揭秘力反馈技术:刺激与真是并存
人机交互技术在不断地发展,人们已经无法满足于仅仅通过视觉和听觉来实现的模拟效果了,这世界需要更真实的交互体验,所以就有了力反馈技术。
力反馈是21世纪最伟大的技术创新,它改变了以往基于视觉、听觉和键盘鼠标等传统的二维人机交互技术,为使用者提供了一种更加自然和直观的基于力和触觉的人机交互方式。想象一下,在交互过程中使用者不仅能看到和听到,甚至能触摸到每一次交互带来的变化,这将是怎样真实的刺激体验!
让游戏更刺激
事实上对于游戏玩家来说力反馈不算是一个新鲜词,因为游戏控制设备是应用力反馈技术最多的民用领域。游戏玩家对游戏体验的要求是永无止境的,因此当他们在显卡和声卡已经能应付最酷的游戏时,就想到了力反馈!一个可在游戏动态的实景中提供即时真实反应的控制设备正是他们想要的。
力反馈让游戏更刺激
力反馈技术适用于很多类型的游戏,赛车类、飞行类、坦克类、射击类、动作类,总之是竞速或第一人称类的游戏就都能通过力反馈技术来实现更真实的游戏体验。比如当玩家在游戏中与敌人空中缠斗时,玩家可以感受到高速转弯时造成的真实的剧烈重力拉扯,也可以感受到坦克大战中爆炸所发出的冲击波,甚至连赛车时车体与车体间碰撞时隐隐的触感都能逼真呈现。正因为力反馈技术具有如此惊人的表现力,如今市面上支持力反馈控制设备的游戏也渐渐多了起来,如著名的《极品飞车》系列、《无限试驾》系列等,而且将来还会越来越多。
多种可支持的游戏类型也催生了不同款式的力反馈控制设备,目前市面上常见的有力反馈方向盘、力反馈操纵杆、力反馈枪、力反馈手柄等,甚至此前还曾曝出某公司研制了力反馈游戏头盔,该公司官方称此头盔能将游戏里对玩家脑部的冲击转换成真实感官让玩家感受到脑袋被敌人击中、子弹在耳边呼啸而过、脑袋被炸飞的效果,引来无数网友吐槽“这东西一生只能用一次,而体验时间只有1秒”。不过平心而论,除了一部分稍显奇葩的产品外,大多数力反馈控制设备还是比较靠谱的,特别是Logitech、Novint等一线外设厂商的产品从质量到效果都十分出色,当属不容错过的神器。
让虚拟现实更真实
力反馈当然不是游戏的专利,而且最早也不是应用在游戏领域。力反馈本来是应用于军事上的一种虚拟现实技术,主要用于飞行员、宇航员的模拟训练,随着计算机技术的进步才发展到了游戏等电子娱乐领域。
作为力反馈技术的老本行,它在虚拟现实当中的重要作用是不言而喻的,它满足了虚拟交互当中对于力的要求,也使的虚拟现实的应用扩展到了人机工程学分析、功能测试、装配/拆卸、工作环境仿真、操作人员培训、医疗培训、远程外科手术等诸多领域,相应的也衍生出了诸多力反馈设备厂商。
1. HAPTION
HAPTION公司是法国原子能委员会(法国核研究机构)的剥离机构,历经三十多载,获得丰硕的科研成果和专业知识。HAPTION在设计、制造和销售力反馈系统方面具有专业品质,独树一帜,能满足不同的客户需求,在工业界和学术界都受到好评。
HAPTION_Virtuose_3D15-25 力反馈设备
HAPTION_Virtuose_3D15-25 力反馈系统是HAPTION产品当中较具代表性的,它是一种具备3个自由度的力反馈系统。经过特殊的研究开发, 可以与虚拟或远端物体进行物理互动模拟,只需小型的工作空间,并能在标准屏幕上进行研究测试。
2. SensAble
SensAble公司是一家设计力反馈设备和技术的公司,它在很早的时候就投入到这个领域,可以说是虚拟现实设备的市场先驱者,他们的PHANTOM系列触觉与力反馈交互设备能使用户接触并操作虚拟物体,不同的力反馈虚拟现实产品系列分别适合于从事不同研究领域和需求的应用。PHANTOM作为一种高精度的力反馈触觉交互设备,它可以提供非常大的工作空间和反馈力,以及6自由度的运动交互能力。PHANTOM桌面系统和PHANTOM全线产品均可提供相应的计算机触觉与计算机力反馈系统的桌面解决方案。
Geomagic Sensable Phantom Premium 3.0 力反馈设备
SensAble的Premium 3.0设备可以提供大概为人的整个手臂绕肩部旋转的运动范围。Premium 3.0设备包括了一个指套或万向节把手(二选一),可以提供3个自由度的位置感应和3个自由度的力反馈。可以对另外的3个位置感应(倾斜、摇摆、偏航)进行测量。用户可以选择安装可编程铁笔、指套和用于进行手臂装配的万向节把手。Premium 3.0设备通过并口(EPP类型)与PC连接。支持的操作系统包括:Windows. 2000/XP/NT, RedHat Linux 7.2, RedHat Linux 9, RedHat Fedora, SUSE 9.0. PHANTOM Premium 3.0 HF (高强度力感)设备可以提供更强的力感。
小结
对人类获取信息能力的研究表明,视觉信息所占的比例最大,听觉次之,但是当虚拟环境中机器人与环境相互作用时,比如组装工件、插销入孔等,如果仅仅提供视觉和听觉信息,操作者不能从中获得真实的力感受,操作中容易出现大的差错,而只有在力觉临场感的指导下,操作者才能完成这种复杂和精细的作业任务。所以在虚拟现实、遥控操作机器人和远程医疗等应用中,力反馈设备的作用是不可替代的。
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