我做了一副元宇宙手套,成本300元( 二 )


旋转式电位器(其原理类似于初中课本上的滑动变阻器)与拉绳连接使用 , 当手指弯曲时 , 五条拉绳分别带动五个电位器 , 拉绳拉出的长度被转化为电位器阻值的变化 , 传递给虚拟世界做解析 。
我做了一副元宇宙手套,成本300元
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课本上的滑动变阻器丨图片来自网络
在建模“数据手套”上 , 也有例如基于IMU(惯性测量单元)或弯曲传感器的其他实现方式 。所谓惯性传感器是测量物体三轴姿态角和加速度的装置 , 一般包括三轴陀螺仪、加速度计、磁力计来进行多传感器数据融合 , 以重建每根手指的三自由度方向 。弯曲传感器更好理解 , 手指在做弯曲动作时 , 发生物理变形来使传感器阻值发生变化 。
对比弯曲传感器和电位器的价格丨图片来自淘宝
这两者传递数据明显更加精准 , 但为什么不用?答案只有一个:更昂贵 。
借助3D打印的轮轴把电位器和拉绳“连”起来丨作者供图
了解完何时“关闸” , 还有如何“关闸” 。显然 , 拉绳需要一个装置 , 在其伸缩过程中“卡”住它 。我跟着教程买回了MG-90S , 航模中常见的舵机 , 也很便宜10元一个 。
适用领域极广的MG-90S舵机丨图片来自亚马逊
做了一个月 , 只在游戏里捡起了一支酒瓶子
看完一遍教程 , 我迅速掌握了原理 , 对自己说 , 这“貌似”挺简单的?不就先这样 , 再这样 , 最后那样?
我立刻在电商平台下单了所有零件 , 都是一些生活中常见的工具 。唯独有一部分没法买到的现成品(将各模块拼装起来的骨架) , 我是根据开源的零部件参数 , 用家用3D打印机解决的 。
当然也可以找万能淘宝代打丨作者供图
然后 , 这一做就是一个月啊……同时我深刻理解了“取巧”的另一层含义是“还不完美” 。
当我戴上做好的触觉手套 , 调整好ValveIndex(VR头显)的位置 , 启动游戏《半条命:Alyx》 。我身处熟悉的“17号城市” , 从背包中掏出手枪 , 瞄准散落在街边的酒瓶 , “砰!”在开枪的一瞬间 , 我脑补应该有一股后坐力传来 。实际上 , 仅是我的食指在扣动扳机的那一刻被拉住了——要说这体验比在公园打气球还“塑料” 。
【我做了一副元宇宙手套,成本300元】但是我应该是成功了吧!我换了一个散落在街边的酒瓶子 , “拿”在手里 , 我能大概“摸”出 , 它是一个圆柱体 。
游戏里的使用效果丨作者供图
当我想更灵活的使用它们时 , 我发现了问题 。
首先是“识别准确率”问题 。我们需要先明白 , 定位追踪和局部追踪是两个概念 , 手套整体的定位追踪可以通过附加ViveTracker、Oculus手柄 , 这样现成的追踪技术来实现 。
手指的局部追踪才是一款力反馈手套要去解决的重点 。我在组装时就发现 , 这副手套设计并非为每个指关节附有传感器 , 手指的弯曲状态只能通过拉绳转化的电阻信号被大概建模出来(为此Lucas可能设计了一套软件) , 不够精确到每一处关节 。
手部追踪丨作者供图
其次是“识别范围”问题 。同样是因为手套简陋的构造 , 我的手指只能在上下运动时被识别 , 左右展开 , 旋转等其他自由度是无法实现的 。但是Lucas告诉我 , 他已经在解决这个问题 , 下一版手套将会增加左右展开的自由度 , 实现方式是在第一节指关节处增加一个电位器 。
识别准确与否 , 会影响力反馈的效果 。另外一个因素 , 就是限位位置的调整 。手指的不同弯曲程度 , 与不同的限位位置一一对应 , 驱使舵盘转向不同的角度 , 再作用给正在伸缩中的拉绳 。