《頭號玩家》離我們還有多遠？微軟的這四款次世代VR控制器了解一下

原標題：《頭號玩家》離我們還有多遠？微軟的這四款次世代VR控制器了解一下

「如何與虛擬物體交互？答案很簡單，伸手去抓、去感受它是由什麼構成的。以一種自然的方式去做即可，這不需要學習。」微軟研究院首席研究員Mike Sinclair表示。

Sinclair是微軟研究團隊的成員之一，他們致力於虛擬現實領域的研究，從而為VR用戶帶來真正沉浸式的觸覺體驗。

微軟VR研究團隊成員包括Mike Sinclair、Christian Holz、Eyal Ofek、Hrvoje Benko、Ed Cutrell和Meredith Ringel Morris，他們一直在探索現有技術能夠產生多種觸覺感受的方式，適用於手持式VR控制器，其外觀和感覺類似於當下消費者所使用的設備。使用戶能夠用手觸摸並抓住虛擬物體，感受到指尖沿著物體表面滑動的觸感等等。他們的夢想就是：用戶能夠以更自然的方式與虛擬世界進行互動。

以下是該團隊推出的四款觸覺控制器：

The CLAW

該團隊開發的第一款新型觸覺控制器CLAW，使用一個獨立的馬達把一個VR控制器擴展成多功能觸覺設備。第一眼看上去可能跟普通的VR控制器並無差別。但仔細看就會發現它有一個獨特的機械臂，用手握住機械臂，由大拇指、食指發力，做抓取物體等動作以模擬力反饋，該設計最初是在斯坦福大學的實習生Inrak Choy的幫助下完成的。

CLAW可用作多功能控制器，既有普通VR控制器的功能（拇指按鈕和操縱桿、6DOF控制、食指觸發器），還可實現手部交互的多種觸覺反饋，比如抓取物體、觸摸虛擬表面並接收力反饋。

但是，其獨特之處在於它能夠通過感知用戶抓取的細微差異，通過虛擬場景的環境狀況來智能調整觸覺渲染。比如，根據用戶的手指動作智能識別並模擬抓握操作；檢測不同材料的物體，比如判斷物體是實心的木塊或彈性的海綿；通過感知用戶的施力大小，實現與虛擬物體進行交互。

觸覺輪Haptic Wheel

另一種觸覺控制器原型即Haptic Wheel也稱為Haptic Revolver，旨在進一步探索通過食指操控，呈現摩擦和材料屬性的觸覺體驗的可能性。該原型是由微軟研究人員與華盛頓大學實習生Eric Whitmire合作研發的。Haptic Wheel裝有一個可以自己轉動的輪子，這個輪子上下移動與用戶的手指接觸，同時通過接觸用戶瘦至時轉動以 讓用戶感受到摩擦和轉動。

該設備的輪子是可替換的，可以生成多種物理觸感，包括脊、紋理或定製形狀，以便在用戶在探索虛擬環境時，為用戶提供不同的觸覺感受。由於設備是基於空間追蹤的，因此這些觸覺元素在空間上與虛擬環境一起被記錄下來。也就是說，用戶在虛擬環境中探索時，渲染引擎在手指下方傳遞相應的觸覺元素。例如玩虛擬紙牌遊戲，當用戶觸摸卡片、撲克籌碼或桌子時，該裝置的旋轉輪子會在指尖下面呈現相匹配的紋理。

Haptic Links

Haptic Links是觸覺反饋技術的另一個創新。這款原型適用於需要雙手操作的VR/AR應用程序。比如用雙手拿一個盒子，感受它的大小；玩射箭遊戲，感受拉弓時的緊張感；或在虛擬的管道上扳動扳手。

Haptic Links由斯坦福大學實習生Evan Strasnick與微軟研究院共同開發，有不同類型的連接器組成，這些連接器能夠在兩個手持VR控制器之間提供不同的力度。Haptic Links可以動態地改變用戶雙手之間感知的力量，以模擬雙手之間的多種交互對象；約束控制器的自由度和運動方向，例如當轉動曲柄或拉動控制桿時，可以設定硬度，以產生相應的摩擦、粘度或張力。通過這些方式，Haptic Links可以使用戶更加身臨其境地體驗VR場景中的交互。

Haptic Links表明了用不同控制器間的力反饋，來改善VR中雙手對象的觸覺渲染和VR交互的潛力。

Canetroller

微軟研究團隊很早就確定的一個項目，旨在使弱視群體和盲人也能從觸覺技術中受益。「傳統」的虛擬現實體驗本質上是強烈視覺化的，視覺受損者無法使用。微軟研究院與康奈爾大學的實習生Yuhang Zhao和華盛頓大學的Cindy Bennett一起研發了Canetroller原型，將在現實世界中熟練使用盲杖的用戶的導航能力，由虛擬設置來替代。

Canetroller有三種類型的反饋：（1）當虛擬盲杖與虛擬物體接觸時，實現在物理上阻礙控制器。（2）振動觸覺反饋，模擬手杖在各種表面上撞擊、划過、拖動時的振動。（3）3D空間聽覺反饋，模擬真實世界中甘蔗交互的聲音。

Canetroller在娛樂、定向和培訓等領域也有很大的潛力。微軟研究院希望其工作能夠激勵研究人員和設計人員設計更有效的工具，使VR更具包容性。

在專設的室內和室外VR場景中進行的測試表明：Canetroller是很有前景的工具，在不同的虛擬空間中都可以為弱視者和盲人導航，還可以識別虛擬辦公室、人行橫道中物體的位置及其材質。

微軟研究團隊的觸覺研究中的這些創新為該領域的其他研究人員也帶來了靈感，也為希望社區帶來了希望，例如視力受損者，獲得了新的機遇可以改進他們的生活質量。此外，研究人員希望他們的創新可以鼓勵VR/AR外設採用更多的觸覺渲染技術。研究人員Eyal Ofek表示：「未來虛擬內容與真實世界物體之間的界限會變得越來越模糊，用戶與技術的互動將與現實世界中的操作一樣自然。」

【資訊編譯自：microsoft】

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