每一代的终端都有其主流的交互方式。PC时代的键盘和鼠标、游戏主机时代的手柄以及智能手机时代的触摸屏,这些交互方式降低了消费者的操作门槛,激发终端市场新的活力。可见,交互方式对于终端至关重要。那么,VR显示终端主流的交互方式将会是什么样呢?
多种交互方式并存
目前,VR显示终端处于发展初期,各大厂商凭借优势采用各自的VR交互解决方案。一时间,带有各种交互方式的VR显示终端充斥市场,有的绑定手柄,有的配备遥控器,有的安装触摸板,甚至有的具有手势识别功能等。这种多种交互形式并存的现状促成了VR交互方式百家争鸣的局面。
Sony PlayStation VR、Oculus Rift、HTC Vive是PC端或者主机端VR头盔的代表,三者既可以兼容传统的游戏手柄,又各自独有控制器,有的甚至还能够支持空间定位技术,用户可以小范围移动。Xbox One手柄、DualShock 4手柄分别是OculusRift、Sony PlayStation VR的标配。同时,SonyPlayStation VR、Oculus Rift、HTC Vive专门的控制器分别是PSMove动态控制器、Oculus Touch体感控制器、Grip控制器。
其中,OculusRift还配有Oculus Remote遥控器,该遥控器拥有一个圆形触控板、音量键、返回键和Home键,与新Apple TV的遥控器类似。Sony PlayStation VR基于PS Move动态控制器衍生出PS VRAim控制器。HTC Vive与Sony PlayStation VR、Oculus Rift不同的是采用了Lighthouse定位技术,可以精确捕捉到用户手部、头部以及身体的动作,支持用户在15英尺x 15英尺空间内自由移动,更具沉浸感。
而移动VR则以三星Gear VR、暴风魔镜、大朋VR一体机以及Pico VR分体机为代表。GearVR和大朋VR一体机操控方案都类似,都是移植安卓手机的操控方案,两者右侧配备触控板、返回键和音量调节键,大朋VR一体机左侧还有开机键。暴风魔镜配有蓝牙遥控器,暴风魔镜5 Plus还引入Leap Motion公司的技术,可以在VR环境中进行手势交互。PicoVR分体机则需要用手柄来操控。
现在VR显示终端的交互方式五花八门,既有传统的遥控器、触摸板、手柄等交互方式,又有新颖的手势交互、体感交互和空间定位等交互方式,呈现出百花齐放的发展态势。
谷歌控制器是过渡交互方式
在这么多的交互方式当中,哪些会成为VR主流的交互形式呢?
Ximmerse CEO贺杰指出,交互解决方案要大规模2C必须具备一些必要条件。首先,交互方案相关产业链必须成熟,能够支持大规模量产。其次,交互方案相关技术指标能够保证稳定、精确运行。最后,交互方案必须足够廉价、简单,功耗足够低,消费者能够消费得起。
而谷歌Daydream计划中的VR操控方案正好符合这些条件。Daydream计划的控制器包括按钮、一个触控板以及体感组件。控制器通过方向传感器、陀螺仪和加速表实现体感追踪功能。用户可以通过触控板和菜单按钮与Daydream APP进行交互。底部的Home键可以回到Daydream
Home菜单并重置头部定位,侧边有音量控制键。Daydream的控制器类似新Apple TV的遥控器,包含触控板和实体按钮,能够保证稳定运行和精确操控,是一种折中的解决方案。据谷歌称,该控制器较为廉价,便于普及。
