Leap Motion 的虚拟穿戴技术，能解决 VR/AR 的硬件问题吗？

编者按：坦白说，无论现在的VR和AR技术有了多么大的进步，都还没有达到一个非常实用靠谱的阶段，使用起来还是很糟糕的。VR的设备仍然是笨重的，内置庞大的硬件设置，而AR的使用受到视觉和用户界面的限制。旧金山最神秘的Leap Motion公司准备推出一个新平台——北极星项目，试图在这个平台上削弱硬件和软件对产品的限制。

这个新平台是为了让我们更接近人机交互的世界，在人机交互的日渐走入人们的生活中以后，用户会真正的沉醉在人机交互便捷的世界中不能自拔。

Leap Motion公司设计总监兼全球创意总监Keiichi Matsuda和Leap Motion首席执行官兼联合创始人迈克尔•巴克瓦尔德(Michael Buckwald)在最近的交流中谈到了他们的设计理念，他们如何从一种姿态走向一种新的形态，以及他们对虚拟现实的结合能改变一切的愿景。

北极星项目

事实上北极星并不能称为一个完完全全的产品，它实际上是Leap Motion的制造商和设计师设计的一种便民的开源参考平台。

 

头戴式设备是使用Leap Motion的产品的必备设备，已经在相关的实验中证明了，北极星的头戴式耳机可以增强AR的效果。它为每只眼睛提供每秒120帧1600 x 14440像素的图像，并且拥有一个100度的综合视场。和微软的Hololens比起来，足足增加了30度的视觉场。

事实上，一个人的视觉场其实也就是大概114度左右，所以这样看来，这个北极星的设备提供的视觉场都可以媲美人眼了。最关键的是，该设备还包括一个以每秒150帧的速度运行的手跟踪解决策略，它可以精确地在你面前的任何地方实时地跟踪你的手和手指。这样就可以增加对你大脑的忽悠程度，让你的大脑相信AR层实际上是一部分的现实。

 

是什么让AR真正的实现在真实环境中的无处不在呢？或许用户的体验是实现AR无处不在目标的重要环节吧。

 

大多数虚拟现实平台使用两种方式之一与用户交互。一些使用手势(你挥动你的手来调用你可以指向的菜单)或硬件接口(你使用一个物理控制器)。但Matsuda认为，任何东西都不能代替用户直接操纵他们周围的虚拟世界。任何的体验应该都是直观的显而易见的，跟真实 环境相差不大的。

 

他将其描述为“自然主义”，或者“能够以一种直观的方式与虚拟世界进行交互，而无需学习如何使用复杂的接口或抽象的控件集。”根据Buckwald的说法，今天的设备产品目前未能提供这种“自然主义”。他说，大多数产品只是尝试使用硬件控制器来模拟你的手或工具。例如，Oculus Rift给你的控制器按钮，你可以推动它“抓取”一些东西。但是事实上这样的操作是没有用自己的手抓东西自然熟悉的。

 

但是Matsuda和Buckwald都认为，基本的输入设备永远都是我们的手。Matsuda认为，虽然“VR和AR被视为‘未来主义’技术……”这些技术实际上还是有可能变得更加自然和简单的。毕竟手与世界的交互式最直接、最直观、最容易理解和实现的例子，因为在我们整个生物进化的过程中，手与外界的互动是在一直进行的，大部分的互动都是通过手实现的。当然还有一些其他的交互的方式，比如声音。Matsuda说“我们的手是我们与世界的原始接口，是任何身临其境的体验的基础。”

 

北极星项目通过跟踪我们的双手，使我们能够在虚拟世界中在不真正接触物品的情况下就能够实现像在真实生活中操纵物体那样操作物品就能实现这种自然的互动。

 

手持和虚拟穿戴设备

Leap Motion的团队着手开发一种根据手势来选择菜单的一个手势跟踪平台“猎户座”(Orion)，这就意味着在一定的环境下，可以通过挥舞的手势进行菜单操作。这样一来是不是很简单了。这些手势操作起来还是感觉很酷炫的，但是，这些手势并不是那么简单的哟，需要进行专门的培训才可以掌握。Matsuda将手势描述为对“control-alt-delete”时代的回归。他说“抽象的手势在使用时可能非常强大，但是，手势很难教，很难描述，并且如果你设计出很多的手势的话，还很难记住。”

 

另外一方面，他们选择了不同年龄段的人群进行测试，发现，无论是那个年龄段的人，他们中的绝大部分人都可以通过一定的手势实现一些简单的虚拟交互。你在虚拟的环境中给他们一个他们认识的一个物品，比如说在虚拟世界给测试者一个时钟，他其实可以在虚拟的世界中实现像在真实世界一样的操作。

 

为了更好的让产品拥抱一种现实的物理触觉的感觉，他们在使用手势的操作方式的基础上，增加在虚拟的世界中创建一个物品，而这个物品包含了这个物品在真实世界中的一些属性和感知的功能。这就可以增强虚拟世界的真实感。他们把这个研究成果称为“权力之手”，Matsuda推广他们的产品的时候说权力之手让你在虚拟的环境下感受到手的超能力。

每一个“权力之手”的产品都具有与众不同的魅力，你可以通过这样的一个设备，用你的手指可以在虚拟的环境中设计出不同的物品来，就像造物者说，要有光，然后世界有了光一样。让你充分的感觉到虚拟世界的美妙。

 

