VR時代的「滑鼠」-輸入技術提案精彩紛呈

作者:根津禎   |   2015 / 05 / 20

文章來源:日經技術   |   圖片來源:日經技術


【日經BP社報導】美國Oculus VR公司的頭戴式顯示器“Oculus Rift”等VR(虛擬實境)用顯示設備人氣越來越高,在此背景下,出現了眾多立足於VR時代的新輸入技術提案。開發該技術的各公司的目標是,像個人電腦的滑鼠和鍵盤那樣成為操作VR內容時必不可少的手段。

美國Leap Motion公司就是其中之一。該公司主要銷售通過USB與個人電腦和平板電腦等連接,利用手和手指的動作等操作手勢輸入裝置“Leap Motion”。該公司在CES上展示了正面向VR用途開發的新款手勢輸入裝置。

Leap Motion利用紅外LED照射測量對象,然後用兩個攝影鏡頭拍攝反射光來檢測位置。據說是利用兩個攝影鏡頭以三角測量原理來計算距離。檢測精度高達±10μm,但價格只有80美元左右,因此非常暢銷。除了外置產品外,該公司還上市了內置Leap Motion的筆記型電腦,“在個人電腦市場上取得了優異的成果”(該公司)。

Leap Motion公司繼個人電腦之後瞄準的下一個目標是VR市場。該公司目前正以19.99美元的價格銷售可在Oculus Rift等沉浸型HMD的前面安裝Leap Motion的固定單元“VR Developer Mount”(圖1)。利用固定單元可在Oculus Rift顯示的虛擬空間影像內顯示佩戴者的手部影像,使之與實際的手和手指動作連動(圖2)。

Oculus Rift

公開VR用新機型

除了固定單元外,Leap Motion還在開發面向VR用途的新款感測器“Dragonfly(開發代碼)”。該公司在CES會場附近的酒店房間裏,以非公開方式與VR Developer Mount一起展示了Dragonfly。Dragonfly的尺寸與原來的Leap Motion差不多大,安裝在HMD前面使用。

除了檢測手部動作的紅外感測器外,還在機身左右配置了與可見光感測器一體化的攝影鏡頭模組。通過配備可見光攝影鏡頭,可以與實拍影像一起,在HMD顯示器上顯示虛擬的手並執行動作。在左右兩個攝影鏡頭模組之間、Dragonfly的中央部安裝了多個紅外LED作為光源。據該公司介紹,“硬體基本已經接近完成的狀態,手勢檢測用軟體也以原來的Leap演算法為基礎”。因此,預計可在2015年內上市。價格與目前的Leap Motion基本相同,為80美元。

除此之外,Leap Motion還在開發嵌入式Dragonfly。“(攝影鏡頭和LED等)硬體由HMD廠商準備,我們基本上只需提供手勢分析所需的軟體。因此能以比外置型更低的價格提供”(Leap Motion)。

由於Dragonfly禁止拍照,所以本文中沒有刊登照片。

利用視線輸入技術

日本新創企業FOVE開發出了在HMD中嵌入視線輸入技術的“FOVE”。該公司此前僅面向投資者等部分人士公開過FOVE的試製品,而此次首次在CES上面向公眾進行了展示(圖3、4)。“此次展示也是讓更多的人體驗並提出意見的用戶測試”(FOVE公司代表董事小島由香)

FOVE

FOVE公司在展區內公開了採用視線輸入技術的多種演示。例如,在駕駛戰鬥機擊倒敵人角色的射擊遊戲中,視線放到敵人身上後會自動瞄準,並向敵人照射雷射光(圖5)。筆者也試了一下,瞄準精度很高,敵人被接連擊倒,感覺非常暢快。另外,通過在啟動時進行校準,可以提高視線檢測精度(圖6)。主要就是追蹤黑色畫面內顯示的圓點的動作。視線檢測校準採用普通的方法。

FOVE視線輸入技術的多種演示

出發點是提高故事的表現力

FOVE的小島以前在索尼電腦娛樂(SCE)從事遊戲開發工作。當時小島策劃了“Interactive Cinema ”(小島)遊戲,即利用掌上型電玩“PS Vita”的內置攝影鏡頭功能檢測用戶的視線,根據檢測結果,與遊戲內的角色進行非語言的交流。小島介紹說,“在遊戲中,交互性(雙向性)非常重要,但(與遊戲內的角色等的)交流還比較少。因此我想通過識別視線來進行交流,從而提高故事的表現力”。這個策劃雖然沒有用到產品中,卻成了開發FOVE的出發點。

用途並不僅限於遊戲。在遊戲以外的用途,FOVE還在致力於“Eye Play the Piano”系統的普及活動。即利用FOVE的視線檢測功能,讓肢體殘疾的兒童不用手和胳膊就能彈鋼琴。該系統的機制是,首先將視線對準FOVE顯示器上顯示的鍵盤,選擇想彈的曲子。然後通過眨眼讓連接至Eye Play the Piano的鋼琴發出聲音。佩戴著FOVE的頭部向下低的話,可以像踩鋼琴踏板一樣延長彈出的聲音。

作為第一個項目,預定向50所肢體殘疾兒童特別支援學校提供該系統。目前正在募捐。

FOVE公司預定2015年春季前後通過眾籌服務“Kickstarter”,針對FOVE的開發者版本募集資金和購買者。達到目標金額的話,打算在2015年夏季之前確定硬體的性能參數。價格設想在400美元左右。

目前正在討論確定量產後委託哪家廠商製造。“當初打算在日本以外的亞洲地區製造,但考慮到日元貶值和溝通的方便性,可能會在日本製造”(OVE公司CEO小島)。

實現觸覺反饋

在3D虛擬空間內觸摸物體時能感受到觸感的反饋技術也在如火如荼地開發中。例如,日本新創企業Miraisens開發出了“3D觸覺技術”,在CES上展示了配備該技術的控制器試製品“4D Space Navigator 3D-HSDK1(暫稱)”(圖7)。

該技術的特點是,把採用Miraisens技術的小型器件佩戴到指尖上或者用手指拿著,就能感受到“壓覺(噠噠、嗵嗵等)”、“觸覺(麻麻拉拉、疙疙瘩瘩 等)”和“力覺(緊握、斷裂、用力等)”。

試製品是用拇指和中指抓住控制器的兩側、把食指放在控制器的頂端使用(圖8)。內置了運動感測器,移動控制器的話,虛擬空間內的指示器也會隨之移動(圖9)。指示器觸碰虛擬空間內的物體後,會根據物體的形狀和硬度等給出反饋。控制器的頂端設置了按鈕,可以像滑鼠一樣點擊。

Miraisens的演示

Miraisens是日本產業技術綜合研究所的技術移轉風險公司。3D觸覺技術是以該公司創始人、產業技術綜合研究所主任研究員中村則雄發明的“虛擬觸覺技術”為基礎開發的。此次展示的試製品計劃2015年春季前後提供給開發人員。還打算一同提供SDK,從而促進APP的開發。(記者:根津禎)

日經技術在線授權轉載》

喜歡這篇文章?加入你的S夾!

日經技術
「日經技術在線!」為製造業綜合技術資訊專業網站,主要面向製造業及高新技術產業的技術人員和研究人員。承蒙廣大讀者和廣告主的支援,由日經BP社(日經商業出版)亞洲業務本部運營管理。
日經技術的最新文章
More

社群熱門分享排行榜
本週
本月
追蹤股感的社群