视觉是虚拟现实系统的主要关注点,因为使用当前的技术相对容易。视觉器官集中在头部的一个小地方,而且头部跟踪技术既便宜又准确,但是忽略了强大的触觉感觉。眼睛使我们能够从远处感知世界,但触摸似乎更能够直接感受到它。
对于较大的物体,其整体几何形状可以通过触觉探测来推断,这涉及对物体的处理。假设有人递给你一个未知的物体,你必须在蒙上眼睛的情况下确定它的形状。图3-55显示了6种不同的触觉探索,每一种都包含了不同种类的受体以及空间和时间信息的组合。通过对这种手控操作的体感信号进行积分,可以得到物体的几何模型。
图3-55 6种不同的触觉探索
(a)摩擦-材质;(b)按压硬度;(c)抓握整体形状/体积;(d)触碰温度;(e)托举质量;(f)抚摸形状
虚拟现实在触觉方面有触觉显示。图3-55和图3-56中所有的例子都涉及应用于手部的触觉反馈。图3-56所示为触觉反馈装置的两个例子。触觉反馈可以以振动、压力或温度的形式给出。图3-56(a)是3D Systems公司的Touch X系统,该系统可以让用户在用真实的触控笔触碰虚拟物体时感到强烈的阻力,机械手提供适当的力。如图3-56(b)所示,一些游戏控制器偶尔会振动。(www.zuozong.com)
图3-56 触觉反馈装置的两个例子
(a)Touch X系统;(b)游戏控制器
图3-57显示了更多的例子。图3-57(a)显示了带有滚动轮的PC鼠标。当轮子用中指旋转时,可以感觉到不连续的凸起,这样就可以产生更仔细校准的运动。图3-57(b)显示了一个游戏控制器附件,它在体验过程中的关键点(如爆炸或身体接触)提供振动。许多触觉系统包括使用机器人手臂在一个小区域内精确的位置和方向施加力或压力。图3-57(c)即显示了这样一个系统,用户拿着一支附在机器人手臂上的笔,力从机器人传递到笔,再传递到手指。当笔触碰到虚拟表面时,机器人通过阻止用户的运动向用户提供力反馈。笔可以在虚拟表面上拖动,感受任何一种纹理。在医疗设备的发展过程中,提供这样的力反馈非常重要,医生可以通过连接到真实设备的接口进行手术。没有准确及时的触觉反馈,很多手术,医生很难进行。图3-57(d)显示了一个触觉显示器,其排列方式与视觉显示器非常相似。矩形区域由行和列索引,在每个位置都可以向外强制使用一个小销钉。这使得形状可以出现在表面以上,同时也允许不同的压力和振动频率。
图3-57 触觉反馈实例
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