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一种可模拟多种触感的无人机VR触觉反馈系统

菜鸟
2018-11-09 15:10:48    评分

VR追求的是一种沉浸感为了营造更逼真的VR体验,开发者们研发了各种各样与头显搭配的体感设备。手柄是一款传统体感设备,另外,我们还有搭载多个传感器的HoloSuit VR体感服、ryg公司推出的体感腰带和体感背心、HaptX的体感手套。

今天我们要来介绍的是一项不需要用户穿戴任何东西就能获得体感效果的技术,其原理简化来讲就是:通过追踪用户姿势,利用在空中移动的四轴飞行器来提供近乎实时的触感。

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据了解,研发该技术的科研人员来自于德国的慕尼黑大学、达姆斯特塔大学、杜伊斯堡艾森大学、雷根斯堡大学和美国卫斯理大学,他们使用的四轴飞行器能够模拟咖啡杯、椅子、野生动物等物体的触觉体验。

体感VR是什么

体感VR设备在浸入式视觉与听觉的基础上,加上了一层触感,缩短VR与现实之间的距离。

VR触觉反馈

目前,OculusHTCVR头显通过手柄为用户提供体感反馈,但毕竟现实生活中人手是自由活动的,在VR中手里总要握个东西就缺少了一些真实感。除了穿戴式体感反馈装置,用户也可以通过外部机器来模拟触觉,只是通常这种机器都是固定的,因此用户没办法自由移动。

VR体感无人机的诞生

VRHapticDrones是上述科研人员在一份名为“VRHapticDrones:通过四轴飞行器在VR中提供触觉反馈的论文中描述了一项技术,与现存的其他体感设备有很大不同,将非常适合大空间VR

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据悉,该无人机技术搭载了Motive OptiTrack动作感知系统与12Flex 3摄像头,追踪范围为4x4x3米的空间,其能够追踪头显、多架四轴飞行器以及用户设定的特定身体部位。VRHapticDrones系统会通过渲染引擎向无人机传输刷新率为100Hz的触觉数据,其精准性达毫米级。在Oculus Rift头显上搭载Leap Motion追踪传感器后,该体感系统将能够追踪用户的手指,让用户与无人机的交互更加自然。

他们使用的四轴飞行器为市面有售的Parrot Rolling Spider,在上面可外接各种模拟不同物体表面的触觉反馈界面,据悉这些界面上都包裹了轻薄织物。另外,无人机与VRHapticDrones系统后台使用BLE(蓝牙低功耗)连接。

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据悉,这组科研人员希望用该体感系统提供三种触觉反馈:被动、主动和定位触觉媒介。为展示这三种触觉反馈,他们研发了一款多功能深海VR内容。在沉浸感非常强的昏暗水下环境中,用户伸出手就能感受到无人机提供的被动触觉反馈。

在主动VR触觉反馈的演示湖面中,会出现一只好奇的VR鲨鱼,它在感受到体验者靠近的时候会直直地游过去。体验者在头显中看到它碰到自己的同时,搭载了与鲨鱼鼻部相似的表面会主动触碰体验者,视觉与触觉的自然结合,放大了交互的整体沉浸感。

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       值得一提的是第三种反馈方式定位触感媒介,其结合了主动和被动触觉反馈,模拟柔软或轻巧的物体,让体验者与无人机上用鱼线吊着的轻巧媒介进行交互。在VR演示内容中,这种媒介以挂在鱼钩上的小虫子形象出现,体验者能够直接抓住悬挂的物体,作为游戏中获取的奖励。

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在论文中科研人员写道,VRHapticDrones体感系统能够在多个场景得到应用,比如开门(被动反馈)、打开门后朝着玩家身上射来的箭(主动反馈),为了避免被箭射中,用户必须从一项装置中取出弹簧才能拆解陷阱。

他们还认为,该技术可以应用在建筑与设计领域,比如,设计师和用户都能通过触觉反馈,更好地了解汽车的设计。

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       上述图表从真实感、视觉触感对应性和渗透性三方面对比无触觉反馈(黄)、震动式触觉反馈(蓝)和四轴飞行器触觉反馈(绿)的利开特式量表平均值。

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浸入感分数(从左到右:无触觉反馈、震动式触觉反馈、四轴飞行器触觉反馈)

虽然VRHapticDrones的体感技术看起来很棒,但是其也存在一些局限性。比如,目前用户一些身体部分需要贴上反光标记才能被追踪,而且他们目前并未展示多个无人机同时提供触觉反应,原因是其飞行控制装置比较复杂。不过鉴于其蓝牙元件最多可支持5台无人机,未来他们应该也会想办法让多台无人机同时运行。

转贴自网络



管理员
2018-11-12 09:24:46    评分
2楼

谢谢楼主分享


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