发布时间：2020-2-7 分类： 电商动态
在VR/AR世界中，有时候物体无法到达手不可及的地方，或超出用户的直接操纵。我现在该怎么办？
Leap Motion的理念是，最自然，最直观的互动必须是直接的和物理的。用手直接操纵物体符合我们长期习以为常的本能，无需学习新的交互方法。然而，在VR/AR世界中，有时候物体可能无法触及或超出用户的直接控制。我们现在该怎么办？我们可以让用户去对象，或者我们可以给用户超强的力量！
我们最新的交互式设计实验开发了三种原型，将远处的物体召唤到翼展的范围内：第一种是用于与单个物体交互的简单动画召唤技术，第二种是用户< ;;移动物体的体验，第三种直接增强了用户手臂在虚拟世界中的能力。
实验1：动画调用
第一个选项可以有效地选择遥远的单一静物，并将其直接召唤到您的手中。完成查看和交互后，您还可以将其发回原始位置。这就像从架子上挑选一个物体，将它召唤到手上然后让它回去。此用例适用于各种游戏，教育和数据可视化应用程序。
此方法需要四个交互过程：拾取，召唤，抓取/交互和归位。
1.选择
许多VR开发人员经常陷入以类似方式使用我们的手和手柄并与之交互的陷阱。选择远处的物体需要精确瞄准目标，这是光线投射的理想选择。但是，很难将手指或整个手指向某个方向，特别是如果您需要依靠瞄准触发动作。
我们的方法是使用头部/头部位置作为参考位置，通过添加偏移来估计肩部的位置，然后从肩部发射光线，然后直接射向目标，而不是直接从手部发射辐射。通过手掌位置两点。
该方法可以大大提高射线投影的稳定性。当光线撞击物体的对撞机时，线条渲染器和物体周围的高光孔将指示用户。
除了确保稳定投射光线外，我们还为远距离物体添加了更大范围的代理对撞机，有助于增加目标区域并提高命中率。此外，我们还为代理对撞机添加了逻辑。一旦目标射线击中远处对象的代理对撞机，则线渲染器直接被吸引到对象的中心点。此结果相当于在目标周围区域外切割线渲染器，以便可以准确地击中这些对象。
在确定所选择的操作机制之后，我们还需要确定何时激活动作，因为一旦将对象移动到用户可以到达的位置，用户将从“选择模式”返回到正常的直接操作模式。
由于来自手的射线与远处目标的相互作用过于抽象，我们考虑使用相关的物理隐喻来指出这个动作。如果一个孩子想要得到一些他无法触及的东西，他会本能地张开手指伸出手来表达他的意愿。
所以我们决定使用此操作来激活选择模式。当你从头部的某个位置张开手指时，我们开始向可能的目标发射光线。
为了完成此选择交互，我们还需要一个确认命令来确定挂起的对象是我们要选择的对象。我们再一次借用了一个试图抓住远处物体的孩子的想法。如果对弯曲物体进行抓取操作，则可以选择它。当您的手指继续弯曲时，悬挂的物体和周围的高光孔将缩小，模拟被握住的状态。当您的手指全部拧紧时，对象将恢复其原始大小，突出显示的光圈的颜色将会改变，表示选择成功。
2.致电
现在已经选择了远程对象，我们希望将其移动到可直接操作的范围。我们再一次借用了现实生活中的姿态。想象一下，当我们想让一些物体靠近时，我们通常会将手掌朝上并快速钩住手指。
在选择动作结束时，我们握紧手指，将手掌指向目标。因此，我们决定召唤动作的第一步是确保手掌（在一定距离内）朝上。一旦这个动作到位，我们将让对象移动到与手指曲率程度成比例的手。一旦你的手指都很紧，你就会发现目标已经到达你手中并且处于被抓住的状态。
在测试阶段，我们还发现许多用户选择了物体，手臂是直的，手掌朝向目标，手指被抓到抓取动作，但他们将回收紧握的拳头以实现抓取，仿佛目标被拉到自己身上。我们设置的激活召唤动作是手掌朝上，并且根据手指的曲率召唤对象，并且该动作立即将对象召唤到用户的手上。
将选择和召唤命令组合成一个将比两个单独的动作更有效，但是单独的动作可以增加控制。但是，我们的激活方法非常灵活，两个选定的召唤动作可以共存，用户可以决定他们想要交互的方式。
