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名流大全: 胡风简介

V景逸SUV设计专门的学业本科生入门必修课03

事实上,除了上面提到的这些,还有不少剑走偏锋的尝试,比如肌电模拟、万向跑步机、布满传感器的体感外套……交互是人机“对话”的桥梁,而在虚拟现实走红的时代,这座桥梁的形态更具想象空间。

眼球追踪

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而谷歌Daydream计划中的VR操控方案正好符合这些条件。Daydream计划的控制器包括按钮、一个触控板以及体感组件。控制器通过方向传感器、陀螺仪和加速表实现体感追踪功能。用户可以通过触控板和菜单按钮与Daydream
APP进行交互。底部的Home键可以回到Daydream

语音交互在移动时代就已经存在。由于种种原因,语音交互在移动时代略显鸡肋,不过在虚拟现实中,语音交互的价值被重新突显。在虚拟世界中,用户可以四处环绕观看,语音交互犹如聊天说话一般,既自然,也不会干扰用户观察周遭的世界。

而手柄的触觉反馈主要表现在按钮和震动的反馈,让你知道按哪里是在做什么,可以让你在游戏中更好的体验,但是这种方式很难在其他更复杂的环境运用。

Kinect设备基于3D深度影像视觉技术,或者叫结构光3D深度测量技术。Kinect的机身上有3个镜头,中间是常见的RGB彩色摄像头,左右两侧则是由红外线发射器和红外线CMOS感光元件组成的3D深度感应器,Kinect主要就是靠这个3D深度感应器来捕捉玩家的动作。中间的摄像头可以通过算法来识别人脸和身体特征,从而辨识玩家的身份,并识别玩家的基本表情。

谷歌控制器是过渡交互方式

事实上,除了上面提到的这些,还有不少剑走偏锋的尝试,比如肌电模拟、万向跑步机、布满传感器的体感外套……交互是人机“对话”的桥梁,而在虚拟现实走红的时代,这座桥梁的形态更具想象空间。

PS:图源网络,侵删

眼动追踪的原理其实很简单,就是使用摄像头捕捉人眼或脸部的图像,然后用算法实现人脸和人眼的检测、定位和跟踪,从而估算用户的视线变化。目前主要使用光谱成像和红外光谱成像两种图像处理方法,前一种需要捕捉虹膜和巩膜之间的轮廓,而后一种则跟踪瞳孔轮廓。

一旦VR出现主流交互方式,VR操作系统也有被重新设计。因为交互方式的改变实际上改变了人们接受、理解和控制数据的方式,所以交互方式一旦改变就意味着组织信息、展示信息的方式也会发生改变。三星中国技术院实验室前主任王海涛认为,交互方式在重新定义操作系统,PC时代是Window的天下,智能手机时代是Android和iOS的天堂,VR时代的交互方式也会出现相应的操作系统。

传统电脑时代,我们和面前的显示屏幕打交道,基本依靠键盘和鼠标;移动时代,虽然实体键手机还存在,但触屏成了主流交互方式。而游戏玩家最常用的交互工具是手柄。进入“虚拟现实元年”,头戴式显示器逐渐走进人们的生活,屏幕就在眼前。较之于平面显示屏,虚拟现实世界把用户带入了三维空间中,因此,键盘、鼠标、触屏和手柄,已经很难满足用户的需求,人机交互手段也迫切地需要“更上一层楼”。

而且,如果真的说未来的话,我们的交互方式也是在不断进步的,从之前的鼠标键盘到移动手机的触觉反馈,动作捕捉和手势追踪,眼球追踪……为什么未来不会出现脑电波追踪的方式呢?

