没有触觉 就没有真正的VR

 

文/VR次元 孙实
 

近日，工信部发布《2016年虚拟现实产业发展白皮书》。报告中有一段文字格外引人关注：在虚拟现实的感知方面，有关视觉合成方面的研究较多，对听觉、触觉关注较少，真实性、实时性不足，基于嗅觉、味觉的设备还没有实现商品化。
 

当前的VR公司在视觉方面已经做了很多工作，画面越来越逼真，带来的视觉冲击力也越来越强，但我们确实也忽略了一个重要的问题：眼睛能够看到，但身体上却没有得到反馈，这大大降低了我们在虚拟世界中的真实感受。
 

没有触觉 就没有真正的VR
 

想象一下这样的情况：一个盲人可以触摸智能手机屏幕，调出房间的地形图，帮助她走到不太熟悉的角落里；一个士兵可以在6000英里之外，通过FaceTime触碰到刚出生的女儿的小手指。
 

这正是Facebook的一个愿景：该公司希望在2025年建造一个“瞬移传送点”。
 

据《商业内幕》报道，Facebokk首席技术官迈克•斯科洛普夫（Mike Schroepfer）对外界表示，他希望Oculus Rift可以成为这样一个装置：“让你可以前往你想去的任何地方，与任何人在一起，不受地域的局限。”
 

如果要实现这样的目标，就必要要解决VR体验中的触觉问题。VR体验的一个重要支柱是触觉，当前的VR头盔无论怎样天花乱坠地吹嘘，都还离真正的沉浸式体验相差甚远。
 

触觉是科幻作品VR的一大要素，但在现实中，VR触感似乎变成了一个可有可无的附加功能，而不是整体体验的一个关键部分。如果只有眼睛可以沉浸在VR中，用户不可能真的有身临其境的感觉。
 

目前来看，VR视频、游戏在整个产业中算是已经发展得较为成熟，但从本质上说，它们带来的那种愉悦感，和从精美的电影和游戏中获得的愉悦感，并没有太大区别。
 

CNET记者做了这样的体验：某天晚上他戴在Gear VR坐在客厅，让自己进入了虚拟的水族箱，然后睡着了，当他醒来之后，他发现周围全是游来游去的鱼儿，但是他却无法伸手抓住它们，只能左右转头。当他将Gear VR摘了后，刚才的整个感觉不错，但是遗憾的是，他在虚拟现实场景中无法触摸到里面的物体。不仅如此，在摘掉Gear VR后双眼还有些疼痛。这是因为当他双眼集中看里面的物体时，实际上看到的是离眼睛很近的像素。
 

为虚拟世界带入合适的“感知输入”是未来这一领域发展的最大障碍。三星和Oculus都已暗示，虚拟现实想要达到消费者想要的那种理想状态还需要好几年时间。这其中有很多原因。首先，虚拟现实设备需要搭配非常优秀的应用软件，其次虚拟现实需要更好的显示屏，虚拟现实需要更好的硬件和输入设备；虚拟现实需要具备跨平台兼容能力。
 

创业公司在行动
 

南加州大学维特比创业车库孵化的创业公司Lamsaptics希望能让这种想象成为可能。
 

Lamsaptics由阿里瑞兹•伊曼尼（Alireza Imani）和谢明电气工程系的博士后研究员迈赫迪•柯贾尼（Mehdi Korjani）创办。该公司正在利用超声波阵列和基于学习的预测算法，为AR和VR应用打造一种“空气”触感。
 

“我们的想法是，信息可以通过不同感官进行传导，”伊曼尼说。他是南加州大学维特比学院的博士生，研究方向是高速集成电路。
 

触觉是VR发展的下一个前沿领域。Cyber Glove、 Virtual Realities和 Ultrahaptics这样的公司已经向市场投放了产品，但伊曼尼和Korjani认为这些产品存在局限性。
 

“在大多数现有的系统中，触感都很蹩脚，”伊曼尼说。“大多数产品都需要你佩戴一个装置，并且有一些不能触摸的地方——例如让你佩戴手套。这种感觉很不自然。”
 

他和柯贾尼相信，AR/VR需要一种复杂的触觉。他们正在制作一个可移动的原型工具，用超声波、气压场、高频声波和超声换能器来刺激你手部的神经元，其原理类似于在医学中用超声波来创建高分辨率的图像。
 

“大致来说，这类似于蝙蝠用声波进行生态定位，雷达利用电磁波发现飞机位置，”伊曼尼说。
 

两人相信，他们将能够找到一些复杂的模式，在你的手部创建不同的触感，例如不同的面料的感觉，不同的形状的感觉。
 

“我们在设计算法的时候就是以符合人类体验为导向的——人类如何感知形状、纹理等等，而不是感知预先设计的图案，”伊曼尼表示。
 

他们将要公开展示的第一个Lamsaptics工具是一个虚拟的“Highfive”，通过FaceTime让大家击掌。这可以让他们知道该技术可以产生多大的力道来构建不同的感觉。该工具将通过一个USB端口和个人电脑或平板电脑上连接。
 

