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除了手柄,你还知道哪些VR输入设备?(Part1)

时间:2023-03-19 00:04:56 科技观察

不管2016年是不是元年,通过2015年的发展,我们都能感受到VR的蓬勃发展。这一年,我们看到了“层出不穷”的头显,最典型的还有什么人们谈论的是VR三巨头的耳机:OculusRift、HTCVive和PlayStationVR。与此同时,市场上也出现了头盔对应的输入设备。输入设备是能够将现实世界的环境数据映射到虚拟世界的设备。粗略地说,就是将人的指令输入到VR系统中的设备。与键盘和鼠标不同,VR输入设备强调沉浸感。因此,随着VR头显的发展,VR输入设备也迎来了春天。它不仅形式多样新颖,而且涵盖奇思妙想和黑科技。事实上,除了传统的控制器,比如OculusRift消费版支持的Xbox无线控制器,还有一些新兴形式的输入设备,比如万能跑步机KatWalk、手套TheManus或者衣服TeslaSuit。下面就让记者带你盘点一下VR输入设备领域的代表性产品。不过在此之前,我们先做一个简单的分类。虽然分类的方式有很多,比如按产品形态可以分为手套类、手柄类、双手柄类、全身套装等;也可以按照沉浸感来分类,分为感官沉浸和交互沉浸。在记者看来,按照产品采用的技术进行分类,更有助于人们了解产品。第一类是传统手柄使用惯性传感器和振动电机。这类输入设备一般使用传统的按键/摇杆/触控面板进行操作,通过振动进行交互。业内最典型的是:OculusRift消费版默认Xbox无线手柄PlayStationVR搭配PS4(还需要PlayStationCamera辅助使用)。此外,还有其他厂商推出的VR手柄,比如国内的Ximmerse团队。不过以上两个已经很有代表性了,我就不赘述了。第二类是体感手柄。在你开始之前,你需要说一件事。通常,惯性传感器由加速度计(测量加速度)、陀螺仪(测量角速度)和磁力计(测量重力方向)组成。然而,目前的消费级惯性传感器很难实现六个自由度的跟踪。一般只能跟踪三个自由度,即X、Y、Z轴的旋转,不能测量这三个轴的平移。简单粗暴的说,就是你在水平位置极慢且匀速地移动由惯性传感器制成的把手,而且把手很难被察觉。然而,人们需要在虚拟环境中捕捉六个自由度,以提供更好的输入体验。因此,体感手柄一般通过惯性传感系统加光学追踪系统或磁场感应来提供六自由度的运动追踪。三星神秘的Rink消息称,三星将在CES上展示其输入设备RinkforGearVR。目前我们对它知之甚少,只能通过三星发布的视频一探究竟(好像很准确。。。)。通过视频我们看到Rink具有手势识别和位置追踪功能,不同的手指可以触发不同的交互方式。可以肯定的是,Rink使用的是惯性传感器,但你可能要等到CES展才能得到更具体的技术原理。行业标杆OculusTouch基本上,Touch的技术架构是多模传感融合+手势识别。即配置惯性传感器和Oculus的运动追踪系统Constellation进行光学追踪,实现Touch的6自由度追踪。值得一提的是,这里还需要一个跟踪摄像头来进行动作捕捉。不过根据最新消息,原定于二季度出货的Touch已经推迟到今年下半年出货。因此,更具体、更详细的技术,可能还要等到那时才能了解。尽管如此,等待还是值得的,因为Oculus正在建立行业基准。HTCVive的区域追踪系统HTCVive的手柄通过自带的追踪系统Lighthouse实现动作捕捉。模拟在3D空间中。具体来说,Lighthouse是一个基于15x15英尺空间的跟踪系统。两个激光发射器将放置在这个空间的相对角落,并会不断地发射光线扫描整个空间。Vive头盔和手柄上有70多个光敏传感器。在激光扫描的同时,头盔和手柄开始像秒表一样计数,看哪个传感器先接收到激光,然后利用传感器位置和接收到激光的时间之间的关系,计算出相对于激光的准确位置发射器。只要激光束击中足够多的光敏传感器,就可以形成一个3D模型。然而,这似乎是控制器开发者版本的数据。根据最新消息,HTCVive控制器的消费版有了很大的改进。但具体的技术细节还不得而知,只能等到CES展会了。(看,头盔中央有个摄像头。)PSVR的古董PSMove手柄PSMove手柄于2010年9月15日推出,属于PS3时代产品。不过,吉田修平曾表示,索尼不会为PSVR更新它。在采访中,吉田修平表示:“我们认为现在的(PSMove)还不错……Move最初是为VR游戏而开发的。但发售时,PS4和PSVR还是商业机密,所以在当时并没有完全介绍其固有的特点。”Move手柄内置惯性传感器,使用摄像头进行跟踪,使用RGBLED光源灯泡作为活动标记点。RazerHydra九头蛇和SixenseSTEM在谈业务之前,记者想强调一下RazerHydra九头蛇的中文名字——九头灵蛇(这个名字很酷)。它不是像PSMove那样的新产品,而是老产品。虽然VR并不是RazerHydra九头蛇的初衷,但也有不少人将其作为VR交互设备使用,比如LindenLabs的CEOPhilipRosedale(运营知名游戏《第二人生》游戏)。在去年的SEA-VR大会上,Rosedale通过Hydra展示了最新的VR游戏《虚拟玩具室(virtual toy room)》(上图)。Razer于2011年4月以139美元的价格发布了Hydra(如上图所示)。事实上,Hydra是一个套件,包括一个球形基站和一对有线控制器,左右控制器各提供模拟摇杆、四个按钮和触发按钮等传统控件。具体来说,球形基站会发出微弱的磁场,并以此来感应控制器的距离和方向。当时雷蛇吹嘘九头蛇可以准确识别1mm的移动距离和1度的旋转角度。无独有偶,2013年9月,Sixense推出了一款采用这种磁感应追踪技术的众筹STEM控制器套装。如上图所示,该套件包括两个手柄、三个可穿戴追踪器和一个基站。这些可穿戴追踪器可以戴在头/腰/脚上进行全身运动感应,而基站最多支持5个追踪对象。更重要的是,STEM是为VR而生的。最后一个八卦是,RazerHydra九头蛇背后的技术来自Sixense。然而,让世界惊叹的STEM,却迟迟迟迟没有开学一年多。现在三大头盔的交互装置都出炉了,估计STEM里的场景不会多了……除了上面的局部运动追踪,还有全身动作捕捉的交互装置。详细信息可以在这里找到。请留意本文的下一集。