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如果能够实现这种理想的VR形态,用户在VR环境中的交互就能够和真实环境中一样,对于感兴趣的虚拟事物,既可以从各个角度进行观察,也可以用手进行抓取,无需利用瞬移和手柄操作。所以交互的根本目的不在于手势交互、控制器交互,还是像“语音识别+手势识别+Inside-out
Tracking技术”相结合的交互方式,甚至未来一些想象不到的自然交互方式。评价这些交互方式的核心在于用户付出的能量和时间以及使用的频次和获得的交互效果。

眼球追踪和语音交互也是比较前沿的交互方式。眼球追踪能检测人眼的位置,为用户当前所处视角提供最佳的三维效果,使虚拟现实头戴显示器呈现出更自然、延迟更小的图像。同时,由于眼球追踪技术可以获知人眼的真实注视点,从而得到虚拟物体上视点位置的景深。所以,眼球追踪技术被认为是解决虚拟现实晕动症问题的一个重要方向。

而手柄相信大家是都有使用过的,不单是VR,许多游戏也是使用手柄作为交互,HTC
vive、PS VR也都是如此,可以说,目前来说手柄是主要的交互方式。

加入了传感功能的手感控制器无疑更适合作为触觉反馈设备,不管是前面提到的Oculus
Touch,还是专为HTC
Vive打造的手感操纵器、Sixense STEM以及RazerHydra等等都是非常有趣的触觉反馈设备。相信不用多久,VR用户就能体验到手感控制器所带来的VR交互乐趣了。

从交互方式上讲可以分成两类,一类是手势交互方式,一类是控制器交互方式。贺杰表示,这两类交互方式会长期共存,就像现在微软的Surface系列平板电脑一样,集合了多种交互方式,既有触控屏,又有键盘、触控屏。但是手势交互和控制器交互方式在应用场景和使用比例上会存在差异。手势交互方式适合偏轻度的交互,使用频次较低,比如日常的UI界面操控。控制器交互方式适合频次高的交互,例如一些重度的游戏场景。

人和机器如何交流?这就如两个语言不通的人打交道需要翻译一样,人机交互手段充当的就是“翻译”的角色。随着计算机技术的进步,人机交互方式也在不断改善。

《钢铁侠》片段

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现在VR由过去的二维进入了三维世界,不论是手势交互,还是控制器交互,其交互数据或者理解数据的方式又在发生全新的变革,相应的操作系统也会发生质的改变。贺杰认为,VR是面对的是三维场景,有空间的维度,在三维空间中的数据关系更加复杂,怎么展示数据之间的联系,现在大家都在摸索。通过阅读大量的论文可以知道,配合交互方式的VR操作系统将会有一次大的变革。(外芯房)

人机;大观;科技;虚拟现实;语音

VR的交互方式多种多样,但是就目前的交互来说,既不是眼球追踪为主,也不是手势追踪为主。而是以手柄的形式,触觉反馈作为交互的主要方式。

在虚拟现实的研究中,对于视觉和听觉交互的研究一直占据主流位置,而对于其他感觉交互技术则相对忽视。但仍然有一些研究机构和创业团队在着手解决这些问题。

而移动VR则以三星Gear VR、暴风魔镜、大朋VR一体机以及Pico
VR分体机为代表。GearVR和大朋VR一体机操控方案都类似,都是移植安卓手机的操控方案,两者右侧配备触控板、返回键和音量调节键,大朋VR一体机左侧还有开机键。暴风魔镜配有蓝牙遥控器,暴风魔镜5
Plus还引入Leap
Motion公司的技术,可以在VR环境中进行手势交互。PicoVR分体机则需要用手柄来操控。

当前,虚拟现实行业还处于发展早期阶段,交互方式也没有统一的标准,但手握控制器颇显“无敌”。用户手持控制器做出各种动作或发出指令,就可以流畅、自如地驾驭虚拟现实设备。

好了,回到问题,手势追踪和眼球追踪。

2011年10月,在苹果创始人乔布斯逝世的前夜,苹果公司发布了新款iPhone
4S手机,并搭配名为“Siri”的人工智能助手,而Siri应用所采用的语音识别技术就来自Nuance。虽然苹果对Siri寄予厚望,但是从这几年的实际用户体验和反馈来说,Siri的语音识别能力还远远没有达到人们预期的程度,更多成了人们无聊时候的调侃对象。

