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)，其原理簡化來講就是：通過追蹤用戶姿勢，利用在空中移動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。
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。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、主動和定位觸覺媒介。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)提供的被動觸覺反饋。
在主動VR觸覺反饋的演示湖面中，會出現(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主動觸碰體驗(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)合了主動和被動觸覺反饋，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)場景得到應(yīng)用，比如開門（被動反饋）、打開門后朝著玩家身上射來的箭（主動反饋），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、視覺觸感對應(yīng)性和滲透性三方面對比無觸覺反饋（黃）、震動式觸覺反饋（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臺無人機(jī)，未來他們應(yīng)該也會想辦法讓多臺無人機(jī)同時(shí)運(yùn)行。
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