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迪士尼開(kāi)發(fā)新觸覺(jué)設(shè)備 玩家再試高科技
雖然Wii和Kinect這樣的體感游戲設(shè)備正在把越來(lái)越多的游戲玩家從沙發(fā)上拉起來(lái),但卻依然無(wú)法讓人體會(huì)到游戲人物的感覺(jué)。這對(duì)于一直追求更加真實(shí)的體驗(yàn)的用戶來(lái)說(shuō)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。最近迪士尼公司開(kāi)發(fā)出的一種技術(shù)原型,也許會(huì)讓游戲更像另一個(gè)真實(shí)世界。
身臨其境,是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的終極目標(biāo),也是對(duì)游戲娛樂(lè)的最高要求。我們?cè)缫涯軌蛲ㄟ^(guò)環(huán)繞立體聲音響設(shè)備實(shí)現(xiàn)聽(tīng)覺(jué)的身臨其境,基于3D眼鏡的立體顯示技術(shù)也能夠讓人們感受到相當(dāng)程度的視覺(jué)真實(shí),甚至連嗅覺(jué)的仿真也可以在一些特殊設(shè)備的幫助下得以滿足,但是觸覺(jué)一直都是一大難題。
這主要是因?yàn)?,我們的觸覺(jué)是由整個(gè)皮膚表面提供的,平均每平方厘米的皮膚上都擁有10個(gè)到30個(gè)觸覺(jué)感受器,并不像聽(tīng)覺(jué)或者知覺(jué)那樣有位置集中的感受器官,這就意味著要讓人們?cè)谔摂M世界中全方位感受真實(shí),需要擁有能夠刺激所有觸覺(jué)感受器的設(shè)備。在1995年出版的那本《未來(lái)之路》里,比爾·蓋茨曾經(jīng)提出過(guò)這一問(wèn)題的解決方案:一件密布著觸覺(jué)發(fā)生器的緊身衣。這也許是觸覺(jué)真實(shí)的終極解決方案,但是這只有在器件足夠小型化、成本夠低的時(shí)候才可能實(shí)現(xiàn)。
所以人們只好退而求其次,從提供部分觸覺(jué)開(kāi)始—手部是最常見(jiàn)的選擇。1994年,美國(guó)航空航天局開(kāi)始嘗試在模擬訓(xùn)練中提供力反饋功能;1996年,卡耐基·梅隆大學(xué)機(jī)器人研究所開(kāi)發(fā)出了具有虛擬操作功能的視覺(jué)和觸覺(jué)虛擬現(xiàn)實(shí)交互系統(tǒng),讓操作者能夠控制和感受到虛擬環(huán)境中物體的運(yùn)動(dòng)和作用力,算是初步實(shí)現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實(shí)中的“所見(jiàn)即所得”。很快,這類技術(shù)就被引入家用游戲當(dāng)中。1997年4月,任天堂發(fā)布了用于N64游戲手柄的附加設(shè)備,能夠讓玩家感覺(jué)到游戲中的震動(dòng)?,F(xiàn)在,擁有力反饋功能的賽車和射擊游戲控制器,幾乎已經(jīng)成了喜愛(ài)這類游戲的玩家的標(biāo)準(zhǔn)裝備。
現(xiàn)在,迪士尼的研發(fā)部門(mén)想做得更多。在今年8月于溫哥華召開(kāi)的美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)計(jì)算機(jī)圖形專業(yè)組年會(huì)(SIGGRAPH 2011)上,匹茲堡迪士尼研發(fā)中心和卡耐基·梅隆大學(xué)的研究者展示了一種“環(huán)繞觸覺(jué)”的技術(shù),提出了一種低成本而效果不錯(cuò)的解決方案。
種技術(shù)放棄了傳統(tǒng)觸覺(jué)仿真的思路,轉(zhuǎn)而從心理學(xué)入手,利用人腦的錯(cuò)覺(jué)來(lái)模擬更真實(shí)的觸覺(jué)。這有點(diǎn)像視覺(jué)的似動(dòng)現(xiàn)象—我們之所以能夠看到電影,就是因?yàn)檫@種錯(cuò)覺(jué)。20世紀(jì)初德國(guó)心理學(xué)家發(fā)現(xiàn),當(dāng)兩條垂直閃光線段出現(xiàn)的時(shí)間差在60毫秒左右時(shí),人們就會(huì)看到一條線段向另一條線段運(yùn)動(dòng)。這就是說(shuō),我們的大腦會(huì)把快速切換的靜止物體理解成物體正在運(yùn)動(dòng)。
