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乐动体育低成本VR手套Lucid再升级利用柔性齿条来提升手势追踪

发布日期:2022-11-06 23:16浏览次数:

  年初的时候,青亭网曾报道过一款低成本VR力反馈手套开源方案LucidGloves,其制造成本只需要60美元,个人利用市面有售的元件即可DIY,阻力模拟和手势追踪效果足够优秀。

  LucidGloves的开发者为MIT本科生Lucas,他打造的Prototype4采用了线轴和伺服马达的设计,这种设计在手势追踪上有局限,只能追踪五根手指的上下/垂直运动,不能识别手指左右运动。而近期Lucas着手研发Prototype5对此进一步升级,采用了新的机械装置和传感器,不仅可以追踪手指上下运动,还能识别左右运动,可识别五指张开、合并等手势。这个新版设计与之前有很大不同,号称外形会更轻量化、结构更紧凑,而且会采用霍尔效应传感器取代电位计,耐用性更好。

  从目前的进度来看,Prototype5取消了原来的线轴设计,改为齿轮和柔性齿条。为什么要取消线轴呢?这是因为线轴的可控性不够好,而且容易限制手指移动。而齿条具有一定弹性,配合齿轮灵活性更好而且整体结构更简洁,更耐用。另外线轴只能追踪手指上下运动,而齿条可追踪更多移动方向,允许使用者在VR中做出比耶的手势。

  Prototype5很明显的区别就是齿条设计,没想到这种低成本的简单装置,使用起来竟如此丝滑。齿条看起来弹性不如线轴,但通过和齿轮组合,使用者的手指也可以上下左右自由活动。而为了追踪手指横向运动,Lucas在指关节部位加入了运动传感器,后续的升级版本将传感器整合到马达的位置,只需要加入一个可旋转的磁性传感器即可追踪手指的水平运动。

  我们知道,基于摄像头的光学手势追踪已经可以追踪手指360°运动,而一些VR手套通过360°磁力传感器也可以实现精准的全方位追踪。而LucidGloves直到Prototype5才实现上下左右手指追踪的原因,其实是因为成本有限,利用便宜的元件来达到完整手势追踪的目的。而且,与基于电容的Index五指追踪方案相比,理论上LucidGloves可追踪的手势更灵活,接近一些VR手套产品的效果。

  值得注意的是,由于齿条具有一定硬度,手指左右移动时齿条变形不大,因此可实现绝对定位,更容易计算、追踪准确性比Prototype4更好。齿条的另一个好处是,可以在另一端设计棱纹,可调节和固定指套的位置,这样就可以适配不同尺寸的手掌。

  Prototype 5还可以选用弹性硅胶指套,好处是方便穿脱,使用者只需要摘掉指套就能解放五指,这样就可以快速在VR交互和电脑的键鼠之间切换,适合VR开发者。

  传感器方面,位于手背上的齿轮内部集成了磁力传感器(霍尔效应传感器),乐动体育可识别手指上下运动。Prototype 4利用马达和螺丝装置控制线轴来模拟阻力,而Prototype 5使用马达直接控制齿轮和齿条,效果更稳定、结构更耐用。此外,新的力反馈装置比原来更轻薄,马达也得到升级,扭矩更大,阻力感更强。

  VR手套的主板和计算单元更加紧凑,体积比此前方案的大幅缩小,其配备了OLED屏幕、USB-C等接口。

  制造成本方面,Prototype5和Prototype4差不多。Prototype5包含阻力反馈的方案成本大约60美元(一副),只有手势追踪的版本成本只需要20美元左右。

  LucidGloves特点是支持手势追踪、无线设计、兼容Quest 2(SteamVR/PC VR版本为有线设计)。Prototype 5支持蓝牙信号传输,可适配Quest 2等VR头显(目前只能通过Oculus Link或Virtual Desktop在Quest上运行,意思是仅支持PC VR),它的手指追踪功能兼容一些已经支持Index五指追踪的应用,比如《VRChat》、《Boneworks》等等。而力反馈功能目前仅支持VR Mod,也就是说需要为特定的VR游戏开发力反馈Mod。

  根据这个开源方案,许多VR开发者和爱好者也制作了自己的VR体感手套。接下来,开发者Lucas的计划是继续开源该方案,鼓励大家自己制作,还可以在此基础上进行升级和调整。不过,也有很多VR用户希望Lucas将VR手套方案做成产品出售,如果可以直接购买就不需要复杂的制作过程了。另外,为了方便家中没有3D打印机的用户制作VR手套,未来Lucas计划想办法使用现成的配件来替代3D打印方案。

  后续的一些开发方向还包括:加入温度模拟功能等等。除了VR手套外,Lucas还利用伺服马达制作了一个VR头显固定绑带,使用者在通关VR游戏后,绑带才会自动解锁,否则便会将人锁在VR中。感觉有点像是电影中描述的场景,只需要简单的小设计,就能增添VR的沉浸感和可玩性。参考:lucas

标签: 硅胶手套

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