文陈根

在 1977 年的科幻大片《星球大战》里,莱娅公主利用全息投影技术,向卢克天行者和欧比旺发出求救信息。其它几部续集里,机器人 R2-D2 提供的全息影像也没太大改变,本质上只能用来观看。

随着科技的进步,全息投影不仅能看还能互动。互动全息投影利用红外线感应器对人体的身体动作进行捕捉,再利用应用服务器完成系统分析,进而在全息投影画面上形成适当的动作反馈,产生严密细致的交互效果。

近日,英国格拉斯哥大学的科学家们开发出一种能摸到的新型全息投影,拍虚拟篮球触感宛如真球。并且其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。

首先,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。其主要由伪全息显示、手势识别模块和触觉反馈设备三个模块构成。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。

然后,研究人员通过提供触觉反馈来提供更真实的交互感。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

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在手部标志选择模式下,算法可以准确地提供气动触觉反馈给不同的手部标志。而压力基于3D虚拟成像的拓扑,可以与用户手的运动进行交互,Arduino控制器单元则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。

当研究团队进行触觉反馈传递的定位控制,以及可调触觉反馈强度的实验时,用户的手离空气喷嘴越来越近或越来越远,触觉反馈的强度保持不变;当用户试图迅速猛拍虚拟篮球,会产生更强的触觉反应;当用户拍打幅度很轻时,球的反馈强度也会相应降低。

此外,与其他在虚拟环境中提供触觉反馈的方法相比,Aerohaptics系统成本更低、更易操作。未来,研究人员考虑给系统添加更多触觉反馈功能,比如温度变化带来的感觉变化,嗅觉反馈也可以通过在气流中引入各种气味来提供。

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