VR动作捕捉伸开双手，来操纵虚拟现实中的一切吧

Xsens动作捕捉 2022-10-10 22789

文 | 鸡窝投行记者 | 苏贾

自人类发明了工具以来，与工具之间就需要通过一种方式建立起联系。进入电子科技时代，交互的重要性愈加凸显，就好像遥控器之于空调、键盘鼠标之于电脑、游戏手柄之于电视游戏等等。缺少了一个简单有效的交互，工具对于人类也就失去了意义。

与其他科技产品不同，VR体验强调的是沉浸感，而沉浸感源于对外界的隔绝，尤其是视觉和听觉的隔绝，使得大脑被欺骗，产生脱离于现实世界的虚拟沉浸感。这就产生了一个问题：隔绝了身体，尤其是人类交互感知最重要的手和运动最重要的脚，就无法与虚拟环境产生交互，在虚拟的世界里变成了一个看客。

如果只是看客而没有产生交互，用户很容易就会感觉到所在的环境是‘假的’，这便违背了VR技术的初衷。幻境科技的创始人陈曦认为，随着VR对于用户新鲜感的下降，用户会开始追求更深层次的沉浸，希望与虚拟现实世界产生互动。

但目前大牌厂商对头显这一块投入的技术与精力更多，反而对交互的研发相对滞后。交互手段的缺失，导致厂商只能依靠传统电子设备的交互方式，比如手柄一类的产品，暂时解决交互的问题。但这无疑会使得用户从虚拟世界中被带出，沉浸感大打折扣。

例如使用Oculus touch玩游戏时，如果需要伸手拿一把放在左面上的刀，就得伸手过去按下hand trigger，那把虚拟世界中的刀就会被你紧紧的握在手里，而你对此没有一点感觉。“在现实世界中，我们捡起一个物体，会感到它的手感，光滑的粗糙的、轻的重的；当我们用力捏它时会感到它的反作用力，会感觉到它的反作用力，这是我们是知道有个东西在我们的手里；触觉和力反馈都是现实中很重要的信息，但是目前因为技术限制所以没有。”

在虚拟现实中，用户会希望有自然交互，也就是人类在现实世界里怎么跟外界交互，在虚拟世界里用户也会希望按照同样的方式交互，沉浸感更高，效率高，学习成本低。

人机交互体验制约着VR体验，动作捕捉则是实现人机交互的重要一环。目前市场上常用的主要是光学动作捕捉技术和基于惯性传感器的动作捕捉技术两大类。光学动捕技术因其使用空间有限、校准时间长、对使用环境要求高、系统搭建难度大、后期数据处理复杂、成本高昂等缺陷，难以被用于VR的人机交互。

光学捕捉

而基于惯性传感器的动作捕捉技术，使用时只需将内置了惯性测量单元的绑带系在身上，对场地和环境无任何要求，从穿戴校准到正常使用仅需10分钟，非常方便快捷。且惯性动捕技术受外界的影响小，不用在使用空间上安装“灯塔”、摄像头等杂乱部件，而且可获取的动作信息量大、灵敏度高、动态性能好、可移动范围广，体感交互也完全接近真实的交互体验。

幻境科技正从事着惯性动捕技术的研发。基于惯性动捕技术，幻境自主研发出Vein动捕系统，其中包括Null Touch手部动捕解决方案、Vein A全身动捕解决方案以及Vein M移动VR动捕解决方案。

Null Touch手部动捕解决方案

Vein A全身动捕解决方案

对于人类来说，最自然最有效的的交互方式非手势莫属。即便语言不通，用户仍然可以通过动作的比划与他人进行沟通。放在VR里面来说，手势动作可以用于大部分交互场景，尤其是轻度交互的固定场景还是对于重度交互的移动场景。现在Oculus和HTC Vive其实都采用的是手柄的解决方案，但手势交互其实是一种更自然、更舒服的方式。

幻境科技的创始人陈曦从2009年开始研发手语翻译手套（数据手套），这源于他与聋人邻居的一次不顺畅交流。2015年，进行过团队重组的幻境，在数据手套的基础上，将自主研发的惯性传感动作捕捉核心技术与VR进行有机结合，以VR应用为切入点，研发消费级的全身动作捕捉技术及套件产品。

我去体验了一把NULL Touch，效果是惊人的：虚拟现实中我的手部动作，与现实中我的手部动作完全一致。大到握拳、翻转手掌，小到每一根手指的弯曲、伸展……而这个过程里捕捉的延迟几乎可以忽略不计。

我被带进了一个太空舱的场景，前方有球体和方块体供我抓取。这时，我可以操控我的指尖去移动、推动、甚至抓起目标物体，同时感受到了手套传递来的一些细微的震动。

前面已经说过，触觉和力的反馈现在还不能实现在VR交互技术里，所以我当时我抓起东西的体验仍是虚无。但是据介绍，幻境已经可以将温度的触感体现出来——冰冷与火热。

动作捕捉是一个非常复杂的过程，每一个环节都涉及到巨大的信息量——例如，数据如何通过通讯协议传输，整合到软件端；数据如何变成人体动力学的模型，这些模型如何去套用一些渲染好的虚拟形象；如何实时地驱动，可以后期录制下来……而传感器就是通过算法把这些动作整合起来，尽量做到低延时、高帧率、符合运动的逻辑和规律。

依靠自己的核心算法，幻境的VR交互手套NULL Touch已经作为手部动作识别的交互形式，成功移植到了主流的VR应用场景中，并同时获得四家行业客户的青睐，初步形成了面向游戏娱乐、科普教育、文化旅游、主题公园等行业VR应用的整体解决方案。

现阶段，幻境科技的VR交互套件已有协议订单100套，预计年底产量达到1000套。

随着虚拟现实的崛起，适合用户交互倾向的技术才是技术发展的方向。