在虚拟现实当中,谷歌的控制器交互和手势交互都只是身体感知的一部分。诺亦藤品牌运营经理檀煜鑫认为,虚拟现实包含三种感知:视野感知、身体感知和环境感知。现在移动VR头显的3自由度姑且能算是满足了视野感知,如果加上手势识别以及全身动作捕捉技术,甚至一些厂商推出的震动反馈背心,可以认为刚刚达到身体感知的需求,而通过背负式电脑还有空间定位系统,特别是大空间内的运动追踪系统,才可以最终帮助人们获得环境感知。这三种感知结合起来的VR是一个比较理想的VR形态。

不过,控制器再精准也需要手持。目前,有不少团队在尝试更加自然的交互方式,比如空间定位和动作捕捉。空间定位就像是电脑中的鼠标指针,能够将用户在实际空间的位置移动同步到虚拟世界;而动作捕捉则更像是鼠标的点击动作或敲击键盘,用户可以藉此输入信息。这两者通常结合在一起使用。动作捕捉一般是全身的,具体到某一个手指便叫做手势控制。手势控制分为两种,一种使用光学跟踪,另一种是将传感器戴在手上的数据手套。

我们这里只说眼球追踪,通过对人眼位置的检测,为所处视觉提供最佳的3D效果。这意味着什么知道吗?意味着你将进一步沉浸在虚拟世界中,因为你看到的就是真实的,并且因为是真实视觉,所以可以解决因为延迟和交互方式落后导致的晕动症。当然了,一个能够自由移动的真实场地,也是必不可少的。

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其中,OculusRift还配有Oculus
Remote遥控器,该遥控器拥有一个圆形触控板、音量键、返回键和Home键,与新Apple
TV的遥控器类似。Sony PlayStation VR基于PS Move动态控制器衍生出PS
VRAim控制器。HTC Vive与Sony PlayStation VR、Oculus
Rift不同的是采用了Lighthouse定位技术,可以精确捕捉到用户手部、头部以及身体的动作,支持用户在15英尺x
15英尺空间内自由移动,更具沉浸感。

手势追踪

触觉技术最早用于大型航空器的自动控制装置,不过此类系统都是“单向”的,外部的力通过空气动力学的方式作用到控制系统上。1973年Thomas
D.SHANNON注册了首个触觉电话机专利。很快贝尔实验室开发出了首套触觉人机交互系统,并在1975年获得了相关的专利。

交互技术路径还需演进

《猩球崛起》的拍摄

使用手势跟踪作为交互可以分为两种方式:第一种是使用光学跟踪,比如Leap
Motion和NimbleVR这样的深度传感器,第二种是将传感器戴在手上的。光学跟踪的优势在于使用门槛低,场景灵活,用户不需要在手上穿脱设备,未来在一体化移动VR头显上直接集成光学手部跟踪用作移动场景的交互方式是一件很可行的事情。

贺杰也指出,手势交互一时难以普及一方面受到功耗和成本的约束,另一方面受到稳定性的制约。稳定性是交互方式的核心点,只有接近100%的稳定才算合格的技术,因为当用户点击鼠标或者敲击键盘的时候,只要100次中有一次没有反应,用户就会认为鼠标或者键盘坏了。而谷歌Daydream计划中的VR控制器内置的IMU(惯性传感器)稳定性非常高,任何时候都不会掉链子。

很抱歉这周没有准备更适合在简书发表的文章,所以将我在另一个社区的回答略作修改放入这里,希望大家能够喜欢。

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目前,VR显示终端处于发展初期,各大厂商凭借优势采用各自的VR交互解决方案。一时间,带有各种交互方式的VR显示终端充斥市场,有的绑定手柄,有的配备遥控器,有的安装触摸板,甚至有的具有手势识别功能等。这种多种交互形式并存的现状促成了VR交互方式百家争鸣的局面。

《黑客帝国》

嗅觉及其他感觉交互技术

手势交互技术不仅成为各大巨头布局的重点,还成为各个创业公司主攻的方向。近日,许多公司在手势交互技术方面的动作频频。Leap
Motion推出了新的“互动引擎”(Interaction

