VR手套支持手掌反馈,触感增强是VR发展的新方向吗?
电影《头号玩家》真实地展现了VR设备的魅力,不仅仅是VR眼镜,还有VR全身套装,包括触觉反馈手套,可以感知虚拟物体对人体的冲击,甚至是抓握和触摸的触摸。
每个人都不认为电影中的虚拟现实应用离我们还有很长的路要走,现在这样的场景有望实现。虚拟化现实相当于VR眼镜的概念早已过时,除了视觉、听觉之外,触觉也将成为VR虚拟现实的另一个扩展方向。
01 VR手套的概念很好,但是价格实力劝退。
最早的VR概念可以追溯到英国作家Aldous 1932年推出的Huxley小说《Brave New World》,书中提到,头戴式设备能为人们提供图像、味道、声音等感官体验,使人们更好地沉浸在虚拟世界中。
在现代,虚拟现实技术与书中描述的基本相同。通过传感器技术模拟各种感官感受来欺骗大脑,用户可以在虚拟场景中体验身临其境的真实体验,并在小说想象的基础上进行升级。
最近,荷兰VR手套和力反馈方案制造商SenseGlove宣布正式发售其VR设备SensegloveNova 根据官方的介绍,这是世界上第一个支持手掌反馈的无线VR触摸手套模块。该设备包括手套和传感器,内置振动反馈。用户可以“抓住”虚拟物体,“触摸”感知虚拟物体的线条,支持虚拟物体主动触摸反馈。
简单来说,SensegloveNova 2可以提供其它VR设备所不具备的真实“手感”,设备将根据虚拟物品的大小和类型,尽可能地模拟真实的碰撞感。
Senseglove宣称,SensegloveNova 与第一代Nova相比,手指跟踪功能有了很大的进步。目前这款手套还可以扩大拇指、中指和无名指的运动记录,预计未来将用于医疗/工业。
售价方面,SensegloveNova 2售价高达5999美元(约合人民币43553元),Senseglove将根据手部尺寸提供三种尺寸的SensegloveNova 2。很显然,SensegloveNova 2这并非一件面向C端的商品,或大多数顾客不会花费大量的成本来体验所谓的手掌反馈。
参照第一代Nova的用户画像,SensegloveNova 二是大学、汽车制造商、航空局等一批企业和组织架构大概率采购,用于VR培训和研究。
02 触摸欺骗大脑,什么是VR手套?
沉浸感是VR设备最重要的特征,VR手套是科技产品,旨在进一步增强沉浸感。几年前,VR圈掀起了元宇宙的热潮。Facebook更名为Meta后不久,发布了一款触感手套设备(以下简称Meta手套),可以再现抓取物体或触摸不同材料表面的触感。
Meta手套和SensegloveNova听起来很像 2功能相似,但两者的实现过程不同。
根据Meta的说法,Meta手套的原型成本在5000美元左右,手套的每个手指上都放置了15个充气塑料片,触感交互位置布置在贴合佩戴者手掌、手指下、指尖等部位。同时,手套还可以作为VR控制器。手背上的白色标记可以让相机在空间中跟踪手指的运动模式,而内部传感器负责捕捉手指的弯曲模式。
当客户带着Meta手套进入虚拟世界时,手指上的充气塑料片会根据情况调整充气,模拟真实压力。如果客户的指尖接触到虚拟物体,他们也会感受到特定的触感。如果他们抓住虚拟物体,他们手中的启动器会变硬。这些手感搭配视觉和听觉,可以给用户带来更强的拟真感。
就外观而言,Meta手套的确比SensegloveNova手套要好。 2来得很重,但考虑到它只是一种原型商品,未来还有很大的改进空间。两者的主要区别体现在模拟手感技术上,SensegloveNova 2依靠振动反馈和力反馈技术,而Meta手套则是参考软体机器人的微气阀技术。
除了技术差异,手套材料也是VR手套的重要组成部分。一副僵硬、沉重、易脱落的手套,很容易让用户脱离虚拟体验。为了防止这种情况发生,手套在重量、柔软度和耐久性方面都有很高的要求。
目前,大多数VR手套都采用材料技术,将塑料、硅胶等柔性材料制成可拉伸的新纤维,然后缝制或编织成手套样式。其中,加州大学开发的带有McKibben肌肉的触感手套,以及韩国科技院此前探索的硅胶VR手套,是材料技术改造VR手套的代表。
VR手套作为VR生态的重要组成部分,在设计之初就是为了配合眼镜、耳机等其他设备,共同创造更强的沉浸感。但由于空间和材料的限制,制作VR手套的成本相当高,因此在消费市场上没有引起太多的讨论。
随着技术的微型化和材料技术的成熟,VR手套可能无法降低成本,进而进入消费市场。那时,我们可能会在头号玩家中体验到一些VR魅力。
03 抓住,穿着,手感,VR触感设备的未来是什么?
VR技术的发展可以称之为波折,反复经历期待膨胀、泡沫破裂、爬升复苏的阶段。尤其是元宇宙概念破灭后,VR市场遭遇了巨大的挫折。
据数据研究机构IDC报道,2023年全球VR市场出货量同比下降10.7%。2023年,中国的市场情况更加糟糕,VR出货量同比下降39.8%,仅为46.3万台,下降幅度接近40%。我认为苹果Vision将于2024年初开始 Pro的销售将重新燃起VR行业的热情,没想到见效快,走得更快,VR行业又迎来了阶段性的衰退。

图/ IDC
行业低迷并不意味着方向错误,在小雷看来,VR技术仍然有许多亮点。当前触感装置大致分为抓握式、穿戴式和触摸式三类。
在医疗领域应用抓握设备的案例并不少。以手术机器人为例,医生可以通过操作非常精细的工具进行远程手术,或者执行人手无法完成的任务。增加手术机器人的触觉反馈可以提高手术精度,降低风险,帮助医生在VR中进行零风险训练,同时在实际手术中体验感受。
穿戴设备通过皮下神经传递压力、摩擦、温度等触觉感受。这些设备大多戴在手上。当用户在虚拟现实中触摸物体时,设备用相应的力量轻轻按压指尖。腕带和VR手套也是可穿戴设备。
触摸设备更容易理解。我们日常使用的智能手机有点击屏幕获取振动反馈的功能,也可以理解为触摸设备之一。但是在VR设备中使用,单纯的振动肯定是不够的。一种名为“数据驱动触摸”的设备,可以真正模拟不同物体表面的粗糙度、光泽度和硬度,并通过不同的振动反馈给用户。
它们看上去是针对不同领域的技术方向,但实际上也有相似之处。SensegloveNova 这是一个很好的例子。我们可以看到抓握、可穿戴和触摸技术的身影。三者的结合为VR触摸设备提供了更真实的触觉体验。
从更长的时间来看,VR手套无法完美还原人类感知系统,VR行业需要增加更多的设备来实现身体、脚和其他区域的触摸感知。当然,这是一个长期的目标。目前,消费市场仍在等待第一款消费VR手套的出现。
VR和AR一样,经历了很多起伏,每次蛰伏后都会迎来新一轮的狂欢。目前的VR 快速发展和普及的时机还不成熟,观众还是以少数极客和粉丝为主,还没有普及到普通大众。然而,人类对虚拟空间的渴望刻在了骨子里。虽然不知道蛰伏期有多长,但VR市场最终会迎来春天。
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