虛擬瞬間變真實(shí)!微軟推3D觸覺反饋觸摸屏

    微軟一研究部門公布了一項(xiàng)最新研究成果：觸覺回饋3D觸摸屏幕。這個(gè)3D觸覺反饋觸摸屏包含一個(gè)LCD平板屏幕、多個(gè)力傳感器和一個(gè)可來回移動(dòng)的機(jī)械臂。該屏幕能夠根據(jù)用戶指尖施出的壓力來模擬出物品對(duì)象的形狀和重量。這種3D 屏幕將會(huì)在醫(yī)療和游戲領(lǐng)域大有作為。

    過去3D立體顯示技術(shù)剛推出市場(chǎng)時(shí)，就引起了不少消費(fèi)者的注意，而幾年過去了，現(xiàn)在的3D似乎要進(jìn)入一個(gè)全新的時(shí)代。最近，微軟一個(gè)研究部門正在研發(fā)一種融合觸覺反饋的3D屏幕，這種屏幕能通過阻力和振動(dòng)給用戶以觸摸反饋，使得用戶感受到屏幕中物體的觸感。對(duì)此，不知你有沒有邪惡的想法呢?

虛擬瞬間變真實(shí)!微軟推3D觸覺反饋觸摸屏

    微軟3D屏幕回饋技術(shù)曝光

    微軟一研究部門公布了一項(xiàng)最新研究成果：觸覺回饋3D觸摸屏幕。這個(gè)3D觸覺反饋觸摸屏包含一個(gè)LCD平板屏幕、多個(gè)力傳感器和一個(gè)可來回移動(dòng)的機(jī)械臂。該屏幕能夠根據(jù)用戶指尖施出的壓力來模擬出物品對(duì)象的形狀和重量。這種3D 屏幕將會(huì)在醫(yī)療和游戲領(lǐng)域大有作為。

    微軟高級(jí)研究員邁克爾·帕胡德(Michael Pahud)稱：“當(dāng)你的手指在屏幕上滑動(dòng)式，人體感官就融入了立體視覺。如果我們讓你指尖移動(dòng)的線路銜接正確，并不斷更新視覺效果，那么就能深度感知你手指的移動(dòng)情況，就足以讓你的大腦對(duì)虛擬世界有一個(gè)真實(shí)的感覺�！�

    當(dāng)用戶的指尖觸摸到屏幕時(shí)，系統(tǒng)會(huì)便產(chǎn)生一個(gè)輕微的阻力，從而保證用戶手指與觸摸屏處于貼合狀態(tài)，如果用戶繼續(xù)按壓屏幕，機(jī)械臂便會(huì)向后移動(dòng)屏幕，如果觸壓力量縮小，機(jī)械臂則會(huì)相應(yīng)地將屏幕向前推移。

    與此同時(shí)，系統(tǒng)會(huì)調(diào)整屏幕中物體的大小和角度，創(chuàng)建一個(gè)3D效果圖。達(dá)到的效果如圖所示，石頭方塊需要更大的力氣推動(dòng)。除此之外，當(dāng)用戶的手指在屏幕上滑動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)可以通過調(diào)整屏幕的位置適應(yīng)虛擬物體的輪廓。

    這一技術(shù)除了應(yīng)用于游戲體驗(yàn)，在醫(yī)療領(lǐng)域或許存在很大的潛力。比如，醫(yī)生可以借助這項(xiàng)真實(shí)回饋技術(shù)對(duì)患者的腦部做診斷，以判斷腫瘤等病變組織的位置等。

    當(dāng)然，這種技術(shù)存在的問題可能在于屏幕無法提供精確的紋理觸感，倫敦城市大學(xué)健康信息中心負(fù)責(zé)人Peter Weller表示，“如果你的手指在比較粗糙的物體上移動(dòng)，那這個(gè)系統(tǒng)的屏幕就得頻繁地移動(dòng)，精度是個(gè)問題。” 因?yàn)樵谘菔镜膱?chǎng)景都是平滑移動(dòng)的狀況，但現(xiàn)實(shí)的情況是物體形狀不一，屏幕在顛簸下反饋可能就不準(zhǔn)確了。

    3D屏幕回饋技術(shù)原理解析

    每樣物體都會(huì)根據(jù)其在現(xiàn)實(shí)世界中具備的物理屬性為其帶來相應(yīng)的實(shí)體回饋，比如皮球的特徵是觸感較為有彈性。不僅會(huì)有實(shí)體回饋，屏幕中的物體也會(huì)根據(jù)使用者觸摸的力度大小發(fā)生變化。這是通過屏幕表面的感測(cè)器計(jì)算出的力度數(shù)值，然后再賦給虛擬物體所產(chǎn)生的視覺效果。在這個(gè)二維屏幕的背部，有一個(gè)機(jī)械手臂能夠在一維方向上與使用者的手指實(shí)施力的相互作用。

    當(dāng)你用手指觸控式屏幕幕時(shí)，感測(cè)器的資料會(huì)跟立體畫面融合(以計(jì)算出相應(yīng)的形變)。如果我們把這種融合的力度調(diào)教準(zhǔn)確，并且持續(xù)更新視覺效果，以讓虛擬的物體對(duì)你的手指有深度的感知，則這樣對(duì)于人的大腦來說就足以獲得真實(shí)的無力回饋了。

    目前觸覺技術(shù)(Haptic Tech)已經(jīng)并不稀奇，許多智能手機(jī)甚至都具備了屏幕的實(shí)體凸起功能。比如由Tactus公司開發(fā)的可以發(fā)生實(shí)體凸起形變的屏幕，當(dāng)使用者用鍵盤輸入內(nèi)容時(shí)，對(duì)應(yīng)鍵盤上每個(gè)鍵位的部位就會(huì)凸起，使用的體驗(yàn)就好比一個(gè)真實(shí)的鍵盤。

    但像是微軟這樣在3D顯示屏幕的基礎(chǔ)上添加實(shí)體觸感的技術(shù)還是第一次出現(xiàn)。它的原理跟Tactus有所不同，后者是通過提供實(shí)實(shí)在在的真實(shí)存在帶來實(shí)體回饋;而微軟的理念則是把屏幕做成一個(gè)活的機(jī)體，讓它能夠根據(jù)顯示的內(nèi)容與使用者進(jìn)行力的作用的互動(dòng)。