【研究院】CHI 2016大会丨人机交互进入手感操作时代

【新智元导读】新智元开通“研究院”专栏，提供各大研究院最新人工智能技术和产业信息，助你掌握业界动态，了解顶级机构研发实例。第一期专栏推荐三星电子中国研究院人机交互顶级会议 CHI 2016 报告，下面就由三星君带你领略 CHI 2016 盛况吧！

更宽广的视野带来更真实的沉浸感

经过很长一段时间的准备，虚拟现实终于出现在消费者面前，三星君和大家一样，心里真是一万个大写的激动啊！天天梦想着钻进虚拟世界，体验一把阿凡达的梦幻旅程。但是相比于人眼180度的视野，目前大多数消费级VR头盔的视野仅有100度左右，轻微的束缚感是难免的。不过不用担心，微软研究院的团队已经开发了一种简单的方法解决这一问题，通过在主显示屏周边增加低分辨率，低亮度的LED阵列来扩大用户的视野，使用户视野最终达到170度以上。

微软团队首先把LED阵列放置到Oculus Rift DK2透镜框的外边缘处，从而轻松的创造出一个170度视野的虚拟世界，为了使陈列中的LED能够根据屏幕上的场景呈现不同的颜色，该团队还创造了一系列的光探测器，以保证这套系统能够准确获取屏幕上的光感信息。

用户体验发现在宽视野的VR世界中更容易发现目标物体，甚至若叠加进其他运动效果后，宽视野的VR竟还能有效的降低眩晕感，真可谓一举多得！

三星君还发现，微软团队还改装了一个三星Gear VR，他们使用了112个LED阵列，从而形成了一个更为宽广的视野，视野角度更是高达190度。小伙伴们，不来试试还能做些什么？

眼见的未必为“实”

虽说人们常说，耳听为虚眼见为实，这次三星君告诉你，眼见的也未必为“实”！来自微软，南加利福尼亚大学和滑铁卢大学的研究者便利用身体的错觉实现了真实的触觉反馈。错觉！错觉！错觉！重要的事情说三遍！

研究团队通过控制使用者在VR中看到的虚拟的身体和虚拟的世界图像，让使用者产生错觉，当使用者触碰VR世界里的不同物体时，其实际只是在反复触碰现实世界中的一个物体，从而实现真实的触觉反馈。

研究团队还录制了一段视频，用以清晰的讲述在三个场景中的应用。

在第一个场景中，桌上起初放置三个物体，但等参与者戴上头盔后，研究者悄悄地把其中的两个拿走了。在VR场景中，参与者仍然继续被要求抓取三个方块，但实际上桌面上仅剩一个实物。通过“身体扭曲（body warping）”，参与者在VR 世界里产生了身体错觉。参与者看到的是自己的手依次触碰到桌子上的三个方块，但此时在现实世界中，参与者的手却是连续三次伸向了仅剩的那个方块，且每次都感受到了来自小方块的触感。

在第二个场景中，桌子上依然只有一个小方块，参与者在测试的过程中被不时的要求看向侧面。当他们偏转头部的时候，眼睛未注视处的VR世界便会产生轻微地位移，使VR世界中虚拟物体的位置与现实世界中方块的位置对应上。就像下面图片里演示的，VR世界中共有六个虚拟物体，通过每次轻微位移，实物方块分别与六个虚拟物体中的某一个的位置重合。当参与者每次摸向指定的不同位置的方块时，其实他每次触碰的依然只是桌子上唯一的小方块。

在最后一个场景里，研发团队同时扭曲参与者手和方块的图像，让这两者与现实世界中手和方块的位置相符合。通过在水平和垂直角度上实现这一扭曲技术，参与者不仅能够移动物体还能将物体叠加起来，也就是说，仅有一个实物方块，在VR世界里，就可真正的“实感”建起高楼大厦。

手部追踪让你在虚拟现实中挥舞起屠龙刀

交互是完善当前VR产业的重要一环，只有VR交互设备满足了使用者的需要，VR才可能建设真正完整的生态链。不过讲实话，为VR应用提供真实的触觉反馈真是个难题啊，还要轻便，安全，绿色，经济，怎么破？

Dexmo手部动作追踪设备在一定程度上解决了这一难题。这个小装置像外骨骼一样装配在手部，对手部动作进行捕捉，并且通过阻力作用提供触觉反馈，从而在虚拟现实中实时显示精细的手部姿态，据说现场的用户体验一致高呼So amazing！

