消費(fèi)者虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以將用戶(hù)沉浸在絢麗的虛擬世界中，并提供豐富的視覺(jué)和聲音。但是，你應(yīng)該不止一次遇到過(guò)這樣的情況：當(dāng)你在虛擬現(xiàn)實(shí)或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境中伸手觸摸一個(gè)對(duì)象時(shí)，你會(huì)驚愕地發(fā)現(xiàn)原來(lái)這只是虛擬對(duì)象，根本不存在于現(xiàn)實(shí)世界。這會(huì)打破沉浸感，將用戶(hù)從置身于另一世界的幻覺(jué)中拉回來(lái)。從外骨骼到觸覺(jué)控制器，研究人員一直在探索各種觸覺(jué)反饋解決方案，但所述系統(tǒng)的機(jī)械復(fù)雜度增加了成本，而且可靠度不足，限制了它們?cè)趯?shí)驗(yàn)室之外的普及。

對(duì)于即將在英國(guó)舉行的ACM CHI Conference on Human Factors in Computing Systems大會(huì)，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(guó)科學(xué)技術(shù)院的研究實(shí)習(xí)生李在妍（音譯；???）將展示了一款名為T(mén)Ouch Rigid Controller（TORC）的全新觸覺(jué)控制器原型。

TORC是一款可供握持的緊湊型設(shè)備。它由一個(gè)包含不可見(jiàn)移動(dòng)組件的剛性外殼組成，而原型能夠提供豐富的觸覺(jué)反饋，并在用戶(hù)操作虛擬對(duì)象時(shí)提供高度靈活性，以及順從感（例如，當(dāng)施加力以按壓對(duì)象時(shí)，你會(huì)感覺(jué)對(duì)象表面確實(shí)出現(xiàn)了下凹感，這是一種力的順從感）（見(jiàn)下圖）。

TORC支持你用拇指和另外兩根手指抓取虛擬對(duì)象（見(jiàn)下圖）。如果要旋轉(zhuǎn)虛擬對(duì)象，用戶(hù)可以在平行于另外兩根手指的平面的TORC表面移動(dòng)拇指。同時(shí)，渲染的振動(dòng)反饋可以幫助手指感知對(duì)象的屬性，如紋理和偽順從感。

事實(shí)上，最初創(chuàng)建TORC的目的是為了能夠傳達(dá)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(shí)可以渲染一個(gè)可以幫助你應(yīng)對(duì)挫折（VR中情緒表現(xiàn)）的發(fā)泄球。當(dāng)握住彈性對(duì)象時(shí)，對(duì)TORC施加壓力會(huì)擠壓虛擬對(duì)象。盡管用戶(hù)的物理手指沒(méi)有出現(xiàn)移動(dòng)，但視覺(jué)刺激與觸覺(jué)感覺(jué)的組合可以形成令人信服的體驗(yàn)（見(jiàn)下圖）。

但TORC的潛力不僅只是這樣，因?yàn)樗梢再x能人手的自然動(dòng)感，并實(shí)現(xiàn)精確的指尖運(yùn)動(dòng)。這種手指移動(dòng)的靈活性能夠支持你以一種以當(dāng)今商業(yè)VR或AR控制器無(wú)法比擬的方式來(lái)對(duì)虛擬對(duì)象進(jìn)行細(xì)致和輕松的操作。例如，如果用戶(hù)通過(guò)TORC抓取虛擬鑰匙，你將能夠摸索尋找鑰匙，將其插入鑰匙孔，并輕松轉(zhuǎn)動(dòng)以打開(kāi)大門(mén)（見(jiàn)下圖）。

最后，TORC中的力傳感器可用于抓握或釋放對(duì)象。當(dāng)你把手伸向虛擬對(duì)象，并用拇指觸碰TORC的2D位置傳感器，這時(shí)你將能夠抓取所述對(duì)象。如果你從設(shè)備抬起拇指，或者拇指和另外手指之間的力太小，無(wú)法保持抓握時(shí)，對(duì)象將被釋放（見(jiàn)下圖）。

對(duì)于這種無(wú)需切換模式即可擠壓虛擬對(duì)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(hù)在VR和AR環(huán)境中抓取任何對(duì)象。

TORC的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單而強(qiáng)大的操作，它同時(shí)可以集成到各種控制器和日常設(shè)備中，如手寫(xiě)筆和游戲控制器（見(jiàn)下圖）。它可以為VR和AR中帶來(lái)觸覺(jué)感知，并且渲染豐富的觸覺(jué)操作。TORC項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)希望它可以激勵(lì)社區(qū)繼續(xù)開(kāi)展與VR/AR控制器設(shè)計(jì)相關(guān)的未來(lái)研究。

TORC項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將多感官集成理論轉(zhuǎn)化為硬件原型（如擠壓虛擬硅膠球），從而實(shí)現(xiàn)了自然觸覺(jué)交互。TORC的工作原理基礎(chǔ)是，人類(lèi)非常容易受到動(dòng)態(tài)視覺(jué)刺激的影響。當(dāng)以正確的方式提供視覺(jué)刺激時(shí)，用戶(hù)在設(shè)備施加的力將產(chǎn)生等效的音圈致動(dòng)（VCA）。虛擬現(xiàn)實(shí)中的實(shí)時(shí)效果可以創(chuàng)建必要的本體感變化，從而為虛擬對(duì)象實(shí)現(xiàn)不同的順從感。

微軟團(tuán)隊(duì)表示，他們將在格拉斯哥舉行的CHI 2019演示TROC。

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