目前VR虚拟现实已经拥有了许多的交互方式,虽然有很多交互方式目前并不能应用于市场,但这并不妨碍在未来,我们可以将这些交互方式运用在VR虚拟现实中。

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Home菜单并重置头部定位,侧边有音量控制键。Daydream的控制器类似新Apple
TV的遥控器,包含触控板和实体按钮,能够保证稳定运行和精确操控,是一种折中的解决方案。据谷歌称,该控制器较为廉价,便于普及。

然而,很遗憾的是,目前的眼球追踪技术并不适合投入市场,虽然有很多公司在研究相关的技术,但依旧还有些不够成熟。

演员需要在身体的关键部位,比如脸部、关节、手臂等位置贴上特殊的标志,也就是“Marker”,视觉系统将识别和处理这些标志。当然,现在已经出现了不需要“Marker”标志点的光学动作捕捉技术,由视觉系统直接识别演员的身体关键位置及其运动轨迹。光学动作捕捉技术的特点是演员活动范围大,而且采样速率较高,适合实时动作捕捉,但是系统成本高,而且后期处理的工作量比较大。

Engine),方便用户抓取虚拟物体。uSens凌感首次在国内召开发布会,正式宣布开放SDK测试版并开启预订名叫Fingo的硬件模组。该模组集成了26自由度手势追踪、6自由度位置追踪以及AR/VR技术。Dexta
Robotics公司最近发布一款名叫“Dexmo”的产品,它是一款像手套那样戴在手上使用的未来主义外骨骼。它内置大量的元件,能够与VR体验进行交互,可帮助你感觉握在你的双手的虚拟物体。

嗯,VR虚拟现实的交互方式还有很多种,例如肌电模拟、方向追踪等等,未来会以哪种交互方式为主并不好判断,但是相对手势追踪和眼球追踪来说,手势追踪可能会比眼球追踪更早的投入市场,因为目前已经有相关的技术运用,只是还缺少精度。

最经常使用动作捕捉技术的莫过于游戏、动画和电影行业了。

多种交互方式并存

说到这里,可能很多人认为手柄的挥动应该是动作捕捉,但是并不是的,动作捕捉的实质是对目标物进行精确三维空间定位的系统。是需要用户进行穿戴和校准的,如果说目前有哪方面运用这个技术比较多的话,那毫无疑问是拍电影了。

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在Window操作系统时代的时候,PC界面菜单选项非常复杂,而且还是多任务并行的界面,需要鼠标精确的操作,需要键盘的命令输入。到了智能手机时代,微软将Window操作系统移植到手机上,但是触摸屏并不能实现精确点击,所以Window操作系统在手机上的体验一直不好。虽然后来微软根据触摸屏特性对Window操作系统改进,但是市场的接受度并不高,而且搭载Window操作系统的手机市场占有率一直下滑。而针对触摸屏定制的Android和iOS操作系统却大行其道,搭载Android和iOS操作系统的手机几乎霸占整个智能手机市场。

眼球追踪或许大家会很熟悉,例如漫威电影《钢铁侠》的钢铁盔甲,当然那个还运用了很多其他技术。

比如说通过StompzVR将脚步声映射到游戏音效中;通过Cyberith、Virtuix或者KAT的全向跑步机去模拟行走、旋转、跳跃甚至坐下等动作;

但京东集团架构部总监赵刚认为,谷歌在VR硬件上不会有太大的作为,更多的会从操作系统本身来支持VR。谷歌可能会像当年的Microsoft一样,Microsoft原先只是开放图形设备接口(GDI),兼容性好,但性能差,不能用于开发高动态的3D图形游戏。后来Microsoft推出了DirectX,直接访问图形设备,虽然兼容性不如GDI,但是性能大大提高,终于和OpenGL抗衡,推动了Windows平台上的3D图形游戏开发。所以谷歌对于VR的支持也是从操作系统底层开后门,能够对传感器、摄像头等进行更直接的支持,实现更低延时的访问。据了解,Daydream平台兼容Android
N。为了提升体验,Android
N针对VR一些特性进行改进,优化编译器,缩短软件运行时间;开放Vulkan
API,允许开发者直接控制设备中的GPU。

