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2023年09月18日

VR手部控制器的未来形态猜想

作者:VRPinea



 一方面往极致简约的方向发展,

 另一方面朝动能反馈的方向一路狂奔。



文 | 青崖白鹿


(VRPinea2023年9月18日讯)近日,PICO百度贴吧意外流出了一组PICO新手柄的照片(目前该帖已删除)。相较于该品牌目前主推的PICO 4系列设备,此次曝光的新手柄,最大的不同是其去除了追踪环设计。

(PICO 4 HyperSense振感手柄宣传图)

 

尽管PICO方面并未公开过这款手柄的相关技术方案,但字节跳动/PICO交互感知算法团队,在今年的ICCV国际计算机视觉大会上入选了4篇论文,核心研究方向都是围绕手势姿态重建及裸手交互展开。因此,我们似乎可以得出推论,该款手柄或将通过裸手交互,辅助完成追踪定位。

(编者按:ICCV国际计算机视觉大会、CVPR计算机视觉模式识别会议和ECCV欧洲计算机视觉会议并称计算机视觉方向的三大顶级会议,会议的论文集也代表了计算机视觉领域最前沿的发展方向和水平。)

 

无独有偶,类似的去追踪环式设计方案,同样出现在了早前曾流出非官方开箱视频的,Meta下一代旗舰VR头显Quest 3的Touch Plus手部控制器上。而Quest 3并非Meta旗下第一款采用此类手柄设计方案的设备,该公司于去年秋季正式发售的高端定位VR头显Quest Pro的Touch Pro手部控制器就没有采用追踪环。

(Quest Pro及Touch Pro手柄)

 

趋向简约设计的VR手部控制器


目前,消费市场上主流VR设备的手柄,几乎都采用了追踪环的设计。这类方案通常依赖于手柄内置的传感器,如加速度计、陀螺仪、光学传感器(红外传感器三角定位)等,监测手柄的位置和方向,并以此实现实时追踪(Inside-Out Tracking)。

 

相较于需要额外基站定位的Outside-In Tracking方案,通过两个或以上定位器发出定位光线,覆盖两个定位器之间的空间,建立三维位置信息,通过三角定位的方法确定佩戴者的位置和移动方向,设置更加便携和易于设置。

 

去追踪环设计的优与劣


而以Quest Pro手柄为代表的去追踪环式设计,则是更进一步,更加美观小巧也更符合人体工程学原理。这样的设计最直观的好处就是,用户可以在使用头显的过程中将两个手柄靠得更近。这样的好处看起来,似乎有些不起眼。

(用户使用Touch Pro手柄进行“合拢”操作)

 

实则不然,因为追踪环的部件是无法显示在虚拟画面中的,当用户想要进行双手合十操作或在游戏中采用韦弗式射击动作时,手柄就可能发生碰撞。而采用去追踪环式的设计后,一般成年人的手掌就几乎可以完全抓握整个手部控制器,从而避免这类情况发生,这其实是在变相提升双手之间的交互体验。

 

当然了,事物皆有正反面,有好处就自然有坏处。目前来看,一个比较大的矛盾点就是控制成本后的追踪精度问题。以Quest Pro和Quest 3的手部控制器为例,Touch Pro可以通过多个嵌入式定位摄像头进行自追踪,但Touch Plus缺少摄像头等零部件,也就意味着在追踪方位和定位准确度上或许会弱于Touch Pro。

 

但以Quest 2/PICO 4这代VR头显展现的CV视觉与IMU(惯性测量单元)结合定位能力来看,Touch Plus控制器不加IR LED(红外发光二极管)后的追踪精度也未必弱于Touch Pro。

(Quest 3的Touch Plus手部控制器产品图)

 

更极致化的简约方案


这类去追踪环式的设计,其实追根溯源,就是为了让VR头显的手部控制器不再成为交互时可能的阻碍。那如果再进一步演进,会是怎样呢?苹果Vision Pro其实已经给出了答案,那就是纯裸手的自然交互,通过手眼口三者协调完成日常操作。

 

或许从手部控制器到裸手自然交互之间,还会出现一个过渡阶段,也就是戒指形态的控制器。这一类型的控制器,目前常见于AR眼镜的交互解决方案中。但也有头显厂商进行了相关尝试,在CES 2023上,中国移动旗下XR硬件品牌NOLO展出的NOLO VR GLASS,就是以戒指形态作为VR头显的主要交互手段。这里需要补充说明一点,NOLO VR GLASS是一台主打观影的弱交互设备。

(NOLO VR GLASS+智能交互指环)

 

趋向动能反馈的VR手部控制器


VR设备模拟虚拟世界的主要手段,其实就是欺骗人的五感,视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉。目前的技术路径,基本都只能实现前三者,或者说前两者和不完全的触觉。而触觉其实就是不同程度的振动,只要振动反馈模拟得足够细腻,触觉体验也就会更加逼真。

 

那谈到触觉反馈,就自然绕不开索尼今年2月份发售的PS VR2了。灵敏的触觉反馈、头显振动和手柄的自适应扳机等动能反馈功能,无疑是PS VR2的绝对卖点。PS VR2的Sense控制器可以通过内置触觉反馈组件制动器的运动,将游戏里接触不同物体的触觉精准传递到用户手中。并且,自适应触发器还能通过马达驱动齿轮,配合手指动作提供反作用力(触觉反馈)。

(用户双手持握PS VR2 Sense控制器)

 

据此前对PS VR2设计团队的专访,他们同样考虑到了避免手部控制器互相干扰的问题。但由于需要保证更精密的追踪性能,直接去除追踪环的操作自然行不通。他们选择了将追踪环后置,采用全新设计的镂空球形控制器外观设定。

 

这一类手部控制器设计方案,更加注重的是用户使用时的沉浸感和真实感。动能反馈的解决方案除了像PS VR2一样,在手柄中配置动能组件外,还有更加直接的触觉反馈手套和力反馈背心等。这些设备能够提供更加细腻的动能反馈,为用户/玩家带去更震撼的沉浸式体验。

(Meta触觉感知手套原型)

 

结语


本文提到的两种VR手部控制器发展方向,一者是简约化的自然交互方向,一者是注重动能反馈的体感方向。前者趋向于日常化使用,苹果Vision Pro甚至模糊了VR形态,这种演化路径是往智能化穿戴设备,个人计算终端的方向发展;后者则是专攻游戏领域,以提供极致的动能反馈、触觉体验为宗旨,这种演化路径是往沉浸式体验的角度深挖。

 

两者方向不同,所谓好坏之分自然无从谈起。并且,目前这两种演化路径,都还只是处于发展的初级阶段,面向消费者的产品还寥寥无几。只能留待相关产品上市后,交给消费者去评判。


本文属VRPinea原创稿件,转载请洽:brand@vrpinea.com



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