陳根:新型全息投影，拍虛擬籃球觸感宛若真球_風聞

文|陳根

在 1977 年的科幻大片《星球大戰》裏，萊婭公主利用全息投影技術，向盧克天行者和歐比旺發出求救信息。其它幾部續集裏，機器人 R2-D2 提供的全息影像也沒太大改變，本質上只能用來觀看。

隨着科技的進步，全息投影不僅能看還能互動。互動全息投影利用紅外線感應器對人體的身體動作進行捕捉，再利用應用服務器完成系統分析，進而在全息投影畫面上形成適當的動作反饋，產生嚴密細緻的交互效果。

近日，英國格拉斯哥大學的科學家們開發出一種能摸到的新型全息投影，拍虛擬籃球觸感宛如真球。並且其不需要可穿戴或手持外圍設備，比傳統的VR/AR系統更加輕便。

首先，研究團隊打造了一個帶有氣動觸覺反饋設備的偽全息投影。其主要由偽全息顯示、手勢識別模塊和觸覺反饋設備三個模塊構成。這些組件被連接到主計算機，並通過基於Unity平台的內部構建程序進行控制。

然後，研究人員通過提供觸覺反饋來提供更真實的交互感。觸覺反饋設備名為Aerohaptics，當用户操縱虛擬物體時，該設備使用指向用户手上的加壓空氣噴射，來複制觸摸感覺，同時它還提供位置和強度控制，以適應各種交互場景。

在手部標誌選擇模式下，算法可以準確地提供氣動觸覺反饋給不同的手部標誌。而壓力基於3D虛擬成像的拓撲，可以與用户手的運動進行交互，Arduino控制器單元則將手指速度值直接映射到壓力調製單元，使用户感覺像觸碰到一個真實存在的東西。

當研究團隊進行觸覺反饋傳遞的定位控制，以及可調觸覺反饋強度的實驗時，用户的手離空氣噴嘴越來越近或越來越遠，觸覺反饋的強度保持不變；當用户試圖迅速猛拍虛擬籃球，會產生更強的觸覺反應；當用户拍打幅度很輕時，球的反饋強度也會相應降低。

此外，**與其他在虛擬環境中提供觸覺反饋的方法相比，Aerohaptics系統成本更低、更易操作。**未來，研究人員考慮給系統添加更多觸覺反饋功能，比如温度變化帶來的感覺變化，嗅覺反饋也可以通過在氣流中引入各種氣味來提供。

目前，該論文《交互式立體顯示的偽全息投影和氣動反饋》，發表於WILEY智能系統領域旗艦刊Advanced Intelligent Systems上。