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科普丨是什么讓發展中的VR市場變成了“大頭娃娃”(一)?

  作為科幻動漫經典之作的《攻殼特工隊》,主人公腦后插管的劇情更是成為了奠定這部科幻動漫神作地位的一筆。其實真正意義上的VR遠不止如此,視覺、聽覺、嗅覺、味覺以及觸覺(又稱五感)相輔相成才算是完整的VR體驗。在VR的研究中,視覺交互的研究一直占據主流位置,對于其他感覺交互技術則相對忽視,但仍然有研究機構和創業團隊在著手解決這些問題。

圖:《攻殼特工隊》封面

  觸覺——與虛擬世界互動的資本

  Facebokk首席技術官邁克?斯科洛普夫(Mike Schroepfer)表示,希望Oculus
Rift可以成為這樣一個裝置:“讓你可以前往你想去的任何地方,與任何人在一起,不受地域的局限。”目前市場在觸覺方面主要采取的是體感手柄控制,類似HTC
Vive或Oculus
Rift這類的設備都會給體驗者專門打造一雙虛擬世界的“手”。通過觸碰我們能感知到物體的形狀、溫度、體積等眾多信息。依靠體感控制手柄并不能完全的在虛擬世界模擬出人的手,更沒有辦法讓人獲得虛擬世界更多的信息,于是允許控制方式更加原始的動作捕捉技術便應運而生了。

  動作捕捉技術是一種記錄人體動作,并將其轉換為數字模式的技術。從《終結者》中的施瓦辛格扮演的機器人T800,到《阿凡達》的虛擬場景,再到《星際迷航》中與外星人的近距離交流,都離不開動作捕捉技術的貢獻。目前最常見的是光學式動作捕捉系統,使用者在身體各個部位安裝標記點,依靠多個攝像機跟蹤標記點間位置和角度的變化來識別動作。劉昊揚向《中國經濟周刊》表示“光學動作捕捉技術經過幾十年的發展,成熟度很高,目前已經可以精準到完美捕捉人的面部表情。但是光學動作捕捉技術也有它的局限性。”

  雖然現階段動作捕捉技術還存在著許多的問題,但是早已有廠商致力于動作捕捉技術的開發,也相應的取得了一些技術突破破。國內有諾亦騰,這一坐落在SVVR(Silicon
Valley Virtual Reality,硅谷虛擬現實)的中國公司致力于開發基于慣性傳感器的動作捕捉技術,發布了一套商業虛擬現實動作捕捉解決方案
Project Alice。諾亦騰的 CTO 戴若犁曾表示:“好的虛擬現實的商業體驗,必須達到毫米級別的位置追蹤精度、20 毫秒以內的多人顯示延遲。”

圖;動作捕捉技術

  國外有Enflux,比起諾亦騰的慣性傳感器的動作捕捉技術,Enflux在美國圣克拉拉市的2016年GX4上發布了一款智能穿戴套裝。該套裝采用了跑步或瑜伽服上常用的吸汗材料,并在衣服內放置了10個微小感應器。與比較笨重的Project
Alice動捕設備相比,Enflux非常的輕巧。除了胸口附近的開關比較顯眼,其他電子元件幾乎都感覺不到。Enflux套裝通過藍牙進行無線操作,并且能與許多種支持Unity
開發的VR/AR/MR頭盔一起使用。

圖:設計更加人性化的Enflux套裝

  觸覺作為虛擬現實中的五覺之一必不可少。盡管已經有不少企業涉足VR觸覺的研發當中但是由于目前市場還處于初級階段,搭配VR頭戴式顯示器的成熟虛擬現實動作捕捉設備出現仍需時間。

  味覺——進入虛擬世界的第一“通行證”

  工信部發布《2016年虛擬現實產業發展白皮書》報告中有一段文字格外引人關注:在虛擬現實的感知方面,有關視覺合成方面的研究較多,對聽覺、觸覺關注較少,真實性、實時性不足,基于嗅覺、味覺的設備還沒有實現商品化。

  味覺模擬是一種模擬虛擬場景味道并且通過電信號刺激建立脈沖信號反饋的系統。通過這套系統我們既可以聞到虛擬世界中美味漢堡的香味也能聞得到廁所里要命的惡臭味。隨著科學技術的發展,味覺可控化已經不再是幻想。

  東京大學情報理工學科研究系講師鳴海拓志就曾做了一個名為“MetaCookie”的AR(增強現實)實驗,能夠將現實世界中存在的餅干原封不動地在VR眼鏡內即時再現出來。實驗中需要帶上VR顯示器,和一個電刺激裝置。在現實中你坐在桌子前,上面放了一個盒子,盒子里有一塊普通的餅干。在虛擬世界中依然坐在桌子前,上面有一個一模一樣的盒子里面卻放了一塊巧克力餅干。

  當現實和虛擬世界一一對應時,你拿起那塊普通的餅干放進嘴里嚼了嚼這時候你的舌頭真切的感受到了巧克力的香味(其實是點刺激裝置模擬生成的)于是你會拿著普通餅干(現實)大贊道:“這塊巧克力餅干(虛擬)是那么的美味!”整個實驗足矣告訴我們,想要通過虛擬世界騙過我們的大腦就必須先騙過我們的味蕾這樣才能進一步與虛擬世界產生更深層次的交互。

圖:讓普通餅干便巧克力餅干

  除此之外,有團隊正在進行數碼味覺的研究。通過電刺激模擬和熱刺激模擬這種數碼味覺接口可以讓我們體驗到酸、咸、苦、薄荷味、辣味和甜味等多種味道。由此可見,味覺判斷是決定一個人是否要接受或者拒絕此時所處環境的第一關。許多研究機構和企業都紛紛投身到味覺模擬的隊伍中來,可是由于氣味的不可控性導致至今為止的味覺模擬設備還都處在實驗室的階段。

圖:通過電刺激模擬和熱刺激模擬人的味覺

  通過上述討論不難看出,盡管現階段VR頭顯依然處于發展初期,但是相較觸覺和味覺就成熟許多。這與多年來視覺藝術高速發展有著決定性的關系。回頭看看觸覺模擬才剛剛從實驗室邁出半步,懵懵懂懂地看不清方向;而味覺模擬技術尚處于實驗室的階段距離進入市場還為時過早。不過值得興奮地是現在已經有VR廠商開始注意到虛擬現實并非只有視覺這一感,越來越多的初創團隊開始投身味覺或者觸覺模擬的開發大軍中來。相信在不久的將來每個人都可以體驗到一個完整的虛擬現實。

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