文章图片

超高精度模拟真实触觉反馈 ， 比VR/AR更轻便的虚拟交互 。
作者 | ZeR0
编辑 | 漠影
看见篮球的3D全息投影已经不稀奇 ， 但如果你能拍打、触摸这个篮球幻像 ， 而且能感受到它的弹性呢？

文章图片

智东西9月3日消息 ， 英国格拉斯哥大学的一个工程师团队提出一种新方法 ， 能创造跟全息投影进行物理交互的感觉 。
当你用不同力度拍这个虚拟篮球时 ， 你的手掌会感受到不同的弹性力道 ， 就像在拍一个真球 ， 你的手、手指和手腕都会有逼真的触感 。
而实现这样宛如科幻片里的互动体验 ， 完全不需要可穿戴或手持外围设备 ， 比传统的VR/AR系统更加轻便 。
这项研究的论文题目为《交互式立体显示的伪全息投影和气动反馈》 ， 已发表于WILEY智能系统领域旗舰刊Advanced Intelligent Systems上 。

文章图片

论文链接：https://doi.org/10.1002/aisy.202100090
01.
三种模式 ， 让虚拟篮球拍起来像真球
如何做到逼真的篮球弹跳触感？
研究团队打造了一个带有气动触觉反馈设备的伪全息投影 。

文章图片

▲用于交互式立体显示的带有气动触觉反馈的伪全息投影
如图 ， 其开发的系统有3个主要组件 ， 分别是伪全息显示、手势识别模块和触觉反馈设备 。 这些组件被连接到主计算机 ， 并通过基于Unity平台的内部构建程序进行控制 。
其中 ， 伪全息显示基于Pepper的幽灵投影方案 ， 创造了一种物体“漂浮”在空中的错觉；手势识别模块使得用户可用手势与虚拟对象进行交互 。
除了视觉反馈外 ， 该系统通过提供触觉反馈来提供更真实的交互感 。
其触觉反馈设备名为Aerohaptics ， 当用户操纵虚拟物体时 ， 该设备使用指向用户手上的加压空气喷射 ， 来复制触摸感觉 ， 同时它还提供位置和强度控制 ， 以适应各种交互场景 。

文章图片

【用户|科学家发明能摸到的全息投影，拍虚拟篮球触感宛如真球】根据全息投影与用户之间的交互性质 ， Arduino控制器单元可区分多种操作模式 ， 包括恒压模式、手部标志选择模式和手部跟踪模式 。
在恒压输出模式下 ， 无论手的空间位置如何 ， 系统都会向用户提供恒定的气动反馈 ， 即用户会感受到相同的压力 。

文章图片

在手部标志选择模式下 ， 算法可以选择用户手的哪个部分（共6个标志 ， 每个指尖各1个+手掌上1个）是跟踪系统的目标 ， 系统可以准确地提供气动触觉反馈给不同的手部标志 。

文章图片

在手部跟踪模式下 ， 压力基于3D虚拟成像的拓扑与用户手的运动交互 ， Arduino控制器单元将手指速度值直接映射到压力调制单元 ， 使用户感觉像触碰到一个真实存在的东西 。

文章图片

比如用户试图拍打全息篮球时 ， 将收到与拍打球时“感知”的力度成正比的气动反馈 ， 能感受到球从指尖滚动时“圆圆”的形状 ， 以及球弹回手掌时的弹跳压力变化 。