Lamsaptics的创始人希望记录下人类所有感觉，以便为用户提供一种更加高级的体验。他们的愿景是让用户可以为不同的感觉编程。
 

“关键在于改善人类体验，比如让盲人可以看到物体，看到房间里是不是有什么尖东西，”伊曼尼说。
 

至于这种该技术的商业用途，它可以利用来改善游戏体验，或者像迪士尼乐园这样的主题公园可以用它来给故事增加一个新的维度。
 

“触觉对于人类生活来说极为重要，”伊曼尼说，“母亲的爱抚对婴儿的心理发育和社会发展非常重要，影响到婴儿成年之后的岁月。我们通过视觉和触觉反馈来控制物体，与它们互动。这是我们作为人类来说的一个重要组成部分。”
 

“将触觉引入数字世界的想法很有意义，”初创车库的创始人兼主管瑞里•阿希什（Ashish Soni）说。“Lamsaptics是我们车库喜欢孵化的那种公司：技术创始人的想法很有意义，希望改变我们体验世界的方式”
 

Lamsaptics最近获得了5万美元的NSF Innovation Corps创新资金，方便他们和全美各地的潜在客户会面，并开发商业模式。
 

来看看这些炫酷的VR触觉产品
 

Tesla Studios
 

Tesla Studios目前设想了两种款式的Teslasuit，在传感器数量和功能上略有不同。第一种是The Pioneer，它全身上下共有16个独立的触觉反馈点。第二种是the Prodigy，拥有52个触觉反馈点。此外，Teslasuit使用的主体材料为氯丁橡胶，传感器部分也做了防水处理，因此可以水洗。

 

 

Teslasuit套装主要依赖神经肌肉电刺激技术，它也被应用于医疗、电疗以及职业体育比赛中，提供触觉刺激和温度控制。Teslasuit使用了温和且轻微的电子脉冲来刺激身体，通过触摸传递各种不同的感觉。为了完成起立的动作，Teslasuit还配有T-Belt，里面包括控制芯片、蓝牙设备以及电池，电池可以驱动套装使用4天时间。
 

通过切换全身上下不同的触觉反馈点，Teslasuit承诺创造“一系列触觉感受”。使用不同的力度和脉冲刺激持续时间，它可以模仿任何感官体验，从虚拟世界中与虚拟对象互动到子弹和爆炸物的影响等，甚至游戏内的天气也可以转化为电刺激，通过可选的温度控制模块提供额外效果。

 

 

Teslasuit还可能配有触控编辑器/播放软件，可以创造预编程的刺激程序，以及虚拟现实彩弹游戏等。除了游戏，还有“虚拟会议应用”，允许你被游戏中的人触摸或触摸游戏中的景物。
 

Teslasuit套装中没有震动或噪音装置，Tesla Studios称其并不显得笨重，可以像正常衣服那样穿着。它完全支持无线通信技术，有望与现有虚拟现实头盔Oculus Rift、热门游戏机和其他电脑、平板电脑以及智能手机等设备兼容。Tesla Studios认为，这种技术拥有广泛的应用潜力，包括可用于游戏、虚拟约会、健康、教育、体育/健身、科学、工程、心理以及现实模拟等。
 

Manus VR
 

Manus VR并不是唯一个在虚拟现实领域用来控制的产品，但是可以说它是较早而且基本设计做得比较不错的一个。

 

 

在演示中，Manus VR与HTC Vive配合使用，当我们将Vive戴在头上，在画面中我就看到了我的手臂开始与画面中完全同步，但是我的右臂似乎要比左臂长了一些，看起来有些奇怪。在重新启动设备后，Manus VR可以完全在Vive的配合下与我的双手同步。
 

Manus VR CEO Witteveen说，目前整个团队正在开发某种手镯式的传感器，而不是用手套的形式，未来甚至还能与HTC及Valve进行信息共享。

 

 

不过最终形式究竟会是什么样，现在Manus VR公司也还不确定，而基本可以确认产品的最终目的就是为了追踪用户的手臂在VR领域中的动作。Manus VR团队计划这款VR手套能够在12月正式出货，而同时也将不会是消费者零售版，依然会是以开发者版本出售。
 

在E3游戏展上，Manus VR展示了一个名叫Pillow Willow的游戏，充分展示了Manus VR的能力。演示版本的Manus VR将复杂的设备绑到了用户的小臂上，而还通过了几根电线来通过振动电机连接到用户的手指。Stumpel表示产品的最终形式将会集成更多的传感器，并且同时保持低延迟的表现。“我们应有一个自定义的无线协议，在虚拟现实领域低延迟是一个非常重要的参数，毕竟谁都不想在屏幕上看到慢了一秒钟的动作出现。”
 

有时，当我尝试捡起游戏中的某个物体时，触觉反馈系统的确会检测到我在捡东西，而Manus VR手套配备了震动电机，能够实现一些相同的感受。Manus VR手套的材料使用了透气材质，因此未来还将针对不同用户双手的尺寸设计出不同的规格。
 

“我们设计了这个手套的使用方式非常容易调整，目前已经有标注的设计外观和传感器位置，二者将会结合得非常完美。”Stumpel表示，未来将会有更多的游戏兼容Manus VR手套，甚至还可以包括了Job Simulator这样的热门游戏。
 

据悉，一对这样的Manus VR手套需要我们额外花250美元（约合人民币1650元）元才能入手，并且续航时间大约为8小时，通过USB进行充电。尽管目前还存在一些缺陷，但是Manus VR手套却让我们在虚拟现实配件产品中迈向了正确的方向。（Kathy、金鹿参与编译）