3.掌握和互动
一旦物体在你手中，所有额外的召唤逻辑都将无效。现在你有了一个InteractionObject！您可以将其从左手传递到右手，将其放置在虚拟世界中的某个位置，然后进行交互（如果对象具有UI组件）。只要对象在用户可及的范围内，就不能再次召唤它。
4.主页
好的，既然你已经用完了这个东西，接下来你应该怎么做？如果抓住物体并拉直手臂（超出头部位置中心的预设半径），将出现线条渲染圆圈并给出物体返回其原始位置的路线。一旦释放具有可见路径的对象，该对象将自动返回到锚点。
通常，该实现可以准确且无需任何努力地完成任务。它可以轻松驱动整个基本的召唤过程，完成一个静物的选择，召唤和归位。然而，它缺乏物理意识，过分依赖手势，并且对象只能根据两个指定位置之间的给定路线移动。
基于此因素，该方法更适合于召唤UI类非物理对象，或者当用户具有有限的物理移动空间并且需要精确的点对点呼叫时。
实验2：给出“理想力量”
在第一个实验中，我们通过既定路线成功召唤并返回静态物体。但是，我们想进一步探索如何召唤动态对象。我们可以将对象发送到用户的位置，让对象落入用户手中还是落入用户的直接控制范围内？这个实验的灵感来自《星球大战》中的部队，《X 战警》王国王从敌人手中夺回了枪，而巫师们互相诅咒。
在此实验中，可以召唤的对象是物理启用的。也就是说，在大多数情况下，这些物体在地面上，而不是在与货架上的视线平行的位置。为了使召唤过程更容易，我们决定在选择模式中更改手势，即从手掌到目标，将手掌打开，自然向上，将手指指向目标。
为了快速完成呼叫，我们决定将暂停和选择操作合并为一个。我们保留了原始光线选择方法，但取消了选择手势。我们保持弯曲手指的呼叫姿势，用户只需要打开手掌并指向目标，并弯曲手指以快速选择和召唤对象。
首先，我们想要定位用户的手，让召唤的对象自动发射到手上。虽然听起来很有趣，但是让物体精确地落入手中与物理原理相差甚远。为了解决这个问题，我们将目标从你的手移到你的前面并向物体添加随机的微小扭矩以模拟爆炸发射。我们还在发射点添加冲击波和斑点，并以每个物体的当前速度发射以完成爆炸。
这个交互过程大大简化了，即你可以快速连续地召唤不同的对象，即使前一个对象还没有到达！
一旦你精通这项技能，你就可以重新召唤向你飞来的召唤生物。
与实验1的动画召唤相比，实验2在动态一致性方面更好，更符合物理定律。这种交互也更容易，物理学的附加变量使这个召唤过程更加愉快。但是，这种变化存在一个小问题。物体可能会突然落到您的触及范围之外，但您可以通过简单地召唤一次来轻松解决此问题。虽然这种类型的召唤仍然基于手势，但它使用的物理特征比以前的方法更多。
实验3：伸展手臂！
我们的第三个实验也是我们最后的实验。这一次，我们试着看一下这个问题。而不是通过远离手势的手势来找我们，为什么不伸出手臂去抓住远处的物体。
该想法需要启动潜在的“交互手”。 （InteractionHands）到远程对象以通过交互引擎进行爬网。一旦用户抓住该对象，就可以完全操纵该对象，不仅可以用手抓住该对象，而且还可以改变，释放该对象等。
这种方法涉及神经科学的一些概念，例如身体模式和近体空间。我们的大脑通过处理接收到的信号，不断调整身体和身体各个部位的姿势，以便我们可以立即在周围空间采取行动。当我们使用工具时，我们的体模式已经扩展到包含工具，因此近空间空间扩展到工具可以达到的程度。当我们使用镊子或驱动器时，大脑将这些工具视为我们身体的一部分。
该图来自Sandra Blakeslee和Matthew Blakeslee《The Body Has a Mind of Its Own》的联合作品。
我们可以将身体模式视为高度适应性的心理模型。随着模型的发展，它已经适应了人类使用的各种物理工具。因此，我们相信这是通过虚拟手段扩展我们的身体模式的最自然的方式。
