微軟展示全新觸覺控制器原型TORC，帶來彈性握持感

消費者虛擬現實系統可以將用戶沉浸在絢麗的虛擬世界中，並提供豐富的視覺和聲音。但是，你應該不止一次遇到過這樣的情況：當你在虛擬現實或增強現實環境中伸手觸摸一個對象時，你會驚愕地發現原來這只是虛擬對象，根本不存在於現實世界。這會打破沉浸感，將用戶從置身於另一世界的幻覺中拉回來。從外骨骼到觸覺控制器，研究人員一直在探索各種觸覺反饋解決方案，但所述系統的機械複雜度增加了成本，而且可靠度不足，限制了它們在實驗室之外的普及。

對於即將在英國舉行的ACM CHI Conference on Human Factors in Computing Systems大會，微軟雷德蒙研究院的麥克·辛克萊爾（Mike Sinclair），馬爾·岡薩雷斯·佛朗哥（Mar Gonzalez-Franco），伊亞爾·歐菲克（Eyal Ofek），克里斯蒂安·霍爾茲（Christian Holz），以及韓國科學技術院的研究實習生李在妍（音譯；???）將展示了一款名為TOuch Rigid Controller（TORC）的全新觸覺控制器原型。

TORC是一款可供握持的緊湊型設備。它由一個包含不可見移動組件的剛性外殼組成，而原型能夠提供豐富的觸覺反饋，並在用戶操作虛擬對象時提供高度靈活性，以及順從感（例如，當施加力以按壓對象時，你會感覺對象表面確實出現了下凹感，這是一種力的順從感）（見下圖）。

TORC支持你用拇指和另外兩根手指抓取虛擬對象（見下圖）。如果要旋轉虛擬對象，用戶可以在平行於另外兩根手指的平面的TORC表面移動拇指。同時，渲染的振動反饋可以幫助手指感知對象的屬性，如紋理和偽順從感。

事實上，最初創建TORC的目的是為了能夠傳達硅膠球的手感。因此，TORC不僅可允許你觸碰和抓取物體，但同時可以渲染一個可以幫助你應對挫折（VR中情緒表現）的發泄球。當握住彈性對象時，對TORC施加壓力會擠壓虛擬對象。儘管用戶的物理手指沒有出現移動，但視覺刺激與觸覺感覺的組合可以形成令人信服的體驗（見下圖）。

但TORC的潛力不僅只是這樣，因為它可以賦能人手的自然動感，並實現精確的指尖運動。這種手指移動的靈活性能夠支持你以一種以當今商業VR或AR控制器無法比擬的方式來對虛擬對象進行細緻和輕鬆的操作。例如，如果用戶通過TORC抓取虛擬鑰匙，你將能夠摸索尋找鑰匙，將其插入鑰匙孔，並輕鬆轉動以打開大門（見下圖）。

最後，TORC中的力感測器可用於抓握或釋放對象。當你把手伸向虛擬對象，並用拇指觸碰TORC的2D位置感測器，這時你將能夠抓取所述對象。如果你從設備抬起拇指，或者拇指和另外手指之間的力太小，無法保持抓握時，對象將被釋放（見下圖）。

對於這種無需切換模式即可擠壓虛擬對象和在手中操作它們的能力，這可以視為最終的VR前沿，允許用戶在VR和AR環境中抓取任何對象。

TORC的設計實現了簡單而強大的操作，它同時可以集成到各種控制器和日常設備中，如手寫筆和遊戲控制器（見下圖）。它可以為VR和AR中帶來觸覺感知，並且渲染豐富的觸覺操作。TORC項目團隊希望它可以激勵社區繼續開展與VR/AR控制器設計相關的未來研究。

TORC項目團隊將多感官集成理論轉化為硬體原型（如擠壓虛擬硅膠球），從而實現了自然觸覺交互。TORC的工作原理基礎是，人類非常容易受到動態視覺刺激的影響。當以正確的方式提供視覺刺激時，用戶在設備施加的力將產生等效的音圈致動（VCA）。虛擬現實中的實時效果可以創建必要的本體感變化，從而為虛擬對象實現不同的順從感。

微軟團隊表示，他們將在格拉斯哥舉行的CHI 2019演示TROC。

來源：映維網

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