值得一提的是，Dexmo并未采用昂贵的惯性检测单元或应变片，而是使用了旋转传感器，使得价格大幅降低。也许不久的将来，三星君也可以手握屠龙刀，一统江湖了！

2016年被认为是虚拟现实元年，各种大大小小的虚拟现实设备层出不穷。随着产品的不断更替迭代，佩戴时的眩晕感已经被不断提高的屏幕分辨率和刷新率大大降低了，但是另一个问题来了，交互！人们寻找各种方法去代替鼠标，键盘，游戏手柄，甚至VR头盔上的操作按钮。目前来看，手势识别似乎略胜一筹，相比于各种操作装备，手势识别是一种更直接更自然的人机交互方案。

更愿意在公共场合使用的手势交互技术

虽然交互的重要性一提再提，但是现在的交互方式还是略有些尴尬，要么对着空气大声说话，要么在别人面前乱比乱划，真是不自然的说。

最近芬兰Helsinki的研究团队就解决了这一问题。他们设计了一种可在大庭广众下使用的智能交互手套，可与智能眼镜实现多种功能互动。智能交互手套外形酷似普通手套，因此佩戴起来不会格外突兀。这款智能交互手套操作起来十分隐蔽，甚至可以放在桌子下方操作，不会引起其他人的反感和注意。

智能交互手套基于触觉反馈原理，目前已经可以实现文本输入，上下换行以及重点勾选三个场景应用。

智能衣物：真正的可穿戴即将来临

用手势来进行设备交互已经听起来很梦幻了，你知道衣服也能用来交互吗？而且这种支持交互的智能布料已经实现量产，也许不久的将来，可交互的衣物和布料产品会遍布我们家庭的各个领域，并最终取代遥控器等控制设备也说不定啊。

这一新奇的想法出自Google的ATAP团队，命名为Project Jacquard智慧衣物项目。这一项目的基本思路是将具有传感作用的电容式纤维，与棉、毛或人造纤维等原料混合编织进衣物，并制作成衣服，玩偶，座椅，窗帘等可交互的媒介。

这些新型编织布料在外观上与普通布料没有差别，还能支持不同色彩和不同质地的编织，但当手指或者手掌在衣料表面触碰或滑动时，衣料可像触控屏一样控制附近的电子设备，比如操纵附近显示屏上的3D图像，切换手机里的歌曲或者家里的照明等等。

据说ATAP团队已经与日本一家布料厂合作，量产这一神奇的布料，Levi’s更是成为该项目的首家合作伙伴。

看得见摸得着的虚拟世界

增强现实的一个重要目标就是无缝连接真实世界和虚拟世界，通过今天先进的显示技术，追踪技术和立体音频技术，两者的融合已经越来越逼真。但是当你沉浸其中，不自觉的伸手去捕捉虚拟世界中的一个物体时，那种无法触碰的虚空感马上又把你拉了出来，真是满满的失落啊！

为了弥补这一缺憾，加拿大多伦多大学的研发团队想出了一个替代的方法，利用使用者身边随手可及的物品，来替代虚拟世界中的物品，满足使用者的触感反馈，从而实现虚拟世界和现实世界之间的匹配。比如，虚拟世界中需要出现手电筒或香槟物品，系统会搜索使用者身边的物品，寻找出类似的圆筒和瓶子状物品，并进行尺寸大小和形状的匹配，从而当使用者手握圆筒和瓶装物品时，可获得真实的触觉反馈。

三星高级研发总监：人机交互是虚拟现实的关键

史媛媛博士 三星电子中国研究院 高级研发总监

虚拟现实俨然成为此次CHI2016大会的重头戏，人机交互在VR/AR领域的重要性也不言而喻，但对于VR/AR这样的新技术与新系统，如何最优化的设计依然还未形成一个业界定律。大家既希望它学习成本低廉，易使用，又希望通过它传递给用户适宜的内容和适度的信息量。这种对用户体验的不断探索，必然会形成一个持续的产品迭代过程。

那么对用户体验起决定作用的关键因素是什么？这些关键要素用什么来度量？这就是今天人机交互研究要提出的问题，要给出的答案。只有当这些答案清楚了，VR/AR才能真正地快速地走向大众市场。

最近机器学习快速进展，更多的自动化系统和设备被开发出来。这些自动化系统要从传统行业应用领域走出来，走向大众市场，就必须格外重视人机交互，只有把人机交互做好了，才能得到市场的认可，才能占有稳定的消费群体。