对于这个实验，该方法的核心思想是将我们的可到达范围重新映射到放大的投影空间，该空间有效地将我们的手臂扩展到目标所在的位置。这种互动分为三个部分：拣选/暂停，抓取和持有。
1.选择/悬停
当选择一个物体时，我们再次参考前两个实验的逻辑，让光线通过肩膀和手掌击中代理对撞机比目标大。一旦射线撞击代理对撞机，我们将新的蓝手图像和潜在的交互手（InteractionHand）投射到对象位置，并且交互式手的物理碰撞将完成真正的抓取动作。我们使用类似于前两个执行命令的吸附逻辑。当物体悬挂时，蓝色发射器将被吸引到物体的前部并准备抓住物体。
从远处物体的代理对撞机发射光线，同时拍摄手，使得手直接被吸引到物体的前方，准备抓住物体。
我们还考虑了另一种替代方案，其允许远距离物体漂浮并射击绿手而不需要吸附，同时用户可以完全保持对手的控制。这个想法允许Leap Motion Interaction Engine实现对远程对象（例如软触摸）的完全自由操纵。
为实现此目的，我们将双手可访问区域重新映射到预设投影空间，该投影空间足够大以包含最远的对象。一旦射线撞击物体的代理对撞机，我们将发射器发送到太空中的适当位置，只要射线仍在代理对撞机上，发射器就可以自由移动。此操作在对象上创建气泡，并允许对象与启动器一起自由浮动。
让远处的物体自由浮动，实现与物体的柔软接触
这个动作听起来很有趣，但我们终于发现控制太难了。通常，虚拟对象的软接触交互需要适应过程，因为对于游戏引擎，手是具有不可阻挡的力的固定对象。放大的投影空间中的手部运动进一步加剧了这种现象。发射器发射得越远，你的真手的动作就会越小。很多时候我们只是想让我们的手靠近远处的物体，但我们发现力量太大了，但物体被带走了。经过一系列测试，我们放弃了自由漂浮法，继续使用吸附悬浮法。
2.抓取
对于此执行，抓取操作就像使用交互引擎抓取任何虚拟对象一样简单。我们已经让蓝色发射器直接吸附在远处物体前方的位置，并且只能直接捕捉到这个动作。一旦我们持有该对象，我们就会继续进行下一个投射空间持有行为，这是该实现的核心。
3.按住
抓取远处物体后，您与物体之间的距离形成投影空间，并重新映射实际触摸区域。在此投影空间中，手的运动弧对应于形成发射器的运动弧。
但是，如果您逐渐退出手，则会动态调整投影空间范围。当您的真手和参考肩之间的距离减小到零时，投影空间将慢慢收缩到您真实手的可触及区域。
通过这种方式，当您的手慢慢返回到您身体的最近位置时，投影空间将缩小到您的真实手的触及范围。此时，您的启动器将与您的真手合并。您可以直接保留对象。
虽然这种动态可调的投影握持行为背后的逻辑听起来很复杂，但在实践中，这种动作让你感觉像伸出手一样自然。
通过一点练习，这对延伸臂与手一样自然，并且它还扩大了双手的伸展范围。使用扩展臂，您可以抛出对象，捕获对象和交换对象，这些移动变得有趣！
延伸臂非常神奇。您只需要花几分钟时间来适应动作的激活模式，您就可以真正感觉到您的近身空间完全覆盖了整个区域。对于之前无法使用的物体，您的发射器将能够在一秒钟内到达它。与前两个实现相比，这种方法确实增强了您的能力。随着技术的进步将身体推向极致并注入真正的超能力，我们有理由期待更多的新作品出现。
图片由Leap Motion提供，图片来自
作者：Leap Motion VR互动首席工程师Barrett Fox，VR设计师Martin Schubert
资料来源：https://www.leiphone.com/news/201801/slGSTCM5qR0TO8pW.html
本文来自大家都是产品经理合作媒体@雷锋网，作者@Leap Motion，Martin Schubert
该地图来自PEXELS，基于CC0协议
