《头号玩家》离我们还有多远？微软的这四款次世代VR控制器了解一下

“如何与虚拟物体交互？答案很简单，伸手去抓、去感受它是由什么构成的。以一种自然的方式去做即可，这不需要学习。”微软研究院首席研究员Mike Sinclair表示。

Sinclair是微软研究团队的成员之一，他们致力于虚拟现实领域的研究，从而为VR用户带来真正沉浸式的触觉体验。

微软VR研究团队成员包括Mike Sinclair、Christian Holz、Eyal Ofek、Hrvoje Benko、Ed Cutrell和Meredith Ringel Morris，他们一直在探索现有技术能够产生多种触觉感受的方式，适用于手持式VR控制器，其外观和感觉类似于当下消费者所使用的设备。使用户能够用手触摸并抓住虚拟物体，感受到指尖沿着物体表面滑动的触感等等。他们的梦想就是：用户能够以更自然的方式与虚拟世界进行互动。

 

以下是该团队推出的四款触觉控制器：

The CLAW

 

该团队开发的第一款新型触觉控制器CLAW，使用一个独立的马达把一个VR控制器扩展成多功能触觉设备。第一眼看上去可能跟普通的VR控制器并无差别。但仔细看就会发现它有一个独特的机械臂，用手握住机械臂，由大拇指、食指发力，做抓取物体等动作以模拟力反馈，该设计最初是在斯坦福大学的实习生Inrak Choy的帮助下完成的。

 

CLAW可用作多功能控制器，既有普通VR控制器的功能（拇指按钮和操纵杆、6DOF控制、食指触发器），还可实现手部交互的多种触觉反馈，比如抓取物体、触摸虚拟表面并接收力反馈。

 

但是，其独特之处在于它能够通过感知用户抓取的细微差异，通过虚拟场景的环境状况来智能调整触觉渲染。比如，根据用户的手指动作智能识别并模拟抓握操作；检测不同材料的物体，比如判断物体是实心的木块或弹性的海绵；通过感知用户的施力大小，实现与虚拟物体进行交互。

 

触觉轮Haptic Wheel

 

另一种触觉控制器原型即Haptic Wheel也称为Haptic Revolver，旨在进一步探索通过食指操控，呈现摩擦和材料属性的触觉体验的可能性。该原型是由微软研究人员与华盛顿大学实习生Eric Whitmire合作研发的。Haptic Wheel装有一个可以自己转动的轮子，这个轮子上下移动与用户的手指接触，同时通过接触用户瘦至时转动以 让用户感受到摩擦和转动。

 

该设备的轮子是可替换的，可以生成多种物理触感，包括脊、纹理或定制形状，以便在用户在探索虚拟环境时，为用户提供不同的触觉感受。由于设备是基于空间追踪的，因此这些触觉元素在空间上与虚拟环境一起被记录下来。也就是说，用户在虚拟环境中探索时，渲染引擎在手指下方传递相应的触觉元素。例如玩虚拟纸牌游戏，当用户触摸卡片、扑克筹码或桌子时，该装置的旋转轮子会在指尖下面呈现相匹配的纹理。

 

Haptic Links

 

Haptic Links是触觉反馈技术的另一个创新。这款原型适用于需要双手操作的VR/AR应用程序。比如用双手拿一个盒子，感受它的大小；玩射箭游戏，感受拉弓时的紧张感；或在虚拟的管道上扳动扳手。

 

Haptic Links由斯坦福大学实习生Evan Strasnick与微软研究院共同开发，有不同类型的连接器组成，这些连接器能够在两个手持VR控制器之间提供不同的力度。Haptic Links可以动态地改变用户双手之间感知的力量，以模拟双手之间的多种交互对象；约束控制器的自由度和运动方向，例如当转动曲柄或拉动控制杆时，可以设定硬度，以产生相应的摩擦、粘度或张力。通过这些方式，Haptic Links可以使用户更加身临其境地体验VR场景中的交互。

 

Haptic Links表明了用不同控制器间的力反馈，来改善VR中双手对象的触觉渲染和VR交互的潜力。

 

Canetroller

 

微软研究团队很早就确定的一个项目，旨在使弱视群体和盲人也能从触觉技术中受益。“传统”的虚拟现实体验本质上是强烈视觉化的，视觉受损者无法使用。微软研究院与康奈尔大学的实习生Yuhang Zhao和华盛顿大学的Cindy Bennett一起研发了Canetroller原型，将在现实世界中熟练使用盲杖的用户的导航能力，由虚拟设置来替代。

 

Canetroller有三种类型的反馈：（1）当虚拟盲杖与虚拟物体接触时，实现在物理上阻碍控制器。（2）振动触觉反馈，模拟手杖在各种表面上撞击、划过、拖动时的振动。（3）3D空间听觉反馈，模拟真实世界中甘蔗交互的声音。

 

Canetroller在娱乐、定向和培训等领域也有很大的潜力。微软研究院希望其工作能够激励研究人员和设计人员设计更有效的工具，使VR更具包容性。

 

在专设的室内和室外VR场景中进行的测试表明：Canetroller是很有前景的工具，在不同的虚拟空间中都可以为弱视者和盲人导航，还可以识别虚拟办公室、人行横道中物体的位置及其材质。

 

微软研究团队的触觉研究中的这些创新为该领域的其他研究人员也带来了灵感，也为希望社区带来了希望，例如视力受损者，获得了新的机遇可以改进他们的生活质量。此外，研究人员希望他们的创新可以鼓励VR/AR外设采用更多的触觉渲染技术。研究人员Eyal Ofek表示：“未来虚拟内容与真实世界物体之间的界限会变得越来越模糊，用户与技术的互动将与现实世界中的操作一样自然。”

【资讯编译自：microsoft】

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