使用紧缩氛围原理，VR网球拍也能模仿氛围阻力
沉溺的VR体验不仅表如今视觉上，听觉、触觉也很紧张。尤其是在VR健身、VR活动场景，好比用假造球拍击球时假如有传神的体感反应，那么不仅沉溺感更强、活动体验也更天然。关于运倡导来讲，活动中的体感反应乃至是提升武艺的一项紧张目标。
就现在的VR来讲，手柄通常仅提供震动反应，后果相似于任天国的Wii，只能经过震动来提示你球拍碰到了球，体验感和真实活动差距较大。
为处理这一成绩，台北国立台湾大学科研职员使用紧缩氛围原理，研发了一款VR体感方案：AirRacket，其特点是可渲染假造球拍在氛围中挥动时产生的阻力，可用来模仿网球、羽毛球、乒乓球活动的体感反应。
据青亭网了解，该方案装备了相似于真人CS游戏中气枪所使用的紧缩氛围筒，当VR中的假造球拍打到球时，可以刹时发射一阵强氛围阻力。不外，AirRacket实践上仅能模仿不到10牛顿的阻力，而网球拍击球的力气通常约为400牛顿。为此了补偿这一限定，科研职员接纳了一些感知计划，来提升力反应的传神感。好比：在350毫秒内，经过增长氛围阻力持续时间来提升感知阻力。假如持续时间翻7倍，感知阻力可翻4.1倍。
换句话说，就是延伸球拍碰到球这一刹时的时间，在真实场景中，人们这一刹时的体感仅持续不到5毫秒，而在VR中，人们可以承受46到337毫秒支配的体感反应。
处理的痛点
现在，VR手柄支持震动反应，实用于模仿高尔夫球、乒乓球、羽毛球等等局部活动的体感。这些活动的特点是，打到球的力反应比力轻。比拟之下，假如用手柄的震动来模仿网球的体感，则力度较小、体验感不天然。
尤其是关于专业运倡导和喜好者来讲，球拍击球的力度、打击角度都市影响到网球赛的后果，他们会依据这些奇妙的信息，去推断球将抵达劈面的地点。而由于VR手柄难以提供准确的击球体感，VR网球的以为约莫更像是游戏，而短少真实网球活动所包含的丰厚厘革。
因此，科研职员渴望经过可微调的气压来模仿打网球时的强力体感。他们将气压喷嘴毗连到通用的可伸缩球拍手柄上，以模仿球拍的长度。
当假造球击中球拍时，紧缩氛围从背包中的便携式紧缩机压入喷嘴。由于氛围以不同的朝向放射，该体系还可以模仿球的撞击角度。
为了举行跟踪，研讨职员将Optitrack体系毗连到球拍手柄的尖端。也可以接纳Vive Tracker，不外会增长分外的分量，而接纳的气压喷嘴则是彩弹枪的稀有型号。
使用视觉错觉
作为模仿目标，研讨职员将乒乓球、羽毛球和网球这三种最受接待?的球拍运举措为模仿目标，他们渴望在假造实际中对其举行晋级，以更好地以为球的以为。对受试者的初次测试标明，触觉体系可以增长这些球拍活动的沉溺感和准确度。
在VR中可视化的力，特别是打击的长度（350毫秒对50毫秒），可以使以为到的力比喷嘴实践产生的力强四倍。
不外，AirRacket接纳的氛围紧缩装备本钱较高，约莫不适百口用VR场景，更合适专业的VR培训或是线下VR体验店。
除了羽毛球、网球外，该方案还可实用于剑术等其他活动，别的，还为曲棍球、高尔夫、棒球、剑和壁球提供了其他可 3D 打印的握把。
使用紧缩氛围推进放射器提供定向打击力，模仿乒乓球、羽毛球、网球三种活动的体感。经过对72名到场者举行体验观察，后果体现与基于物理的计划比拟，感知计划可以明显提高非接地力反应体系的真实感和偏好。
当球拍击中球或羽毛球时，产生的冲量（即短时间内的朝向力）会产生球拍的线性和旋转增速率。使用者手部、手臂、肩部、躯干和腿部的肌肉必需协同事情来引导球拍并坚持肢体姿势。这种触觉体验包含：1) 手握拍柄的触觉，包含压力、皮肤拉伸和振动，以及 2) 活动以为和本体以为，包含多个肌肉群的枢纽地点和紧缩，以反抗经过球拍的打击力。
方案细节
AirRacket方案包含一个3D打印手柄、一个碳纤维轴（直径分散为14毫米和23毫米），以及一个3D打印喷嘴支架上的两个降噪喷嘴。每个喷嘴都经过L形配件毗连到6毫米低摩擦聚氨酯管，该管在轴内运转并毗连气动控制体系。每个装备都配有活动自用手柄，以婚配真实球拍的触感。
AirRacket体系的挪动版本，它带有一个1.1L高压氛围罐和一个 24V 直流电池，可以轻松放入小背包中。此中的气罐重1.5Kg，支持最大压力31MPa（4500psi），其他气动控制体系重848g。别的，为乒乓球、羽毛球和网球定制的装备分量分散为147g、157g和258g。
它可以在3牛登时渲染570个脉冲，在 1N 时渲染2000+个脉冲，这关于300～500次击球的典范网球比赛（低级到大满贯赛事）来说以前充足了。
后果优化
为了验证AirRacket后果，科研职员举行了实行观察并发觉，现有法案存在三项限定：1）力气厘革不分明，模仿不同球类活动时，推进力轻重差别不大；2）对网球朝向力模仿后果弱，大力挥拍时，氛围阻力反应没有分明加强，与真实的阻力有差距；3）模仿乒乓球时，朝向力太强，毁坏传神感。
于是，科研职员决定延伸力反应时长，来模仿阻力厘革水平，并为此计划了力映射模子，模子有四个独立的变量：基线、缩放、最大+持续时间和缩放+持续时间。
触觉信息关于实际天下中的动态交互至关紧张，增长触觉反应的动态范围可以协助猜测轨迹，乃至协助用户调停下一次击球的挥杆速率，提升目标对准的准确度。
将来，科研职员方案提升AirRacket可模仿的力度，以模仿拳击、打击乐、后坐力、踢足球等力反应场景。别的，还将持续缩减AirRacket手柄局部的分量，乃至与VR手柄的震动反应团结，模仿更细节的动态力反应。参考：Mixed.de
