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运用压缩空气原理VR网球拍也能模仿空气阻力
发布时间:2022-08-20 16:31:43 来源:火狐体育app官网平台

  沉溺的VR体会不只体现在视觉上,听觉、触觉也很重要。尤其是在VR健身、VR运动场景,比如用虚拟球拍击球时假如有传神的体感反应,那么不只沉溺感更强、运动体会也更天然。关于运动员来讲,运动中的体感反应乃至是进步技能的一项要害方针。

  就现在的VR来讲,手柄一般仅供给轰动反应,作用类似于任天堂的Wii,只能经过轰动来提示你球拍碰到了球,体会感和实在运动距离较大。

  为处理这一问题,台北国立台湾大学科研人员运用压缩空气原理,研发了一款VR体感方案:AirRacket,其特点是可烘托虚拟球拍在空气中挥动时发生的阻力,可用来模仿网球、羽毛球、乒乓球运动的体感反应。

  据青亭网了解,该方案装备了类似于真人CS游戏中气枪所运用的压缩空气筒,当VR中的虚拟球拍打到球时,能够瞬间发射一阵强空气阻力。不过,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一般约为400牛顿。为此了补偿这一约束,科研人员选用了一些感知规划,来进步力反应的逼线毫秒内,经过添加空气阻力持续时刻来进步感知阻力。假如持续时刻翻7倍,感知阻力可翻4.1倍。

  换句话说,便是延伸球拍碰到球这一瞬间的时刻,在实在场景中,人们这一瞬间的体感仅持续不到5毫秒,而在VR中,人们能够承受46到337毫秒左右的体感反应。

  现在,VR手柄支撑轰动反应,适用于模仿高尔夫球、乒乓球、羽毛球等等部分运动的体感。这些运动的特点是,打到球的力反应比较轻。比较之下,假如用手柄的轰动来模仿网球的体感,则力度较小、体会感不天然。

  尤其是关于专业运动员和爱好者来讲,球拍击球的力度、冲击视点都会影响到网球赛的成果,他们会依据这些奇妙的信息,去判别球将抵达对面的方位。而因为VR手柄难以供给精确的击球体感,VR网球的感觉或许更像是游戏,而短少实在网球运动所包括的丰厚改变。

  因而,科研人员期望经过可微调的气压来模仿打网球时的强力体感。他们将气压喷嘴衔接到通用的可弹性球拍手柄上,以模仿球拍的长度。

  当虚拟球击中球拍时,压缩空气从背包中的便携式压缩机压入喷嘴。因为空气以不同的方向喷发,该体系还能够模仿球的碰击视点。

  为了进行盯梢,研究人员将Optitrack体系衔接到球拍手柄的顶级。也能够选用Vive Tracker,不过会添加额定的分量,而选用的气压喷嘴则是彩弹枪的常见类型。

  作为模仿方针,研究人员将乒乓球、羽毛球和网球这三种最受欢迎的球拍运动作为模仿方针,他们期望在虚拟实际中对其进行晋级,以更好地感触球的感觉。对受试者的初次测验标明,触觉体系能够添加这些球拍运动的沉溺感和精确度。

  在VR中可视化的力,特别是冲击的长度(350毫秒对50毫秒),能够使感觉到的力比喷嘴实践发生的力强四倍。

  不过,AirRacket选用的空气压缩设备本钱较高,或许不适合家用VR场景,更适合专业的VR训练或是线下VR体会店。

  除了羽毛球、网球外,该方案还可适用于剑术等其他运动,此外,还为曲棍球、高尔夫、棒球、剑和壁球供给了其他可 3D 打印的握把。

  运用压缩空气推动喷发器供给定向冲击力,模仿乒乓球、羽毛球、网球三种运动的体感。经过对72名参与者进行体会查询,成果显现与根据物理的规划比较,感知规划能够显着进步非接地力反应体系的实在感和偏好。

  当球拍击中球或羽毛球时,发生的冲量(即短时刻内的方向力)会发生球拍的线性和旋转加速度。运用者手部、手臂、肩部、躯干和腿部的肌肉有必要协同作业来引导球拍并坚持身体姿态。这种触觉体会包括:1) 手握拍柄的触觉,包括压力、皮肤拉伸和振荡,以及 2) 运动感觉和本体感觉,包括多个肌肉群的关节方位和缩短,以对立经过球拍的冲击力。

  AirRacket方案包括一个3D打印手柄、一个碳纤维轴(直径分别为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形配件衔接到6毫米低冲突聚氨酯管,该管在轴内运转并衔接气动控制体系。每个设备都配有运动专用手柄,以匹配实在球拍的触感。

  AirRacket体系的移动版别,它带有一个1.1L高压空气罐和一个 24V 直流电池,能够轻松放入小背包中。其间的气罐重1.5Kg,支撑最大压力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设备分量分别为147g、157g和258g。

  它能够在3牛登时烘托570个脉冲,在 1N 时烘托2000+个脉冲,这关于300∼500次击球的典型网球竞赛(初级到大满贯赛事)来说现已足够了。

  为了验证AirRacket作用,科研人员进行了试验查询并发现,现有方案存在三项约束:1)力气改变不显着,模仿不同球类运动时,推动力巨细差异不大;2)对网球方向力模仿作用弱,大力挥拍时,空气阻力反应没有显着加强,与线)模仿乒乓球时,方向力太强,损坏传神感。

  所以,科研人员决议延伸力反应时长,来模仿阻力改变程度,并为此规划了力映射模型,模型有四个独立的变量:基线、缩放、最大+持续时刻和缩放+持续时刻。

  触觉信息关于实际国际中的动态交互至关重要,添加触觉反应的动态规模能够协助猜测轨道,乃至协助用户调整下一次击球的挥杆速度,进步方针瞄准的精确度。

  未来,科研人员方案进步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。此外,还将持续减缩AirRacket手柄部分的分量,乃至与VR手柄的轰动反应结合,模仿更细节的动态力反应。参阅:Mixed.de回来搜狐,检查更多

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