摘要: 人與虛擬環(huán)境的互動可謂是虛擬現(xiàn)實中最重要的一部分

隨著VR技術(shù)的不斷革新，市面上的VR產(chǎn)品逐漸豐富。VR產(chǎn)品的核心就是圍繞真實世界模擬虛構(gòu)虛擬的世界，讓人們可以足不出戶，就可以感受到前所未有的沉浸式體驗。虛擬現(xiàn)實的沉浸體驗除了三維圖像外，還有一個很重要的部分，那就是人與虛擬環(huán)境的互動，這又包括人體動作的融入，虛擬環(huán)境對人的動作產(chǎn)生的聲音、光、力的反饋作用。今天ARinChina邀請到了廣州幻境科技有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人&產(chǎn)品總監(jiān)黃昌正先生來和我們聊一聊VR交互~

ARC：VR手勢動作捕捉方案：VR手柄 vs VR數(shù)據(jù)手套 vs 攝像頭捕捉（裸手交互），能為我們比較一下以上三種方案的各自特點及利弊嗎？

黃昌正：這三種方案都能完成在ＶＲ環(huán)境下的交互操作，實現(xiàn)人與虛擬環(huán)境的互動，它們所采用的技術(shù)完全不同，因此也具有各自的優(yōu)缺點：

VR手柄：

采用的是“按鍵（含觸控）+慣性傳感器”的方案，是傳統(tǒng)游戲手柄的一種延續(xù)。為了體現(xiàn)VR當(dāng)中的空間感，結(jié)合了6DoF的技術(shù)方案，目前主要采用光學(xué)定位和慣性融合的方式，達(dá)到絕對空間定位和連貫性（刷新率）的互補。

優(yōu)點：技術(shù)方案相對簡單，操作容易上手，具有一定的物理反饋。此方案的手勢動作識別方法，是通過把手柄上的按鍵功能定義，映射到人手的具體某個動作上，例如靠近箱子，按住A鍵可以拿起來；

缺點：其一是所實現(xiàn)的手勢動作行為缺乏連貫性，許多中間過程的動作無法足夠自然的體現(xiàn)，即要么按下拿起，要么松手放下，通過ＶＲ內(nèi)容模擬設(shè)計一個動作執(zhí)行過程；其二是使用過程中需要抓握一個手柄，相當(dāng)于手被捆綁束縛了，無法通過手再去執(zhí)行其他的動作；其三，ＶＲ手柄自身不具備空間定位功能，在ＶＲ應(yīng)用中對于要進(jìn)行類似平移的運動，需要配合外部空間定位設(shè)備進(jìn)行使用，比如HTC VIVE的手柄需要配合HTC VIVE的燈塔才能使用。

代表性產(chǎn)品：HTCVIVE 操控手柄、Oculus 手柄

VR數(shù)據(jù)手套：

采用的是多傳感器方案，一般做成穿戴式，使傳感器能夠覆蓋所要捕捉的手勢動作的所有關(guān)鍵位置，如手掌、每根手指等；

優(yōu)點：通過覆蓋手部所有關(guān)鍵位置的傳感器來捕捉手勢動作的整個過程，其能夠真實還原人手自然的動作。同時由于采用的是傳感器捕捉，因此其抗遮擋性和抗干擾性高，動作識別精度高。穿戴式的設(shè)計，則能夠讓人在ＶＲ環(huán)境中解放雙手，不再需要握住手柄按鍵才能做出反應(yīng)，普通人只需戴著手套，就能在VR當(dāng)中做到如現(xiàn)實般正常生活時的手部動作。

缺點：雖然現(xiàn)實中的數(shù)據(jù)手套很多都加了震動或力反饋，一定程度上讓體驗者在ＶＲ中感受更為逼真，但想完全把實物操作的物理反饋體現(xiàn)出來，還有一定距離；其二，因為應(yīng)用的傳感器需要覆蓋手的關(guān)鍵部位，會造成穿戴起來有一定的包裹感，這使得精簡的穿戴設(shè)計上也是個挑戰(zhàn)；其三，傳感器的大量使用，研發(fā)生產(chǎn)成本相對較高；其四，慣性動捕數(shù)據(jù)手套雖然本身可以完成6DoF的應(yīng)用需要，但目前在ＶＲ應(yīng)用中，無法單獨完成類似平移的運動捕捉，須配合外部空間定位設(shè)備進(jìn)行使用。

代表性產(chǎn)品：Ｎull Ｔouch交互數(shù)據(jù)手套、5DTData Glove、Ｈandy手勢交互套件、Manus VR數(shù)據(jù)手套

攝像頭捕捉（裸手交互）：

此方案基本采用的是圖像識別技術(shù)實現(xiàn)手勢動作捕捉。

優(yōu)點：裸手交互，無束縛，識別精度尚可，設(shè)備體積小。

缺點：光學(xué)視覺原理，無法解決遮擋情況的動作捕捉，有效識別區(qū)域狹小，圖像處理及識別算法復(fù)雜度較高，導(dǎo)致所消耗的運算資源比較高。

代表性產(chǎn)品：Leap motion、微動Vidoo、uSensFINGO

ARC：有人說裸手交互是一個偽需求，您同意這樣的說法嗎？在您看來裸手交互在用戶體驗和反饋上存在什么樣的問題？與裸手相比，硬件交互設(shè)備有哪些優(yōu)勢？

