如何通过触觉体验虚拟现实(VR) ?这是现代VR研究正在研究的基本问题之一。

　　来自德国萨尔布尔

　　肯的计算机科学家安德烈·泽纳(andr

　　Zenner)在他的博士论文中，通过发明新设备和开发受人类感知启发的基于软件的技术，朝着回答这个问题迈出了重要的一步。他现在在世界领先的VR会议上获得了“最佳论文奖”。

　　获奖作品是关于如何使用物理道具(技术术语:“代理”)使虚拟环境中的对象具体化。

　　“当然，你不可能为每个虚拟对象都配备一个代理，那么这种方法就无法扩展。因此，在我的论文中，我考虑了什么样的设备可以用来尽可能有效地模拟几种不同虚拟物体的物理特性，”Zenner解释说，他在萨尔大学萨尔布尔

　　肯计算机科学研究生院完成了博士学位，现在正在萨尔大学和德国人工智能研究中心进行研究。

　　这导致了两种特殊的VR控制器的原型，“Shifty”和“Drag:on”。VR控制器是一种可以握在用户手中，利用跟踪技术在虚拟现实中控制或操纵物体的设备。

　　“Shifty”是一个管状控制器，其中安装了一个可移动的重物。通过马达使重物沿纵轴移动，改变杆的重心和惯量。

　　Zenner解释说:“与虚拟现实中的相应可视化相结合，Shifty可以用来创造虚拟物体变长或变重的错觉。”在实验中，他能够证明，当物体的重量接近使用者的手时，人们会觉得物体更轻或更小，再加上相应的视觉输入;杆子上的重量离使用者越远，杆子就越长，越重。

　　“这主要是由于控制器的惯性变化，因为整体重量没有改变，”Zenner解释说。游戏巨头索尼的研发部门已经在试验这一概念，并在开发新的VR控制器时引用了Zenner的工作。

　　第二个控制器“Drag:on”由两个弗拉门戈风扇组成，可以通过伺服电机展开，从而增加控制器的空气阻力。这意味着风扇展开得越远，用户在空中移动控制器时需要施加的力量就越大。

　　Zenner解释说:“加上正确的视觉刺激，Drag:on可以用来创造用户拿着小铲子或大桨的印象，或者他们正在推一个沉重的手推车，或者正在拧一个难以转动的旋钮。”

　　这两个控制器都是基础研究和所谓的“概念验证”。这意味着原型可以用于在用户实验中展示不同的控制器状态可以改善不同VR对象的感知。不过，目前市场上还没有使用这种技术的特定产品。

　　有了这些控制器，这位萨尔布尔

　　肯的计算机科学家首先解决了所谓的“相似性问题”。这里的目的是确保虚拟对象和真实对象的感觉尽可能相似。在他的第二部分工作中，他处理了所谓的“托管问题”，即代理如何在用户在虚拟现实中看到的现实生活中的空间定位问题。

　　这尤其具有挑战性，因为控制器充当不同虚拟对象的代理。因此，必须给用户一种错觉，即他们正在触摸不同的对象，尽管在现实中，他们总是抓住同一个代理。

　　为了实现这一点，研究人员使用了已经建立的“手重定向”方法。顾名思义，这涉及到在虚拟现实中改变手的运动方向，让用户认为他们在向左伸手，例如，即使他们实际上是向前伸出手。

　　“我们进行了实验来调查用户意识到他们的手被重新定向的时间点。我们的研究结果表明，这一点很快就达到了，所以我们考虑如何更好地隐藏手的重定向，”Zenner说。

　　解决办法是:他欺骗大脑，只在大脑对视觉变化视而不见的时候——也就是眨眼的时候——才改变手的方向。在他的指导下，他与一名学生一起开发了相应的软件，并使用了许多VR头显内置的眼动仪。

　　在控制研究中，该团队随后能够证明，他们的新控制器与手部重定向算法相结合，产生了比以前更令人信服的VR感知。

　　Universit?t des Saarlandes提供

　　引用:欺骗大脑:虚拟现实中触觉的新维度(2024,6月10日)检索自https://techxplore.com/news/2024-06-brain-dimensions-haptics-virtual-reality.html本文档

　　作品受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。的有限公司

　　内容仅供参考之用。