隨著科技的發(fā)展，虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界逐漸融合到一起，畢竟在教學(xué)、航空、軍事等領(lǐng)域，實(shí)物的可操作性機(jī)器微小，于是很多關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)品也應(yīng)運(yùn)而生。在虛擬現(xiàn)實(shí)中，人們利用數(shù)字頭盔、3D眼鏡、位置追蹤器、數(shù)據(jù)手套及眼動(dòng)儀等3D輸入輸出設(shè)備通過傳感器裝置與計(jì)算機(jī)生成的三維虛擬環(huán)境交互作用，可獲得視覺、聽覺、觸覺等多種感知反饋,并按照自己的意愿去實(shí)時(shí)地改變虛擬環(huán)境。數(shù)據(jù)手套作為虛擬現(xiàn)實(shí)的重要輸入設(shè)備，在具體應(yīng)用當(dāng)中起著至關(guān)重要的作用，本文將為大家詳細(xì)介紹數(shù)據(jù)手套的基本原理和分類情況。

 
DGTech Vhand 2.0 USB DDK數(shù)據(jù)手套

數(shù)據(jù)手套的設(shè)計(jì)是為了滿足那些從事運(yùn)動(dòng)捕捉和動(dòng)畫工作的那些專家們的嚴(yán)格需求。數(shù)據(jù)手套使用簡(jiǎn)單、操作舒適、驅(qū)動(dòng)范圍廣，高數(shù)據(jù)質(zhì)量使得它成為虛擬仿真用戶的理想工具。數(shù)據(jù)手套適用于機(jī)器人系統(tǒng)、操作外科手術(shù)、虛擬裝配訓(xùn)練、手語(yǔ)識(shí)別系統(tǒng)、教育娛樂等諸多領(lǐng)域。

基本原理

數(shù)據(jù)手套設(shè)有彎曲傳感器，有5節(jié)點(diǎn)、14節(jié)點(diǎn)、18節(jié)點(diǎn)、22節(jié)點(diǎn)之分，這些彎曲傳感器由柔性電路板、力敏元件、彈性封裝材料組成，通過導(dǎo)線連接至信號(hào)處理電路；在柔性電路板上設(shè)有至少兩根導(dǎo)線，以力敏材料包覆于柔性電路板大部，再在力敏材料上包覆一層彈性封裝材料，柔性電路板留一端在外，以導(dǎo)線與外電路連接。把人手姿態(tài)準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地傳遞給虛擬環(huán)境，而且能夠把與虛擬物體的接觸信息反饋給操作者。使操作者以更加直接，更加自然，更加有效的方式與虛擬世界進(jìn)行交互，大大增強(qiáng)了互動(dòng)性和沉浸感。

分類

1. 虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)手套

虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)手套為操作者提供了一種通用、直接的人機(jī)交互方式，使操作者以更加直接，更加自然，更加有效的方式與虛擬世界進(jìn)行交互，大大增強(qiáng)了互動(dòng)性和沉浸感，特別適用于需要多自由度手模型對(duì)虛擬物體進(jìn)行復(fù)雜操作的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。

 
5DT Data Glove 14 Ultra虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)手套

以搜維爾的5DT Data Glove 14 Ultra虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)手套為例，是5DT公司為現(xiàn)代動(dòng)作捕捉和動(dòng)畫制作領(lǐng)域的專業(yè)人士專門設(shè)計(jì)的一款數(shù)據(jù)手套產(chǎn)品，可滿足最為苛刻的工作要求。該產(chǎn)品具有佩戴舒適、簡(jiǎn)單易用、波形系數(shù)小、以及驅(qū)動(dòng)程序完備等特點(diǎn)。超高的數(shù)據(jù)質(zhì)量、較低的交叉關(guān)聯(lián)、以及高數(shù)據(jù)頻率使該產(chǎn)品成為制作逼真實(shí)時(shí)動(dòng)畫的理想工具。

2. 力反饋數(shù)據(jù)手套

力反饋數(shù)據(jù)手套可以借助數(shù)據(jù)手套的觸覺反饋功能，用戶能夠用雙手親自“觸碰”虛擬世界，并在與計(jì)算機(jī)制作的三維物體進(jìn)行互動(dòng)的過程中真實(shí)感受到物體的振動(dòng)。觸覺反饋能夠營(yíng)造出更為逼真的使用環(huán)境，讓用戶真實(shí)感觸到物體的移動(dòng)和反應(yīng)。此外，系統(tǒng)也可用于數(shù)據(jù)可視化領(lǐng)域，能夠探測(cè)與出地面密度、水含量、磁場(chǎng)強(qiáng)度、危害相似度、或光照強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)強(qiáng)度。

 
CyberGlove Cyberforce力反饋數(shù)據(jù)手套

力反饋數(shù)據(jù)手套屬于數(shù)據(jù)手套的一種及特殊應(yīng)用形式，所以此類產(chǎn)品并不多見，但個(gè)個(gè)經(jīng)典。CyberForce不僅可將逼真的力道從手掌傳達(dá)到手臂，同時(shí)提供6自由度的位置追蹤，可準(zhǔn)確測(cè)量出三維空間中手掌的移動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)。CyberForce還可與CyberGrasp搭配使用，CyberGrasp曾獲獎(jiǎng)得到肯定，輕巧的力反饋裝置，如同盔甲般附在CyberGlove上，可在每個(gè)手指上增加反作用力。

編輯點(diǎn)評(píng)：手是人與外界進(jìn)行物理接觸及意識(shí)表達(dá)的主要媒介。當(dāng)人與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行交互操作時(shí),傳統(tǒng)的輸入輸出接口設(shè)備,如鍵盤、鼠標(biāo)等只能限制手在桌面上或一個(gè)小區(qū)域內(nèi)進(jìn)行簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)控制,而表達(dá)意識(shí)的大多數(shù)手的自然運(yùn)動(dòng)被犧牲了,妨礙了人們對(duì)系統(tǒng)控制意識(shí)表達(dá)的全面性與靈活性。數(shù)據(jù)手套可以跟蹤操作者靈活多變的手勢(shì)及空間方位,使操作者自然而然地將自己的意識(shí)傳送至計(jì)算機(jī)，因此數(shù)據(jù)手套作為一種重要的人機(jī)交互樞紐，勢(shì)必會(huì)在今后的生活總頻繁出現(xiàn)，不信咱就走著瞧。