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可模擬多種觸感,無人機(jī)VR觸覺反饋系統(tǒng)了解一下

發(fā)布日期:2018-11-09??來源:青亭網(wǎng)我要投稿我要評(píng)論

  VR追求的是一種沉浸感,為了營造更逼真的VR體驗(yàn),開發(fā)者們研發(fā)了各種各樣與頭顯搭配的體感設(shè)備。手柄是一款傳統(tǒng)體感設(shè)備,另外,我們還有搭載多個(gè)傳感器的HoloSuit VR體感服、ryg公司推出的體感腰帶和體感背心、HaptX的體感手套。

  今天我們要來介紹的是一項(xiàng)不需要用戶穿戴任何東西就能獲得體感效果的技術(shù),其原理簡(jiǎn)化來講就是:通過追蹤用戶姿勢(shì),利用在空中移動(dòng)的四軸飛行器來提供近乎實(shí)時(shí)的觸感。

  據(jù)青亭網(wǎng)了解,研發(fā)該技術(shù)的科研人員來自于德國的慕尼黑大學(xué)、達(dá)姆斯特塔大學(xué)、杜伊斯堡-艾森大學(xué)、雷根斯堡大學(xué)和美國衛(wèi)斯理大學(xué),他們使用的四軸飛行器能夠模擬咖啡杯、椅子、野生動(dòng)物等物體的觸覺體驗(yàn)。

  體感VR是什么

  體感VR設(shè)備在浸入式視覺與聽覺的基礎(chǔ)上,加上了一層觸感,縮短VR與現(xiàn)實(shí)之間的距離。

  VR觸覺反饋

  目前,Oculus和HTC的VR頭顯通過手柄為用戶提供體感反饋,但畢竟現(xiàn)實(shí)生活中人手是自由活動(dòng)的,在VR中手里總要握個(gè)東西就缺少了一些真實(shí)感。除了穿戴式體感反饋裝置,用戶也可以通過外部機(jī)器來模擬觸覺,只是通常這種機(jī)器都是固定的,因此用戶沒辦法自由移動(dòng)。

  VR體感無人機(jī)的誕生

  VRHapticDrones是上述科研人員在一份名為“VRHapticDrones:通過四軸飛行器在VR中提供觸覺反饋”的論文中描述了一項(xiàng)技術(shù),與現(xiàn)存的其他體感設(shè)備有很大不同,將非常適合大空間VR。

  據(jù)悉,該無人機(jī)技術(shù)搭載了Motive OptiTrack動(dòng)作感知系統(tǒng)與12個(gè)Flex 3攝像頭,追蹤范圍為4米x4米x3米的空間,其能夠追蹤頭顯、多架四軸飛行器以及用戶設(shè)定的特定身體部位。VRHapticDrones系統(tǒng)會(huì)通過渲染引擎向無人機(jī)傳輸刷新率為100Hz的觸覺數(shù)據(jù),其精準(zhǔn)性達(dá)毫米級(jí)。在Oculus Rift頭顯上搭載Leap Motion追蹤傳感器后,該體感系統(tǒng)將能夠追蹤用戶的手指,讓用戶與無人機(jī)的交互更加自然。

  他們使用的四軸飛行器為市面有售的Parrot Rolling Spider,在上面可外接各種模擬不同物體表面的觸覺反饋界面,據(jù)悉這些界面上都包裹了輕薄織物。另外,無人機(jī)與VRHapticDrones系統(tǒng)后臺(tái)使用BLE(藍(lán)牙低功耗)連接。

  據(jù)悉,這組科研人員希望用該體感系統(tǒng)提供三種觸覺反饋:被動(dòng)、主動(dòng)和定位觸覺媒介。為展示這三種觸覺反饋,他們研發(fā)了一款多功能深海VR內(nèi)容。在沉浸感非常強(qiáng)的昏暗水下環(huán)境中,用戶伸出手就能感受到無人機(jī)提供的被動(dòng)觸覺反饋。

  在主動(dòng)VR觸覺反饋的演示湖面中,會(huì)出現(xiàn)一只好奇的VR鯊魚,它在感受到體驗(yàn)者靠近的時(shí)候會(huì)直直地游過去。體驗(yàn)者在頭顯中看到它碰到自己的同時(shí),搭載了與鯊魚鼻部相似的表面會(huì)主動(dòng)觸碰體驗(yàn)者,視覺與觸覺的自然結(jié)合,放大了交互的整體沉浸感。

  值得一提的是第三種反饋方式定位觸感媒介,其結(jié)合了主動(dòng)和被動(dòng)觸覺反饋,模擬柔軟或輕巧的物體,讓體驗(yàn)者與無人機(jī)上用魚線吊著的輕巧媒介進(jìn)行交互。在VR演示內(nèi)容中,這種媒介以掛在魚鉤上的小蟲子形象出現(xiàn),體驗(yàn)者能夠直接抓住懸掛的物體,作為游戲中獲取的獎(jiǎng)勵(lì)。

  在論文中科研人員寫道,VRHapticDrones體感系統(tǒng)能夠在多個(gè)場(chǎng)景得到應(yīng)用,比如開門(被動(dòng)反饋)、打開門后朝著玩家身上射來的箭(主動(dòng)反饋),為了避免被箭射中,用戶必須從一項(xiàng)裝置中取出彈簧才能拆解陷阱。

  他們還認(rèn)為,該技術(shù)可以應(yīng)用在建筑與設(shè)計(jì)領(lǐng)域,比如,設(shè)計(jì)師和用戶都能通過觸覺反饋,更好地了解汽車的設(shè)計(jì)。

  上述圖表從真實(shí)感、視覺觸感對(duì)應(yīng)性和滲透性三方面對(duì)比無觸覺反饋(黃)、震動(dòng)式觸覺反饋(藍(lán))和四軸飛行器觸覺反饋(綠)的利開特式量表平均值。

  浸入感分?jǐn)?shù)(從左到右:無觸覺反饋、震動(dòng)式觸覺反饋、四軸飛行器觸覺反饋)

  雖然VRHapticDrones的體感技術(shù)看起來很棒,但是其也存在一些局限性。比如,目前用戶一些身體部分需要貼上反光標(biāo)記才能被追蹤,而且他們目前并未展示多個(gè)無人機(jī)同時(shí)提供觸覺反應(yīng),原因是其飛行控制裝置比較復(fù)雜。不過鑒于其藍(lán)牙元件最多可支持5臺(tái)無人機(jī),未來他們應(yīng)該也會(huì)想辦法讓多臺(tái)無人機(jī)同時(shí)運(yùn)行。

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