但京东集团架构部总监赵刚认为,谷歌在VR硬件上不会有太大的作为,更多的会从操作系统本身来支持VR。谷歌可能会像当年的Microsoft一样,Microsoft原先只是开放图形设备接口(GDI),兼容性好,但性能差,不能用于开发高动态的3D图形游戏。后来Microsoft推出了DirectX,直接访问图形设备,虽然兼容性不如GDI,但是性能大大提高,终于和OpenGL抗衡,推动了Windows平台上的3D图形游戏开发。所以谷歌对于VR的支持也是从操作系统底层开后门,能够对传感器、摄像头等进行更直接的支持,实现更低延时的访问。据了解,Daydream平台兼容Android N。为了提升体验,Android N针对VR一些特性进行改进,优化编译器,缩短软件运行时间;开放Vulkan API,允许开发者直接控制设备中的GPU。
谷歌针对VR开放部分系统底层之后,相关标准也会确立,有利于移动VR主流交互方式的形成。运动加加CEO姚斌表示,现在之所以没有主流的VR交互方式,主要是因为缺乏相关标准。谷歌对于控制器进行软硬件优化之后,类Gear VR产品的交互体验就会提升,相应的操控标准也会形成。届时,谷歌控制器不仅将成为类Gear VR产品的标配,还会因为廉价而实现快速普及,成为移动VR主流的交互方式之一。
手势交互将成为主流之一
但是谷歌操控器也只是VR交互方式的过渡解决方案。VR交互方式会朝着更加简单的方向发展。无论是PC时代的鼠标,还是功能机的按键、智能机的触屏,都离不开手。同样,VR时代的交互也离不开双手,所以手势交互是VR必须攻破的交互方式。
手势交互技术不仅成为各大巨头布局的重点,还成为各个创业公司主攻的方向。近日,许多公司在手势交互技术方面的动作频频。Leap Motion推出了新的“互动引擎”(Interaction
Engine),方便用户抓取虚拟物体。uSens凌感首次在国内召开发布会,正式宣布开放SDK测试版并开启预订名叫Fingo的硬件模组。该模组集成了26自由度手势追踪、6自由度位置追踪以及AR/VR技术。Dexta Robotics公司最近发布一款名叫“Dexmo”的产品,它是一款像手套那样戴在手上使用的未来主义外骨骼。它内置大量的元件,能够与VR体验进行交互,可帮助你感觉握在你的双手的虚拟物体。
uSens凌感首席研究员毛文涛认为,手势作为一种重要的交互形式,一定会进化到它更好的表达方式。手势之所以被认为是最好的交互方式,是因为它适用于很多应用场景,并且可以进行多场景之间的交互。但是手势并不是唯一的交互方式。当下没有使用手势作为主流的原因主要还是手势算法的难度太大。作为前期的手势来说,现在算法门槛很高,并且从精确度和资源消耗来说都要比手柄差,因此很难在当下作为一个立即使用的标准。
贺杰也指出,手势交互一时难以普及一方面受到功耗和成本的约束,另一方面受到稳定性的制约。稳定性是交互方式的核心点,只有接近100%的稳定才算合格的技术,因为当用户点击鼠标或者敲击键盘的时候,只要100次中有一次没有反应,用户就会认为鼠标或者键盘坏了。而谷歌Daydream计划中的VR控制器内置的IMU(惯性传感器)稳定性非常高,任何时候都不会掉链子。
虽然目前手势交互还不成熟,存在诸多弊病,但是许多业内人士非常看好手势交互在VR中的应用。毛文涛指出,如同智能手机的触摸屏,刚开始的时候也遭到诟病,但这只是阶段性的困难,最终手势会因为根本上的优势成为人们最喜欢的一种交互方式。贺杰也认为,手势交互会成为非常重要的一种输入方式,以后一定有市场,只是它在产品化的过程中还需要积累。TVPlay CEO周琨甚至指出,虽然目前手势交互没有触感,不能代替体感手柄的存在,但是手势交互更加自然,更有可能成为VR主流的交互方式之一。
从交互方式上讲可以分成两类,一类是手势交互方式,一类是控制器交互方式。贺杰表示,这两类交互方式会长期共存,就像现在微软的Surface系列平板电脑一样,集合了多种交互方式,既有触控屏,又有键盘、触控屏。但是手势交互和控制器交互方式在应用场景和使用比例上会存在差异。手势交互方式适合偏轻度的交互,使用频次较低,比如日常的UI界面操控。控制器交互方式适合频次高的交互,例如一些重度的游戏场景。
