虚拟现实的未来:多感官交互技术

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YiViAn 2016年8月7日)虚拟现实为我们提供了一个了无限边境的虚拟世界,但实际上我们更多的还是束缚在现实世界中。虚拟现实头显给出的游玩空间大小意味着这个虚拟世界并不是可以让人们随意走动,我们随时都有可能超出传感器范围或者撞到真实的墙上。那么我们应该如何在有限的游玩空间中实现无限边境的虚拟世界呢?

其中一个方法是,通过转弯来重新调整用户的视觉感知,让用户可以重新以直线行走。但是不断地转弯会让人们感到头晕,考虑到虚拟现实已经存在晕动症这个问题,所以这并不是一个理想的解决方案,而这种方法也会不可避免地影响体验,打破游戏感。

来自东京大学的研究人员认为他们已经找到了一个更好的方法,他们将其命名为“Unlimited Corridor”,而此前YiViAn也对此进行了简单介绍。Unlimited Corridor会通过视觉反馈和触觉反馈让用户误以为自己是沿着直线行走,不过事实上他们是在绕着圈子走。在实际操作中,玩家的一只手会摸着真实的墙壁行走,而这会自然地调整他们的行走方向,让用户误以为自己正沿着直线走。

这个项目是由东京大学的Takuji Narumi博士和Unity的研究人员Yohei Yanase负责。我们可以看到这个项目其实需要一个面积比较大的圆形围墙,并配合一个移动虚拟现实设备(他们是背着一个高性能的游戏笔记本电脑)。该团队表示他们已经成功将圆形围墙的大小缩小到半径为2.5米。另外,通过”visuo-haptic interaction”(视觉和触觉交互)可以进一步缩小面积范围。

那么到底什么是visuo-haptic interaction呢?Narumi表示这是“我们大脑中的一种幻觉效果”,可通过以不同方式结合的感官输入来产生特定的大脑感知。

他说:“视觉刺激和触觉刺激的结合会改变我们的本体感知(proprioceptive sensations)。人们一直以来都认为不同的感官方式操作都是独立于彼此的。但是,最近的“行为及脑成像研究”正在颠覆这个观点,并表明多感官交互(cross-modal interactions)在我们感知世界的过程中扮演一个非常重要的作用。在多感官交互的效果中,一个感官对世界的感知可通过其他感官刺激来改变。”

这个研究团队同时在研发一个名为“Flavor Display”的系统,同样采用多感官交互来改变我们对食物味道的感知。用户可以在虚拟世界中挑选不同风味的饼干,而实际上用户在现实世界中品尝的只是普通的饼干(这个“味觉增强” 需要用户在头上戴上一个嗅囊设备,在咀嚼的过程中把不同的气味喷射到鼻子中,从而匹配用户挑选的风味)。

Narumi补充说:“在Unlimited Corridor这个实施案例中,我们可以通过一个多感官交互虚拟现实系统(视觉和触觉)来减少设备所需的面积大小。因此我们相信多感官交互效果将会成为下一代虚拟现实的关键技术。”值得注意的是,他也在利用多感官交互来研究形状变形的感知。

这个团队的实验基本上由两个凸形半圆墙组成,中间有个通道。这样子可以让用户在游戏中转弯,并可同时容纳多个用户。

这个设备的核心技术是通过视觉和触觉刺激来匹配用户在虚拟现实中的感知。Narumi指出,视觉和触觉出现的间隔要在200毫秒以内,而他们正通过不同的实验来研究可以令人接受的视觉和触觉的时间出现间隔。

尽管研究人员称添加到Unlimited Corridor的幻觉“非常强大”,但他们也承认仍然有少部分人会根据触感发现这是一睹圆墙,所以这个技术并不适用于所有人。尽管研究小组声称这个系统所引发的晕动症要比一般的虚拟现实或者重定向行走系统“少得多”,但没有绝对保障说不会出现晕动症。

虽然Unlimited Corridor只是探索如何控制大脑对现实感知的一个研究项目,但该研究小组认为这个技术可以应用在实验室之外,如娱乐、教育、模拟等等。

http://v.youku.com/v_show/id_XMTY2NzY0ODcyNA==.html

引用参考Natasha Lomas@techcrunch

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