近年来,业内专家普遍认为,虚拟现实最有望成为下一代互联网入口。自2015年VR元年以来,国内外VR公司如雨后春笋般崛起,发力打造完整的虚拟现实产业链——从头显、输入等硬件设备,到游戏、影视等内容制作,再到房产、教育等行业应用,以及线上线下分发平台等。虽然这股虚拟现实热潮声势浩大,但VR无论从技术和产业链成熟度,还是从大众普及程度来讲,与笔记本、手机这类终端都相距甚远。这其中,影响VR普及的关键因素还是用户体验,而对用户体验影响颇大的因素则是人机交互方式。
VR交互的体验困境
不同于以键盘和鼠标为主流交互方式的PC领域,在VR领域,交互还未形成统一的标准。为了完成更复杂的操作、提升用户交互体验,VR厂商已经做出了多种尝试,如传统的包含按钮和摇杆的手柄、简单的蓝牙遥控器、光学手柄、磁力手柄、以及基于传感器和机械装置的手套等,但劣势显而易见——简化的输入不能实现复杂的指令,且依然属于2D模式下交互方式,极易使用户脱离VR的沉浸式体验;而手套一类的输入设备虽然设计精巧、操作较精细,但穿戴复杂、老化速度快。市面上知名度较高的产品也难以摆脱交互这个痛点,消费版Gear VR头盔自带的触摸板和按钮被指长时间操作导致手臂酸痛、PlayStation Move使用中必须一直握持相对较重的手柄、Oculus Touch则只能识别手掌开合两种状态。
其实,关于VR交互,我们还有更多选择。手势识别则正是同时符合VR空间性和人类动作特性的最天然的交互方式。人的双手是人之所以成为人的核心要素,不仅能够灵巧地做出无数手势动作,而且自然而然地成为人类交流中不可或的缺一部分。对于沉浸感至上的虚拟现实而言,手的天然性保障了不被打扰的用户体验、精细便捷的操作、较低的成本,更是未来大规模普及的重要前提。因此,优势明显的手势识别技术有可能将成为VR产业的分水岭。这一点从国内外厂商的布局便可见一斑:Oculus先后收购硅谷创业公司Nimble VR及以色列公司Pebbles Interfaces;暴风魔镜日前也与全球手势识别领域非常先进的公司Leap Motion达成合作、并发布了全球首款支持手势识别的移动VR眼镜暴风魔镜5 Plus等。
手势识别让虚拟更真实
“手势识别技术使现实中的手部动作在虚拟世界中原样呈现,两个世界中可以同样便捷的操作,手势识别带来的沉浸感将会模糊虚拟与现实的边界,这一技术优势,或许将成为VR产业的分水岭。”针对手势识别技术,暴风魔镜相关负责人在接受采访时告诉笔者,手势识别技术是基于计算机视觉、使用光学跟踪而运作。手势识别通常使用红外线LED外加两个摄像头,利用红外线遇障碍物反射光线和双目立体成像原理,对手势的图像同时进行采集,通过算法处理进行校准匹配、3D建模,从而生成相关的三维手部信息。再通过手部特征点的位置、姿态变化等信息进行手部运动的计算,获得手部坐标和向量,进而对手势进行跟踪。
从最新发布的暴风魔镜5 Plus来看,其对手势的追踪可以达到亚毫米精度,可以识别细微的手指活动,避免产生晕眩等问题。由于不需要外接设备,且硬件简洁,此类手势识别极大地降低了人机交互的成本,提升了移动性和易用性;复杂精密的算法则保证了手势识别的准确性。
最令人激动的是,手势识别用途广泛,原因在于人手有22个指节点 每个指节点有6个自由度,能够实现非常多的手势变化,因此应用场景极为丰富。就VR游戏而言,手势识别使更多的手部动作得以体现,比如抛、接、提、推、拉、捧、抓、挥、拍、敲、摇、握、抬、摸等一系列动作,这些动作大大增加了游戏的乐趣,比如模拟射击、堆叠积木、打篮球网球、饲养宠物、挥舞刀剑,使用户感受真实的趣味。除了游戏,手势识别还为VR应用赋予了更多意义。有了手势识别,VR+其他行业将变得更加可行。人们可以在虚拟世界中演奏乐器;可以创造艺术作品,无论是书法、画作、还是雕塑;可以对工人进行专业技术培训,成本低廉;可以与医疗行业结合,进行治疗、医学教育等……充分证明了手势识别作为VR交互方式拥有巨大的潜力和想象空间。
然而,手势识别同样面临一些困难。由于手部立体模型涉及大量数据,算法复杂,实现完全的仿真较困难。且手势识别易受多种因素影响,包括光线、背景、障碍物等。此外手部正反面、双手交叠也会造成误判。为了使虚拟世界的手势尽量贴近真实世界的手势、避免用户丧失沉浸感,手势识别在识别精度和效率上还有很长的路要走。尽管如此,我们相信手势识别与VR的天然的契合使其仍不失为未来VR交互最重要的方式,前景可期。