交互技术路径还需演进
在虚拟现实当中,谷歌的控制器交互和手势交互都只是身体感知的一部分。诺亦藤品牌运营经理檀煜鑫认为,虚拟现实包含三种感知:视野感知、身体感知和环境感知。现在移动VR头显的3自由度姑且能算是满足了视野感知,如果加上手势识别以及全身动作捕捉技术,甚至一些厂商推出的震动反馈背心,可以认为刚刚达到身体感知的需求,而通过背负式电脑还有空间定位系统,特别是大空间内的运动追踪系统,才可以最终帮助人们获得环境感知。这三种感知结合起来的VR是一个比较理想的VR形态。
如果能够实现这种理想的VR形态,用户在VR环境中的交互就能够和真实环境中一样,对于感兴趣的虚拟事物,既可以从各个角度进行观察,也可以用手进行抓取,无需利用瞬移和手柄操作。所以交互的根本目的不在于手势交互、控制器交互,还是像“语音识别+手势识别+Inside-out Tracking技术”相结合的交互方式,甚至未来一些想象不到的自然交互方式。评价这些交互方式的核心在于用户付出的能量和时间以及使用的频次和获得的交互效果。
鼠标和键盘之所以能够成为PC时代的主流交互方式,是因为用户只要移动鼠标几厘米,光标就可以移至PC屏幕的任何一个位置;手指左右移动几个按键就可以点击到目标按键。智能手机的触摸屏也一样,乔布斯当年并没有把iPhone4的屏幕做得很大,其中一个原因就是为了限制手指的在滑屏距离,减少能量的消耗。贺杰指出,现在Oculus Rift、HTC Vive也有各自的控制器,用户只要旋转控制器一个很小的角度、按动一个按键就可以轻松实现交互的动作,也很省能量,有可能成为主流的交互方式之一。
而移动VR的交互方式需要更加简单、便捷,而且要保证一定的性能。贺杰表示,要实现VR交互有多种技术路线,例如光学、电磁、惯性、射频、声波等,现在还不知道哪一种技术路径能够在消费市场中走到最后。例如鼠标的形态直到现在也没有什么大的变化,但是技术路线一直在变更,鼠标一开始是采用机械传感的方式,后来采用反射激光,再后来改用纯光学的传感,现在鼠标技术已经非常成熟了。而VR才处于发展初期,未来会采用什么技术路径还很难说。
交互方式重新定义操作系统
一旦VR出现主流交互方式,VR操作系统也有被重新设计。因为交互方式的改变实际上改变了人们接受、理解和控制数据的方式,所以交互方式一旦改变就意味着组织信息、展示信息的方式也会发生改变。三星中国技术院实验室前主任王海涛认为,交互方式在重新定义操作系统,PC时代是Window的天下,智能手机时代是Android和iOS的天堂,VR时代的交互方式也会出现相应的操作系统。
在Window操作系统时代的时候,PC界面菜单选项非常复杂,而且还是多任务并行的界面,需要鼠标精确的操作,需要键盘的命令输入。到了智能手机时代,微软将Window操作系统移植到手机上,但是触摸屏并不能实现精确点击,所以Window操作系统在手机上的体验一直不好。虽然后来微软根据触摸屏特性对Window操作系统改进,但是市场的接受度并不高,而且搭载Window操作系统的手机市场占有率一直下滑。而针对触摸屏定制的Android和iOS操作系统却大行其道,搭载Android和iOS操作系统的手机几乎霸占整个智能手机市场。
现在VR由过去的二维进入了三维世界,不论是手势交互,还是控制器交互,其交互数据或者理解数据的方式又在发生全新的变革,相应的操作系统也会发生质的改变。贺杰认为,VR是面对的是三维场景,有空间的维度,在三维空间中的数据关系更加复杂,怎么展示数据之间的联系,现在大家都在摸索。通过阅读大量的论文可以知道,配合交互方式的VR操作系统将会有一次大的变革。(外芯房)
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