微软VR控制器Revolver实现交互式表面触摸、偏航、纹理和形状渲染

　　2018年03月12日，微软上周展示了一项关于VR控制器的研究，我们已经介绍了多功能动作控制器CLAW。今天映维网要向大家介绍另一项更具未来气息的微软VR控制器：Haptic Revolver。

　　现有的VR控制器仅支持震动触觉刺激，而这在渲染不同的纹理和形状的能力上存性限制。如果在探索虚拟场景的时候，你能够感受到你所触碰的表面，这又会怎样呢?微软研究的Haptic Revolver是一种可重构的VR控制器，其能够在交互式表面上实现触摸，偏航，纹理和形状渲染。

　　尽管Revolver含有左轮手枪的意思，但Haptic Revolver实际上并非是用于射击虚拟敌人，而是通过转动前端的“左轮”部分来为用户手指渲染不同的表面和提供具体的控制。

　　这款设备同时取名为Wheel，其采用真实的转轮上下移动来渲染与虚拟表面的虚拟，并在用户沿着虚拟表面滑动时旋转以渲染剪切力和运动。根据控制器的设计，用户食指置放于转轮轴的凹槽内。当用户触碰虚拟表面时，转轴升起并接触指尖，其旋转则根据手部沿着表面运动的速度来模拟指尖与虚拟表面的摩擦。

　　当你触摸表面并在虚拟空间中定位任意触觉元素时，设备会通过与你的手指进行接触来渲染场景，提供触觉反馈。Haptic Revolver由包含各种触觉反馈元素的转轮组成。

　　当你接触虚拟表面时，马达将上下移动转轮。直流电机则旋转转轮以产生剪切力，并将触觉元件定位在指尖之下。位于控制器一段的拇指键将提供输入。由于设备可以接受系统的追踪，可以在空间上注册触觉元素与环境。电机旋转触觉反馈转轮以确保转轮上的特征匹配虚拟场景。

　　通过感知用户评估，发现可以调整转轮的速度和方向来操纵虚拟对象的大小，甚至可以在多个维度上模拟运动。触觉转轮可以互换，可以包含不同的触觉元素，例如形状，纹理或有源电子元件。

　　根据不同的应用，转轮可以进行定制设计。例如，牌桌采用搭配不同纹理和边缘的转轮。当用户从一个表面移动到另一个表面时，渲染引擎将定位转轮，从而可以把合适的纹理呈现在手指下方，并且令用户认为边缘的位置正确无疑。

　　在场景中，转轮上的形状增加虚拟键盘的真实感。用户甚至可以沿着按键划过来感受凹槽。通过感知手指施加在转轮上的力量，可以把被动元件转变成交互式工具。

　　在这里，展示了如何使用简单的塑料结节来作为喷漆的扫描尖端。额外的定制电子元件(如按钮和摇杆)都可以设置在转轮上。

　　在这个场景中，当用户接近虚拟交互式小部件时，渲染引擎会在指尖下放置合适的物理小部件。这里展示了用户是如何与虚拟按钮和开关进行物理交互。

　　Haptic Revolver的被试表示，触觉反馈震动十分逼真，能够匹配虚拟手部运动。即便是他们自由地在虚拟表面上移动手部，而且渲染的转轴运动受限于水平方面，用户仍然报告说触觉反馈相当逼真。

　　Haptic Revolver由研究人员和华盛顿大学实习生Eric Whitmire合作研发而成。