识别你每一个手指的动作,如果说原来 HTC Vive 控制器是通过你的手臂的动作识别你是否在拉弓射箭,那么 Orion 则能更为细节地感知到你的手指是怎样拉弦,以哪几根手指捻箭的。

如何实现交互中的触觉反馈?

不过无论是哪一种的手势输入,它们虽然能实现对你手势的识别,但你只能在虚拟世界里得到视觉上的反馈,你的手是没有物理反馈的。说到这里你可能想起了另一个 VR 交互解决方案的提供商——诺亦腾。

实际上,诺亦腾不仅能够提供全身的动作追踪,它还能将现实世界中的物体映射到虚拟世界里,对这些物体进行追踪,并且在虚拟世界里给予这些物体其他的视觉形态。比如它可以将用户手中的木棒变为游戏中的长刀,应用程序中的铅笔或者其他按照用户需求所定制的虚拟物品。

这样一来,用户在 VR 世界里体验的过程中,做出一个抓取的动作,他不仅可以获得视觉上的反馈,而且能够获得物理上的反馈——这个物理上的反馈是现实世界中物体给予的。

(关于诺亦腾技术的展示,请参考这篇文章:不止是炫技,诺亦腾想让 VR 成为继网吧、电影院后的新娱乐平台

但这种方式需要给所有的实物加上传感器,并且要追踪每一个物体的位置,这不仅增加了传感器的数量,还会给整个计算系统造成巨大的挑战。那么有没有不那么复杂的方法呢?

微软:我们用错觉实现触觉反馈

来自微软,南加利福尼亚大学和滑铁卢大学的研究者发现,通过操控你在 VR 里看到的身体和世界的图像,可以让你产生错觉,错把现实世界中的一个物体当成 VR 世界里的多个物体。

为了演示这项技术,这个团队需要用于一个手势追踪的 Kinect 以及在 VR 的虚拟空间中提前放置的一些物体,而参与实验的用户则需要佩戴 Oculus Rift。

在第一个演示中,参与者起初能看见桌上有三个物体,但等到他戴上头盔后,研究者悄悄地把其中的两个移除了。然后参与者被要求抓取三个中的一个方块,但实际上桌面上仅剩一个实物。

通过「身体扭曲(body warping)」,参与者在 VR 世界里看到的是自己的手伸向根本不存在的虚拟物品,但此时现实世界中,手伸向的是仅剩的那个方块,这样他就能感受到小方块带来的触感。

在第二个实例中,参与者被要求往旁边看,在他们如此做的时候,虚拟世界会轻微地产生位移,这样虚拟物体的位置就能与现实世界中方块的位置对应得上了。

第三个实例是将前两种技术相结合,同时扭曲(warping)参与者在 VR 里手的图像以及虚拟世界里方块的图像,让这两者与现实世界中手和方块的位置相符合。这项技术在水平上和垂直角度上都有效,让用户不仅能移动物体还能将物体叠加起来——这个技术在像 Minecraft 这样的游戏里能起到巨大的作用。

这个团队在实验报告中写到:「参与者觉得将两种『扭曲』的方法结合在一起的效果要比单独使用好,相较于使用控制器实现触觉反馈,此外他们更青睐于这种方法」。以上就是目前这个技术的所有信息,当下微软还没表态是否将会把这个技术运用在 HoloLens 或者其他的 AR/VR 产品中。不过在 5 月 7 日旧金山举办的 CHI2016(Human-Computer Interaction,人机互动交流大会)上,它会发表一篇相应的论文。

(头图来自视觉中国)

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