布朗大学用外置模组实现手机AR手部交互

来源：映维网  作者  吴羽桦

布朗大学研究人员开发的全新软件系统将智能 手机 变成了增强现实的传送门，用户可以把虚拟积木、虚拟家具和其他虚拟对象放置在现实背景中，并用双手进行操作，仿佛它们确实存在于物理世界一样。

团队希望这款名为Portal-ble的新系统可以成为艺术家、设计师、 游戏 开发者和其他用户进行增强现实实验的工具。据悉，他们在ACM Symposium on User Interface Software and Technology大会介绍这项研究。另外，Andriod的源代码可通过研究人员的网站进行免费下载，也可以直接在Github项目托管页面下载，而iPhone代码将很快推出。

布朗大学计算机科学系的助理教授Jeff Huang及其学生开发了这个系统，Jeff Huang表示：“AR将成为一种优秀的交互新模式。我们希望开发出赋予AR便携性的产品，从而允许人们可以在任何地方使用，无需笨重的头显。我们同时希望人们能够用双手自然地与虚拟世界交互。”

Jeff Huang指出，Portal-ble的双手交互灵感来源于《Pokemon Go》等AR应用的挫折感。这种体验可以将虚拟对象放置于真实世界，但你只能通过屏幕来与之交互。

触屏交互并不是一种令人满意的交互方式。在现实世界中，我们用双手进行交互。我们用手开门，捡起物品和投掷物品。所以，我们认为用手操作虚拟对象要比触屏操作要强大得多。这就是Portal-ble的不同之处。

他们的系统利用了附接于智能手机背面的小型红外传感器，后者能够追踪双手相对于虚拟对象的位置，并可以支持用户实现拾取，转动，堆叠或释放等操作。它同时支持用户在真实背景“绘图”。作为演示，Jeff Huang及其学生在校园的一个公共空间中绘制了一个虚拟花园。

这位教授指出，这项研究的主要技术贡献是开发出了合适的适配与反馈工具，能够支持人们与虚拟对象进行直观的交互。

Jeff Huang解释说：“事实证明，如果你尝试应用现实世界的物理原理，拾取虚拟对象将非常困难。人们往往会在错误的位置尝试抓取对象，或者手指会穿过数字对象。所以，我们必须留心观察用户是如何尝试与虚拟对象进行交互，然后令我们的系统能够适配这些倾向。”

为了实现这一点，Jeff Huang招募了班级中的学生，并共同构思他们希望在AR世界中执行的操作，比如说堆叠积木。然后，学生请求其他被试尝试通过Portal-ble来执行所述操作，同时进行记录。接下来，他们调整系统的物理结构和用户界面以优化实际的交互。

Jeff Huang说道：“这有点像你在Photoshop中描线。我们描的线永远都不会完美，但程序可以进行调整并令其变得笔直。我们正是在尝试为用户与虚拟对象的交互带来这种适配调整。”

团队同时增加了感官反馈：对象的视觉高光和智能手机震动。Jeff Huang指出，他对于手机震动为交互提供的帮助感到非常吃惊。尽管只是握持手机的手部能够感受到震动，而非抓取虚拟对象的手部，但震动反馈确实能够帮助用户更成功地与对象进行交互。

后续研究的用户报告称，系统的适配性和反馈性令任务变得更容易，更省时，更令人满意。

他们计划继续拓展Portal-ble：扩展对象库，改进交互，并开发新活动。他们同时希望简化系统，使其完全能够支持智能手机。就目前而言，系统需要附接红外传感器和和额外的处理能力。

团队开放了源代码，并希望大家能够自由下载并进行尝试。

他说道：“我们只是希望将其开放给大家，并看看大家会用来做什么。代码已经存放于我们的网站上，供人们下载，编辑和再开发。我们非常期待大家会用它来做什么。”

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