在觸覺(jué)上也有類似的現(xiàn)象。其中最有趣的例子是“皮膚兔子”現(xiàn)象:1972年,兩位心理學(xué)家在受試者的手腕到肩膀之間布設(shè)了三個(gè)振動(dòng)器,并讓它們輪流振動(dòng)。受試者報(bào)告說(shuō),在這些振動(dòng)器之間的皮膚也感受到了震動(dòng),并感覺(jué)有一個(gè)東西從手腕一路跳到肩膀上,就像有只小兔子一路跑過(guò)去一樣。
“皮膚兔子”現(xiàn)象是幻覺(jué)的一種,它也是“環(huán)繞觸覺(jué)”技術(shù)的基礎(chǔ),讓使用少數(shù)振動(dòng)器實(shí)現(xiàn)豐富的模擬觸覺(jué)成為可能。在現(xiàn)在的原型設(shè)備中,開(kāi)發(fā)人員使用了12個(gè)振動(dòng)器,分為三行四列,埋在家用膠合板椅子的椅背軟墊中。這些振動(dòng)器是美國(guó)EAI公司生產(chǎn)的C-2振動(dòng)器,直徑大約3厘米,厚度不到8毫米,能夠提供每秒鐘200至300次的震動(dòng)—這樣的頻率,足以讓皮膚無(wú)法明確分辨出來(lái)。
通過(guò)自行開(kāi)發(fā)的算法,研究人員實(shí)現(xiàn)了能夠平滑移動(dòng)的、精度很高的觸覺(jué)體驗(yàn)。速度、位置、方向、持續(xù)時(shí)間和劇烈程度都可以調(diào)整,配合迪士尼黑巖工作室開(kāi)發(fā)的賽車游戲《爭(zhēng)分奪秒》,游戲玩家能夠獲得前所未有的真實(shí)感覺(jué)—路面的凹凸起伏、汽車打滑、剎車、加速,以及汽車碰撞、飛向空中和重重落地時(shí)的撞擊。
最引人注目的是這種技術(shù)的低成本。研發(fā)這套設(shè)備的總花費(fèi)大概在5000美元左右—考慮到一切都是從零開(kāi)始,這種程度的開(kāi)銷已經(jīng)低得令人驚嘆了。研發(fā)人員認(rèn)為,這種利用心理錯(cuò)覺(jué)的觸覺(jué)體驗(yàn)設(shè)備將可以用在衣服、手套甚至是移動(dòng)設(shè)備上,可以模擬起飛、墜落、收縮、擴(kuò)張,甚至可以模擬蟲(chóng)子從皮膚上爬過(guò)的感覺(jué)—它擁有無(wú)數(shù)的可能性。
雖然如此,但是要通過(guò)這種方式實(shí)現(xiàn)蓋茨的緊身衣,還有許多困難需要克服。背部皮膚上的觸覺(jué)感應(yīng)器的密度,比其他敏感區(qū)域—例如手心或者手指—要低得多,即使要制作一只模擬觸覺(jué)手套,也需要更多的振動(dòng)器。想體驗(yàn)更加沉浸的立體游戲,可能還需要很長(zhǎng)的時(shí)間。
當(dāng)然,這種東西不僅僅只能用在游戲上。模擬觸覺(jué)一直是虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域中最重要的研究方向之一,更好的虛擬觸覺(jué)設(shè)備對(duì)訓(xùn)練及科研都有很重要的價(jià)值,它也可能會(huì)讓身體殘障者的生活變得更加便利一些。配合類似雷達(dá)的設(shè)備,盲人可以只憑借觸覺(jué)來(lái)提前避開(kāi)障礙物,甚至也可能配合之前《第一財(cái)經(jīng)周刊》曾經(jīng)介紹過(guò)的輔助駕車裝置,讓出行更安全。
可惜的是,目前這種看來(lái)很吸引人的設(shè)備只不過(guò)出現(xiàn)在SIGGRAPH上而已—它還只是一個(gè)很初級(jí)的原型。也許再過(guò)幾年,它才會(huì)在消費(fèi)電子展之類的展會(huì)上出現(xiàn);而也許到了那時(shí),它才會(huì)變成每個(gè)人都想要的圣誕禮物。
(好展會(huì)網(wǎng) )
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