黃昌正：不敢茍同。現(xiàn)在的裸手交互在VR當(dāng)中也能擁有很好的用戶體驗，是否是偽需求還要看用戶直接的感受。就目前而言，裸手交互有著不錯的發(fā)展趨勢，但由于光學(xué)系統(tǒng)本身抗遮擋性差的固有特性，圖像識別跟蹤精度的限制，有效識別區(qū)域小，在VR應(yīng)用中通常安裝在頭的前方，對視線范圍內(nèi)的局部區(qū)域進(jìn)行捕捉，手一旦需要在身后做動作，便無法識別。缺失觸覺反饋也是裸手交互在VR中的難題，用戶會追求強烈而震撼的沉浸觀感體驗，相應(yīng)的物理反饋，質(zhì)感、冷熱、力反饋都會是未來的發(fā)展趨勢。硬件交互設(shè)備相對于裸手交互，其駕馭物理反饋的潛力更佳，以及測量方式的差異，硬件交互設(shè)備的功耗、數(shù)據(jù)量更低，使得硬件交互具有更廣泛的應(yīng)用前景。

ARC：市面上的VR數(shù)據(jù)手套不在少數(shù)，與其他產(chǎn)品相比，幻境NullTouch、Handy交互手套最大的特色或亮點是什么？

黃昌正：產(chǎn)品的特點或亮點，一定是以用戶體驗說話。過去業(yè)內(nèi)常說慣性傳感容易受磁場干擾、漂移嚴(yán)重，我們的產(chǎn)品經(jīng)得住考驗，在較強磁場環(huán)境下基本不影響手套功能，累積漂移幾乎可以忽略。以及我們提供了便于使用的配套手勢自定義軟件，開發(fā)者可以用很低的學(xué)習(xí)成本迅速開發(fā)出想要的手勢識別應(yīng)用。這得益于我們對傳感器技術(shù)和手勢識別算法的多年研究。

Null Touch是我們第一款手勢交互識別產(chǎn)品，在國內(nèi)算是較早實現(xiàn)量產(chǎn)供貨的VR數(shù)據(jù)手套。工業(yè)設(shè)計采用了符合人體工學(xué)的織物手套，具有交互動作識別精度高、PWM無極控制的交互反饋特色，可根據(jù)不同的應(yīng)用場景反饋需求調(diào)節(jié)交互反饋強度，一條指令即可實現(xiàn)不同級別的觸控體感反饋需要。同時設(shè)計出了現(xiàn)主流VR體驗設(shè)備HTC VIVE的場景適配固定裝置，解決了VR數(shù)據(jù)手套與第三方空間定位結(jié)合的痛點。

Handy是我們第二款手勢交互套件，采用了高精度的全九軸傳感器方案，結(jié)合自主研發(fā)的手部骨骼模型算法，解決了一般九軸傳感器在進(jìn)行動作捕捉時漂移嚴(yán)重的問題，抗電磁干擾性極好，可在較復(fù)雜的電磁環(huán)境下工作，工業(yè)設(shè)計采取了較為簡潔的指環(huán)式穿戴設(shè)計，輕便靈活，科技感十足，有完善的設(shè)備管理軟件和配套的VR 開發(fā)SDK，讓用戶能夠快速接入自己的應(yīng)用場景。

ARC：看到您公司硬件產(chǎn)品的漲價通知了，為什么VR元器件市場價格近年來一直在上漲？元器件漲價必然會導(dǎo)致您家產(chǎn)品成本上漲，這是否影響到公司產(chǎn)品的銷售？

黃昌正：元器件市場價格上漲主要有幾方面原因。一是原材料成本的上漲，陶瓷粉末價格上漲明顯，電極金屬尤其是銅，價格也持續(xù)上升，人力成本的上漲等基礎(chǔ)因素的影響；另一個就是移動智能設(shè)備的需求快速發(fā)展需求猛增，導(dǎo)致占據(jù)主導(dǎo)市場地位的廠商產(chǎn)能無法滿足市場需求，也是元器件漲價的主要因素之一；再就是環(huán)保要求逐漸提高等原因，也直接影響廠商的生產(chǎn)成本。綜合來講，主要是材料、需求、要求所形成的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)境變化，從而影響元器件市場價格持續(xù)上升。我們產(chǎn)品目前做的動作捕捉與識別的虛擬場景交互細(xì)分領(lǐng)域，隨著市場需求的增長，總體來看，銷售還是呈現(xiàn)穩(wěn)健增長的，因為這塊市場還處于快速發(fā)展增長期，所以在我們產(chǎn)品銷售預(yù)期上還是積極樂觀的。