作者:开萌

上一篇我们解决了虚拟现实的视、听问题,想要进入虚拟世界,我们至少还需要动起来。

数据手套和动作控制器能把你的双手和虚拟世界联系起来。它们非常像游戏手柄,而且和游戏手柄也有很深的渊源。数据手套能将你的手势转换成数字信号传输到虚拟世界里,比如你可以摆个点赞手势,你的虚拟角色也会摆出一样的手势。动作控制器比较像星球大战中的光剑,它能捕捉到双手的方向和角度,这样你就可以用光剑打败克隆人士兵啦。其实我们的手机也有类似的功能,手机的陀螺仪能感知方向和角度,玩赛车游戏的时候只要晃动手机就能转弯啦。

触摸物体的问题是解决了那想要跑跑跳跳怎么办呢?这个问题其实有多种解法。

第一种方法是全方向跑步机,《头号玩家》这部科幻电影中就是用全方位跑步机模拟的各方向运动。跑步机的传感你会感知你跑步的方向和速度,传给你的虚拟角色。

另外一种技术是运动探测器,运动探测器的原理和蝙蝠的回声定位原理类似,只是它使用了我们人眼看不到的红外线。传感器发出的红外线经过物体表面反射回到接收器里,通过计算机算法得到空间的三维信息以及我们的姿势,判断我们是在挥杆击球还是在跳过障碍。现在市面上很多游戏主机都提供这样的设备。

这里还需要补充说明的是,触觉其实是我们一大类感觉的统称。我们的全身有大量周围神经,分别负责感受不同的触觉,包括物体的重量、纹路、温度、硬度、力道。就拿纹路来说,木质桌子和金属桌子的触感差别就特别大。质感的模拟可以用一种叫电震动的技术实现,用微弱的电压在你的手和屏幕间制造一个特制的电容,手上的神经受到微弱的电刺激,会误以为自己在触摸不同材质的东西,比如玻璃啊,水果啊,沙子啊。力道的模拟可以通过在四肢上绑上震动电机,当你在虚拟世界中挥杆击球的时候,电机随即震动,让你觉得好像自己真的击中了棒球,其实这种技术很多年前就有原型和演示了。

研究虚拟现实的学科叫人机互动。它包括高性能计算,计算图形学,电子工程,工业设计,3D建模等多个工程学科,以及游戏设计、场景设计等艺术类专业,是十足的交叉学科。我们之前讲到的这些技术就是虚拟现实的基础,主要分两类,一类用于感受虚拟世界,包括VR头盔耳机和震动电机,另一类是用于影响虚拟世界,包括运动探测器、数据手套。

虽然这些技术都已经存在,但还没有到能完美和虚拟世界交互的程度。不然,《头号玩家》的世界,就不是科幻了。

来源: 科普中国

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