另外一个虚拟的设备就是virtual wearables，它也是一种“权力之手”相辅相成的一个与虚拟世界交互的重要工具。它在你的手或手腕周围添加一个虚拟设备，看起来像一个真实的显示。就想象着在这个虚拟世界中有一个智能手表，并且这个手表可以根据周围的环境进行一定的调整。虚拟可穿戴设备不需要通过记住无数的手势来调用不同的菜单或按钮，它们看起来和行为就像咱们在真实世界中熟悉的界面一样可以进行例如点击、打开、扭曲、转向或滑动等操作。

 

虚拟课穿戴设备和“权力之手”设备比起来，要灵活多了，不需要配合复杂的手势进行操作。可穿戴设备是多种多样的，它提供了一个更方便、更令人兴奋的路径，想象一下你有几个可穿戴设备，你可以根据任务来装备。不同的可穿戴设备可以服务于不同的功能，并且可以在不同的专业水平上投入使用。设想一下你可以使用专门的可穿戴设备进行绘画，另一种用于写作，另一种用于拍照，另一种用于编辑视频的场景。每一种界面都能从逻辑上为手头的任务量身定做，不需要任何控制器。

 

权力之手和智能穿戴设备是由苹果公司一起参与研发的，他们主要是负责进行信号处理方面，对于拉斯金来说，信息设备是一个只有一个目的的计算设备，就像烤面包机只能用来烤面包，微波炉只可以用来进行食物加热一样的道理。这个将成为一个不对用户开放的简单的小工具。拉斯金想要为每一个东西创造信息设备——一个不同的虚拟化的机器，这些机器有的可以用于文字处理、有的可以用于照片处理、有的可以用于视频编辑等等。

他很快意识到，没有人会为每一项任务购买一个专门的设备，因此，我们用它的图形用户界面和像MacWrite这样的程序，把Mac电脑变成了一台打字机，或者MacPaint，把它变成了一个画布。然后我们得到了iPhone，一个允许我们与无数设备交互的设备(“手机、GPS、网络浏览器、iPod”)。

 

虚拟可穿戴设备是拉斯金最初梦想的一种信息设备的实现，它是为每一种使用量身定制的，只不过它们是虚拟的，而不是物理设备。Matsuda解释说:

它们现在看起来很深奥，但我们相信有一天它们会像我们每天使用滚动条或菜单一样必不或缺无处不在的。

 

其实深奥并不是脑海中第一个想到的词。因为，对我来说，它是一种对物理对象的虚拟表示，在iOS早期和平面设计之前都很流行。所以们也就不是那么的神奇了。只是在IOS和平面设计的今天来看可能就不那么入流, Matsuda认为,它可以提供一个非常有用的技术实现:

 

Skeuomorphism口碑很差,但担任一个非常重要的目的，就是利用它们过去的经验和实现的方式为现在的场景提供一个新的提示。

 

众所周知，为了使一项全新的技术变得直观，人类需要一个熟悉的参考点——从而弥合智力鸿沟。任何一种新媒体的设计都需要考虑多重尺度。一方面，重要的是要投身于未来，努力寻找一种可以被人认知的的审美和互动模式，但是另一方面，我们从何而来的设想和灵感也很重要。设计作为一种方式，将人们与新的可能性联系起来，以一种他们可以已经存在的一种认知方式进行。

 

因此，用户是否会拥抱用户体验，完全依靠他们自己的手——加上一个虚拟的、可穿戴的虚拟设备——一个像Oculus Touch或谷歌Daydream的控制器这样的鼠标式硬件控制器。对于Matsuda来说，这些控制器是虚拟世界和用户之间的物理连接器。

 

我们是一个人机交互的新时代的边缘,这将最终摆脱对桌面和许多的物理接口依赖。

 

随着每一次技术的迭代，用户和计算之间的障碍逐渐消失，让每个人都变得更加直观和容易理解。首先是我们通过穿孔卡片实现对数字的简单的计算，然后是一些简单的计算工具，随着工具的升级，人们的理解能力也逐渐增强，现在，电脑已经普及，人们对于计算的理解，对于世界的了解达到了一个新的境界，现在，逐渐接触虚拟的世界，新的世界大门已经打开。我们都坚信，像北极星这样的技术一定是走向终极计算的历史长河中的一步，也是将现实和数字世界完全融合在一起的一个助力。Leap Motion的手势跟踪设备与用户体验相结合，可以为我们的感知增加了新的体验，而这仅仅是直接大脑-计算机接口的一小步。

 

在现在手机和电脑等设备的广泛使用，互联网无处不在，人们慢慢的成为一个个的手机控，生活随着这些APP的广泛开发，生活变得越来越简单便捷，那么虚拟设备的开发对我们人类来说，会带来一个怎么样的改变呢？可以预测，在不久得未来，AR将无所不在，它将遍布于我们生活的各个角落中，但它只是赋予我们力量，帮助我们让生活变得更加方便，而不是像黑客帝国中的黑衣人一样奴役我们到去生活。Matsuda (他也是一位电影导演，在2016年的《超现实》中对这个反乌托邦的未来进行了思考)相信它有积极的潜力，会对我们的生活产生一种积极的引导。

 

沉浸式技术、人工智能和自动化、合成生物学和高性能计算......这些技术将在我们的有生之年对我们产生巨大的影响，我们有责任去理解它们，并积极引导它们塑造一个我们想要真正生活的世界。