VR追求的是一種沉浸感，為了營造更逼真的VR體驗，開發(fā)者們研發(fā)了各種各樣與頭顯搭配的體感設(shè)備。手柄是一款傳統(tǒng)體感設(shè)備，另外，我們還有搭載多個傳感器的HoloSuit VR體感服、ryg公司推出的體感腰帶和體感背心、HaptX的體感手套。

  今天我們要來介紹的是一項不需要用戶穿戴任何東西就能獲得體感效果的技術(shù)，其原理簡化來講就是：通過追蹤用戶姿勢，利用在空中移動的四軸飛行器來提供近乎實時的觸感。

  據(jù)青亭網(wǎng)了解，研發(fā)該技術(shù)的科研人員來自于德國的慕尼黑大學(xué)、達姆斯特塔大學(xué)、杜伊斯堡-艾森大學(xué)、雷根斯堡大學(xué)和美國衛(wèi)斯理大學(xué)，他們使用的四軸飛行器能夠模擬咖啡杯、椅子、野生動物等物體的觸覺體驗。

  體感VR是什么

  體感VR設(shè)備在浸入式視覺與聽覺的基礎(chǔ)上，加上了一層觸感，縮短VR與現(xiàn)實之間的距離。

  VR觸覺反饋

  目前，Oculus和HTC的VR頭顯通過手柄為用戶提供體感反饋，但畢竟現(xiàn)實生活中人手是自由活動的，在VR中手里總要握個東西就缺少了一些真實感。除了穿戴式體感反饋裝置，用戶也可以通過外部機器來模擬觸覺，只是通常這種機器都是固定的，因此用戶沒辦法自由移動。

  VR體感無人機的誕生

  VRHapticDrones是上述科研人員在一份名為“VRHapticDrones：通過四軸飛行器在VR中提供觸覺反饋”的論文中描述了一項技術(shù)，與現(xiàn)存的其他體感設(shè)備有很大不同，將非常適合大空間VR。

  據(jù)悉，該無人機技術(shù)搭載了Motive OptiTrack動作感知系統(tǒng)與12個Flex 3攝像頭，追蹤范圍為4米x4米x3米的空間，其能夠追蹤頭顯、多架四軸飛行器以及用戶設(shè)定的特定身體部位。VRHapticDrones系統(tǒng)會通過渲染引擎向無人機傳輸刷新率為100Hz的觸覺數(shù)據(jù)，其精準(zhǔn)性達毫米級。在Oculus Rift頭顯上搭載Leap Motion追蹤傳感器后，該體感系統(tǒng)將能夠追蹤用戶的手指，讓用戶與無人機的交互更加自然。

  他們使用的四軸飛行器為市面有售的Parrot Rolling Spider，在上面可外接各種模擬不同物體表面的觸覺反饋界面，據(jù)悉這些界面上都包裹了輕薄織物。另外，無人機與VRHapticDrones系統(tǒng)后臺使用BLE（藍牙低功耗）連接。

  據(jù)悉，這組科研人員希望用該體感系統(tǒng)提供三種觸覺反饋：被動、主動和定位觸覺媒介。為展示這三種觸覺反饋，他們研發(fā)了一款多功能深海VR內(nèi)容。在沉浸感非常強的昏暗水下環(huán)境中，用戶伸出手就能感受到無人機提供的被動觸覺反饋。

  在主動VR觸覺反饋的演示湖面中，會出現(xiàn)一只好奇的VR鯊魚，它在感受到體驗者靠近的時候會直直地游過去。體驗者在頭顯中看到它碰到自己的同時，搭載了與鯊魚鼻部相似的表面會主動觸碰體驗者，視覺與觸覺的自然結(jié)合，放大了交互的整體沉浸感。

  值得一提的是第三種反饋方式定位觸感媒介，其結(jié)合了主動和被動觸覺反饋，模擬柔軟或輕巧的物體，讓體驗者與無人機上用魚線吊著的輕巧媒介進行交互。在VR演示內(nèi)容中，這種媒介以掛在魚鉤上的小蟲子形象出現(xiàn)，體驗者能夠直接抓住懸掛的物體，作為游戲中獲取的獎勵。

  在論文中科研人員寫道，VRHapticDrones體感系統(tǒng)能夠在多個場景得到應(yīng)用，比如開門（被動反饋）、打開門后朝著玩家身上射來的箭（主動反饋），為了避免被箭射中，用戶必須從一項裝置中取出彈簧才能拆解陷阱。

  他們還認為，該技術(shù)可以應(yīng)用在建筑與設(shè)計領(lǐng)域，比如，設(shè)計師和用戶都能通過觸覺反饋，更好地了解汽車的設(shè)計。

  上述圖表從真實感、視覺觸感對應(yīng)性和滲透性三方面對比無觸覺反饋（黃）、震動式觸覺反饋（藍）和四軸飛行器觸覺反饋（綠）的利開特式量表平均值。

  浸入感分數(shù)（從左到右：無觸覺反饋、震動式觸覺反饋、四軸飛行器觸覺反饋）

  雖然VRHapticDrones的體感技術(shù)看起來很棒，但是其也存在一些局限性。比如，目前用戶一些身體部分需要貼上反光標(biāo)記才能被追蹤，而且他們目前并未展示多個無人機同時提供觸覺反應(yīng)，原因是其飛行控制裝置比較復(fù)雜。不過鑒于其藍牙元件最多可支持5臺無人機，未來他們應(yīng)該也會想辦法讓多臺無人機同時運行。