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赛迪智库:混合现实技术发展亟待突破触觉反馈技术
通信产业网|2017-06-16 14:59:02
作者:赵燕来源:通信产业网

【通信产业网讯】混合现实技术(Mixed Reality,MR),是指将虚拟世界和真实世界合成创造一个新的三维世界,物理实体和数字对象并存实时相互作用的技术,被认为是虚拟现实与增强现实发展的高级阶段。混合现实更加注重虚拟世界、真实世界以及参与其中的人之间的真实互动,但目前虚拟现实和增强现实的场景重建仍主要围绕人的视觉和听觉感官展开,缺乏更高维度上的信息反馈和交互。触觉反馈技术的发展,为虚拟对象与人之间的力学交互搭建了桥梁,可被应用于力学敏感的混合现实辅助创建和远程操控实践中,有望成为混合现实应用发展的关键技术突破口。

混合现实技术是虚拟现实技术发展的高级阶段

混合现实技术是虚拟现实技术和增强现实技术发展的高级阶段。虚拟现实技术是利用计算机图形技术和三维显示技术打造一个虚拟的世界。增强现实技术是将计算机生成的虚拟物体或真实物体的数字信息叠加到现实世界中。混合现实技术则是建立了一个虚拟世界与现实世界融合的场景,人可以通过对虚实融合场景的观察来理解世界,获得计算机的数据并根据反馈信息进行操作,实现沉浸式的深度交互,虚中有实,实中有虚。

混合现实技术是通过多个维度的信息反馈来实现人和真实、虚拟世界的交互互动。虚拟现实、增强现实技术的关键是显示技术,通过计算机视觉技术、显示技术给人高沉浸感,主要围绕人的视觉和听觉感官展开,与虚拟世界的触觉互动十分有限,缺乏更高维度上的信息反馈和交互。混合现实技术更加注重虚拟世界、真实世界以及参与其中的人之间的真实互动,需要通过包括视觉、听觉、触觉、嗅觉等多维度的感知技术提供多维度的信息反馈。因此,混合现实技术的本质是建立在人类多种直觉感知上的,通过人机交互,实现在虚拟世界控制真实世界或是在真实世界中进行虚拟活动。

触觉反馈技术是混合现实技术的关键突破点

触控反馈技术的研发不断突破,触觉感知从简单的振动扩展到对纹理、材质的感知。触觉是一种复合传感,通过人体表面的温度、力觉传感器等提供的复合信息可以识别物体的冷热、尺寸、柔软度、表面形状、表面纹理等特征,为人类感知世界提供了大量有用的信息。Haptics跨越的技术领域十分广泛,包括机械学、电子工程、神经学、心理学等方面的知识。常见的振动反馈是触觉反馈(Haptics)领域的基础的部分,随着触觉技术的迅速发展,可以识别物体的冷热、柔软度、表面形状、表面纹理等特征的触觉设备已被开发出来,这类设备使得触摸虚拟物体变成可能。目前,虚拟现实的触觉反馈技术还处于早期,现在还没有成熟可用的消费级产品。据MarketsandMarkets预测,触觉反馈技术产品的全球市场在2020年预计市场总值达298.4亿美元。

触觉反馈技术的发展为虚拟对象与人之间的力学相互作用搭建了一座桥梁,有望成为混合现实应用发展的关键技术突破口。触觉反馈技术能通过作用力、振动等一系列动作为使用者再现触感。这种力学刺激可被应用于计算机模拟中的虚拟场景或者虚拟对象的辅助创建和控制,以及加强对于机械和设备的远程操控。借助触觉反馈技术,可以建立人与虚拟世界直觉的通道,让人感知虚拟活动的影响,也能让机器感知人的操作影响,实现人机交互、虚实交互,打破虚拟与现实的界限,实行混合现实。

虚拟现实的触觉反馈技术还处在早期研发阶段,成熟消费级产品亟待突破。目前,虚拟现实的触觉反馈技术还处于触觉感知里面的振动反馈阶段,对其他触觉类型的感知还停留在实验室的原型机阶段。触觉反馈的核心技术掌握在国外公司中,国内对触觉反馈技术的研究还停留在实验室阶段,技术攻关和应用推广仍任重而道远。(本文作者赵燕,赛迪智库电子所,从事电子信息产业政策研究和趋势分析工作,特别是虚拟现实产业研究)


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责任编辑:杨扬

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