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帅哥汤姆克鲁斯在《少数派报告》中将虚拟现实中悬浮式的3D交互操作演绎的淋漓尽致，而上个月Leap Motion公司为融资发布的疯狂VR视频更是将虚拟现实推向了高潮，3D手势识别逐渐成为了虚拟现实中炫酷的技术。关于这部分内容，声学在线在先前的文章中曾叙述过，本文我们将介绍另一种更加炫酷的技术——超声触觉反馈技术。这种技术是在超声手势识别的基础上，让空中的3D交互操作过程变得可视化和可触摸化。这是一个巨大的进步，意味着将来你可以触碰虚拟现实世界中的物体，从而产生更加逼真的感觉和效果。 事实上，浮空式的3D手势交互操作并不算稀奇，Leap Motion实际上也一直在宣传这个概念，但是这种技术的缺陷就是无法实现真实的触感，显然无法达到更加逼真的效果。因此，给浮空式的3D手势交互操作加上“力度”反馈，就显得尤为重要。为了这个目的，无数科学家已经花费了巨大的精力进行研究和试验。那么，究竟如何才能在空中产生这种“力度”反馈的效果呢？ 超声波是一个非常适合的解决方案，来自布里斯托大学计算机科学系的几位教授曾经联合开发了超声波“力度”反馈这一项目，其原理主要利用了超声波辐射所接触皮肤而产生力，而这些力的作用可以让你的皮肤产生触觉。 超声波的“力度”反馈，也称为超声波触觉反馈，主要是通过超声波触觉脉冲或改变超声波的频率提供不同的触觉反馈和虚拟触觉的形状。超声波在压力之下会带来形状的改变，并且模拟出一种虚构的形状和力度，而这种压力则被称作“声发射力”。正是这种声发射力让我们的皮肤产生了触觉，而改变超声波的强度又可以让这种触觉产生更多的组合。 今年5月份，英国几个科学家组成的Ultrahaptics公司拿到了一笔融资，这家公司成立初期就专注于超声触觉反馈系统。Ultrahaptics 的核心设备是一款外设垫，能够发出 40KHz 频率的声音。但是这块外设垫需要放置在手的上方，通过调节超声波创造出物理触觉感，能够让用户体验到 ' 边缘 '、' 平面 ' 等不同虚拟物体的触感。目前这种技术还是非常简单的原型，下面的动画是把超声波打到油面所产生的效果示意，这样可以直觉感受一下超声触觉反馈技术的原理。 很明显，超声波触觉反馈技术的重要性体现在虚拟现实领域。在传统的虚拟现实技术中，你能看到虚拟的物体，或许还可以在视觉上进行互动，但是你什么物体都无法触碰。而超声波触觉反馈将带来的就是针对这些全息物体的触感。但是事实上，我觉得这种应用还非常遥远，裸眼的虚拟现实技术同样也很遥远。与其畅想那么遥远的未来，不如尽快把这些技术应用到智能家居方面，比如控制闹钟或者音箱。我们不仅可以在空中摆摆手就关闭它，而且借助超声波触觉反馈技术则可以在空中进行点击或滑动操作。目前，国内的小声科技正在从事这方面的工作，笔者倒是希望首先能用到智能音箱方面，总比语音控制要靠谱些。 仅仅介绍这些，显得有些单薄了。其实，声音还有更多奇特的现象，比如当低频超声集中在你的指尖或是手掌的某个精确的点上，你就能感受到手掌在震动。英国苏塞克斯大学的研究表明，人类的情感可以不经身体碰触、只通过刺激手的不同部位来传达。那这个重要的现象能带给我们什么呢？ 这一点很刺激，这就是说利用超声触觉反馈技术，我们甚至可以刺激人体，来产生情感。比如利用超声波对手的不同区域进行刺激，以传达快乐、悲伤、兴奋或恐惧等不同的情感。具体研究表明：短促、尖锐的超声波动刺激拇指、食指及手心可以产生兴奋的感觉；缓慢而温和的刺激手掌边缘及小指周围则可产生悲伤的感觉。 这就表明，我们不仅是触碰虚拟现实，甚至可以带有情感的抚摸虚拟现实。想象一下，这得有多少应用场景啊。比如，出国出差时，可利用虚拟现实交流抚摸妻子和孩子，仿佛不曾离开，就在身边。再比如，演唱会上歌手可以接收到来自无数粉丝的“隔空握手”，感受到满满的热情。对了，说到这里，不少人可能还会有个有些害羞的想法，那就是或许这项技术最早可能应用于智能成人用品。这种抚摸的感觉可不是现在的胡乱振动就能做到的，anyway，情感总是如此的复杂，难以琢磨。
这么有前景的技术，巨头们自然也会看在眼里。从苹果申请的新专利中显示，将采用新型材质来实现“拟物化”的触摸操作体验。不过，目前，还不知道苹果在超声触觉反馈方面到底提交了多少专利。就本文所提及的这个专利称，新材质结合先进传感器，可模拟金属或木质表面，从而实现不同触觉甚至是温度体验。也就是说，在不久的未来，或许是iPhone8，就可以感受到更逼真、拟物化的操作体验。至于超声触觉反馈的应用，估计至少也得5年以后吧，但是这样的炫酷技术总是令人更加期待！ 责任编辑：常乐 声学在线：知识，趣味，圈子 微信平台：声学在线 网站平台：soundonline.org |
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