虚拟现实·下篇：运动和触觉

作者：开萌

上一篇我们解决了虚拟现实的视、听问题，想要进入虚拟世界，我们至少还需要动起来。

数据手套和动作控制器能把你的双手和虚拟世界联系起来。它们非常像游戏手柄，而且和游戏手柄也有很深的渊源。数据手套能将你的手势转换成数字信号传输到虚拟世界里，比如你可以摆个点赞手势，你的虚拟角色也会摆出一样的手势。动作控制器比较像星球大战中的光剑，它能捕捉到双手的方向和角度，这样你就可以用光剑打败克隆人士兵啦。其实我们的手机也有类似的功能，手机的陀螺仪能感知方向和角度，玩赛车游戏的时候只要晃动手机就能转弯啦。

触摸物体的问题是解决了那想要跑跑跳跳怎么办呢？这个问题其实有多种解法。

第一种方法是全方向跑步机，《头号玩家》这部科幻电影中就是用全方位跑步机模拟的各方向运动。跑步机的传感你会感知你跑步的方向和速度，传给你的虚拟角色。

另外一种技术是运动探测器，运动探测器的原理和蝙蝠的回声定位原理类似，只是它使用了我们人眼看不到的红外线。传感器发出的红外线经过物体表面反射回到接收器里，通过计算机算法得到空间的三维信息以及我们的姿势，判断我们是在挥杆击球还是在跳过障碍。现在市面上很多游戏主机都提供这样的设备。

这里还需要补充说明的是，触觉其实是我们一大类感觉的统称。我们的全身有大量周围神经，分别负责感受不同的触觉，包括物体的重量、纹路、温度、硬度、力道。就拿纹路来说，木质桌子和金属桌子的触感差别就特别大。质感的模拟可以用一种叫电震动的技术实现，用微弱的电压在你的手和屏幕间制造一个特制的电容，手上的神经受到微弱的电刺激，会误以为自己在触摸不同材质的东西，比如玻璃啊，水果啊，沙子啊。力道的模拟可以通过在四肢上绑上震动电机，当你在虚拟世界中挥杆击球的时候，电机随即震动，让你觉得好像自己真的击中了棒球，其实这种技术很多年前就有原型和演示了。

研究虚拟现实的学科叫人机互动。它包括高性能计算，计算图形学，电子工程，工业设计，3D建模等多个工程学科，以及游戏设计、场景设计等艺术类专业，是十足的交叉学科。我们之前讲到的这些技术就是虚拟现实的基础，主要分两类，一类用于感受虚拟世界，包括VR头盔耳机和震动电机，另一类是用于影响虚拟世界，包括运动探测器、数据手套。

虽然这些技术都已经存在，但还没有到能完美和虚拟世界交互的程度。不然，《头号玩家》的世界，就不是科幻了。