手势追踪相比眼球追踪来说,似乎更有可能成为现实,事实上我曾今在一些展会上看到过一些光学追踪的手势追踪传感器。

随着多玩家虚拟现实交互游戏的介入以及玩家追踪技术的发展,我们不难判断未来虚拟现实的多人真实交互将如日中天。

但是谷歌操控器也只是VR交互方式的过渡解决方案。VR交互方式会朝着更加简单的方向发展。无论是PC时代的鼠标,还是功能机的按键、智能机的触屏,都离不开手。同样,VR时代的交互也离不开双手,所以手势交互是VR必须攻破的交互方式。

以下原文:

在剧里,「龙之母」丹妮莉丝和她的龙美丽如画

手势交互将成为主流之一

手势追踪的逻辑和参考聋哑人的手语,我觉得是不会的,因为在VR交互系统中,我们并不是聋哑人啊。这就好像你在游戏里可以讲话,也可以听到别人讲话,VR虚拟游戏中,也是可以做到这一点的额,而手势追踪只是一个交互方式,让你更好的游玩而已。

实现手势识别和动作捕捉的主流技术:光学动作捕捉和非光学动作捕捉。

鼠标和键盘之所以能够成为PC时代的主流交互方式,是因为用户只要移动鼠标几厘米,光标就可以移至PC屏幕的任何一个位置;手指左右移动几个按键就可以点击到目标按键。智能手机的触摸屏也一样,乔布斯当年并没有把iPhone4的屏幕做得很大,其中一个原因就是为了限制手指的在滑屏距离,减少能量的消耗。贺杰指出,现在Oculus
Rift、HTC
Vive也有各自的控制器,用户只要旋转控制器一个很小的角度、按动一个按键就可以轻松实现交互的动作,也很省能量,有可能成为主流的交互方式之一。

手势追踪这种交互有两种方式:光学跟踪和数据手套。

在2014年的IDF大会上,Intel着重介绍了全新的RealSense实感技术,并推出了搭载该技术的硬件产品。RealSense也采用了基于结构光技术的传感器,宣称支持多种应用场景,如手势操控、实物3D扫描、实物测量、先拍照后对焦等。支持RealSense技术的平板电脑背部有3个摄像头,这3个摄像头会同时工作,从不同位置捕捉三维环境的照片,然后通过算法来计算出距离和位置关系。

在这么多的交互方式当中,哪些会成为VR主流的交互形式呢?

眼球追踪、手势追踪都属于VR虚拟现实的一种交互方式。由于对AR增强现实的理解至今还不够透彻,所以就以VR虚拟现实来进行一些说明吧!

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虽然目前手势交互还不成熟,存在诸多弊病,但是许多业内人士非常看好手势交互在VR中的应用。毛文涛指出,如同智能手机的触摸屏,刚开始的时候也遭到诟病,但这只是阶段性的困难,最终手势会因为根本上的优势成为人们最喜欢的一种交互方式。贺杰也认为,手势交互会成为非常重要的一种输入方式,以后一定有市场,只是它在产品化的过程中还需要积累。TVPlay
CEO周琨甚至指出,虽然目前手势交互没有触感,不能代替体感手柄的存在,但是手势交互更加自然,更有可能成为VR主流的交互方式之一。

但是请注意,交互并不是独立的,事实上各种交互是可以共存的。例如语音交互也是一种交互方式,我们在游戏中摸不着头脑时,及时的语音和文字指南,就能够帮助我们进行下一步动作,而且这一交互和触觉反馈并不冲突。

而从动作捕捉的范围来看,又分为手势识别、表情捕捉和身体动作捕捉三大类。

现在VR显示终端的交互方式五花八门,既有传统的遥控器、触摸板、手柄等交互方式,又有新颖的手势交互、体感交互和空间定位等交互方式,呈现出百花齐放的发展态势。

下图:《猩球崛起》

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每一代的终端都有其主流的交互方式。PC时代的键盘和鼠标、游戏主机时代的手柄以及智能手机时代的触摸屏,这些交互方式降低了消费者的操作门槛,激发终端市场新的活力。可见,交互方式对于终端至关重要。那么,VR显示终端主流的交互方式将会是什么样呢?

