9种AR/VR交互方式解读 让你更加了解透彻AR/VR

虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、传感技术、网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。

虚拟现实技术（VR）主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。

增强现实（Augmented Reality，简称AR），也被称为扩增现实（中国***地区）。它是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息（视觉信息，声音，味道，触觉等），通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。

1.动作捕捉

用户想要获得完全的沉浸感，真正“进入”虚拟世界，动作捕捉系统是必须的。目前专门针对VR的动捕系统，目前市面上可参考的有 Perception Neuron，其他的要么是昂贵的商用级设备，要么完全是雾件（意为在开发完成前就开始进行宣传的产品，也许宣传的产品根本就不会问世）。但是这样的动作捕捉设备只会在特定的超重度的场景中使用，因为其有固有的易用性门槛，需要用户花费比较长的时间穿戴和校准才能够使用。相比之下，Kinect这样的光学设备在某些对于精度要求不高的场景可能也会被应用。

全身动捕在很多场合并不是必须的，它的另一个问题，在于没有反馈，用户很难感觉到自己的操作是有效的，这也是交互设计的一大痛点。

2 触觉反馈

这里主要是按钮和震动反馈，这就是下面要提到的一大类，虚拟现实手柄。目前三大VR头显厂商Oculus、索尼、HTC Valve都不约而同的采用了虚拟现实手柄作为标准的交互模式：两手分立的、6个自由度空间跟踪的（3个转动自由度3个平移自由度），带按钮和震动反馈的手柄。这样的设备显然是用来进行一些高度特化的游戏类应用的（以及轻度的消费应用），这也可以视作一种商业策略，因为VR头显的早期消费者应该基本是游戏玩家。

但是，这样高度特化/简化的交互设备的优势显然是能够非常自如地在诸如游戏等应用中使用，但是它无法适应更加广泛的应用场景。

3 眼球追踪

提起VR领域最重要的技术，眼球追踪技术绝对值得被从业者们密切关注。Oculus创始人帕尔默•拉奇就曾称其为“VR的心脏”，因为它对于人眼位置的检测，能够为当前所处视角提供最佳的3D效果，使VR头显呈现出的图像更自然，延迟更小，这都能大大增加可玩性。同时，由于眼球追踪技术可以获知人眼的真实注视点，从而得到虚拟物体上视点位置的景深。所以，眼球追踪技术被大部分VR从业者认为将成为解决虚拟现实头盔眩晕病问题的一个重要技术突破。但是，尽管众多公司都在研究眼球追踪技术，但仍然没有一家的解决方案令人满意。

超多维SuperD公司图形图像算法中心主管培云认为，VR的眼球追踪可利用类似tobii眼动仪的设备实现，但前提是解决设备的体积和功耗。事实上，在业内人看来，从眼球追踪技术本身来说，虽然在VR上有一些限制，但可行性还是比较高的，比如外接电源、将VR的结构设计做的更大等。但更大的挑战在与通过调整图像来适应眼球的移动，这些图像调整的算法目前来说都是空白的。有两个指标，一是图像自然真实，二是快速延迟小。这对VR+眼球追踪提出了更高的要求，如果达到这两点，VR的可玩性会再提高一个档次。

4 肌电模拟

关于这个我们通过一个VR拳击设备Impacto来说明，Impacto结合了触觉反馈和肌肉电刺激精确模拟实际感觉。具体来说，Impacto设备分为两部分。一部分是震动马达，能产生震动感，这个在一般的游戏手柄中可以体验到；另外一部分，也是最有意义的部分，是肌肉电刺激系统，通过电流刺激肌肉收缩运动。两者的结合能够给人们带来一种错觉，误以为自己击中了游戏中的对手，因为这个设备会在恰当的时候产生类似真正拳击的“冲击感”。

然而，业内人士对于这个项目有些争议，目前的生物技术水平无法利用肌肉电刺激来高度模拟实际感觉。即使采用这种方式，以目前的技术能实现的也是比较粗糙的感觉，这种感觉对于追求沉浸感的VR也没有太多用处，“还不如震动马达”。还有一位从事疼痛缓解理疗仪的朋友表示，利用肌肉电刺激来模拟真实感觉需要克服的问题有很多，因为神经通道是一个精巧而复杂的结构，从外部皮肤刺激是不太可能的，但是“随便”电刺激一下让肌肉运动以当做反馈是可以的。