未来多通道的交互将是VR时代的主流交互形态,多人交互的关键在于激光+惯导,比如大空间可移动多人交互、多人在线可行走交互VR射击游戏、多人同时看房的解决方案和VR环境下多人实时在线互动等等,都是在虚拟现实空间内,可以看到彼此,可以自如的在彼此间传递东西,还可以“约架”……

交互方式重新定义操作系统

触觉技术通常包含3种,分别对应人的3种感觉,即皮肤觉、运动觉和触觉。

而移动VR的交互方式需要更加简单、便捷,而且要保证一定的性能。贺杰表示,要实现VR交互有多种技术路线,例如光学、电磁、惯性、射频、声波等,现在还不知道哪一种技术路径能够在消费市场中走到最后。例如鼠标的形态直到现在也没有什么大的变化,但是技术路线一直在变更,鼠标一开始是采用机械传感的方式,后来采用反射激光,再后来改用纯光学的传感,现在鼠标技术已经非常成熟了。而VR才处于发展初期,未来会采用什么技术路径还很难说。

多感知交互

谷歌针对VR开放部分系统底层之后,相关标准也会确立,有利于移动VR主流交互方式的形成。运动加加CEO姚斌表示,现在之所以没有主流的VR交互方式,主要是因为缺乏相关标准。谷歌对于控制器进行软硬件优化之后,类Gear
VR产品的交互体验就会提升,相应的操控标准也会形成。届时,谷歌控制器不仅将成为类Gear
VR产品的标配,还会因为廉价而实现快速普及,成为移动VR主流的交互方式之一。

在和现实世界进行交流的时候,除了眼神、表情和动作之外,最常用的交互技术就是语音交互了。一个完整的语音交互系统包括对语音的识别和对语义的理解两大部分,不过人们通常用“语音识别”这一个词来概括。语音识别包含了特征提取、模式匹配和模型训练3方面的技术,涉及的领域很多,包括信号处理、模式识别、声学、听觉心理学、人工智能等。

uSens凌感首席研究员毛文涛认为,手势作为一种重要的交互形式,一定会进化到它更好的表达方式。手势之所以被认为是最好的交互方式,是因为它适用于很多应用场景,并且可以进行多场景之间的交互。但是手势并不是唯一的交互方式。当下没有使用手势作为主流的原因主要还是手势算法的难度太大。作为前期的手势来说,现在算法门槛很高,并且从精确度和资源消耗来说都要比手柄差,因此很难在当下作为一个立即使用的标准。

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Ximmerse
CEO贺杰指出,交互解决方案要大规模2C必须具备一些必要条件。首先,交互方案相关产业链必须成熟,能够支持大规模量产。其次,交互方案相关技术指标能够保证稳定、精确运行。最后,交互方案必须足够廉价、简单,功耗足够低,消费者能够消费得起。

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Sony PlayStation VR、Oculus Rift、HTC
Vive是PC端或者主机端VR头盔的代表,三者既可以兼容传统的游戏手柄,又各自独有控制器,有的甚至还能够支持空间定位技术,用户可以小范围移动。Xbox
One手柄、DualShock 4手柄分别是OculusRift、Sony PlayStation
VR的标配。同时,SonyPlayStation VR、Oculus Rift、HTC
Vive专门的控制器分别是PSMove动态控制器、Oculus
Touch体感控制器、Grip控制器。

PrimeSense、Survios、Control VR等等。

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典型的动作捕捉系统:传感器、信号捕捉设备、数据传输设备和数据处理设备。通过不同技术实现的动作捕捉设备各有优缺点,可以从几个方面来评价:定位精度,实时性,方便程度,可捕捉的动作范围大小,抗干扰性,多目标捕捉能力,等等。

PointGrab、uSens Impression Pi、Oculus&华盛顿大学 Finexus等等。

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