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虛擬瞬間變真實!微軟推3D觸覺反饋觸摸屏

微軟3D屏幕回饋技術曝光

微軟一研究部門公布了一項最新研究成果：觸覺回饋3D觸摸屏幕。這個3D觸覺反饋觸摸屏包含一個LCD平板屏幕、多個力傳感器和一個可來回移動的機械臂。該屏幕能夠根據用戶指尖施出的壓力來模擬出物品對象的形狀和重量。這種3D 屏幕將會在醫療和游戲領域大有作為。

　　微軟展示觸覺回饋3D觸摸屏幕

 微軟高級研究員邁克爾·帕胡德(Michael Pahud)稱：“當你的手指在屏幕上滑動式，人體感官就融入了立體視覺。如果我們讓你指尖移動的線路銜接正確，并不斷更新視覺效果，那么就能深度感知你手指的移動情況，就足以讓你的大腦對虛擬世界有一個真實的感覺。”

　　按壓皮球將會感覺到皮球的軟硬度

 當用戶的指尖觸摸到屏幕時，系統會便產生一個輕微的阻力，從而保證用戶手指與觸摸屏處于貼合狀態，如果用戶繼續按壓屏幕，機械臂便會向后移動屏幕，如果觸壓力量縮小，機械臂則會相應地將屏幕向前推移。

　　機械臂會隨著觸壓力量的大小而移動

 與此同時，系統會調整屏幕中物體的大小和角度，創建一個3D效果圖。達到的效果如圖所示，石頭方塊需要更大的力氣推動。除此之外，當用戶的手指在屏幕上滑動時，系統可以通過調整屏幕的位置適應虛擬物體的輪廓。

 這一技術除了應用于游戲體驗，在醫療領域或許存在很大的潛力。比如，醫生可以借助這項真實回饋技術對患者的腦部做診斷，以判斷腫瘤等病變組織的位置等。

觸覺回饋3D屏幕可以用于醫療

 當然，這種技術存在的問題可能在于屏幕無法提供精確的紋理觸感，倫敦城市大學健康信息中心負責人Peter Weller表示，“如果你的手指在比較粗糙的物體上移動，那這個系統的屏幕就得頻繁地移動，精度是個問題。” 因為在演示的場景都是平滑移動的狀況，但現實的情況是物體形狀不一，屏幕在顛簸下反饋可能就不準確了。

3D屏幕回饋技術原理解析

每樣物體都會根據其在現實世界中具備的物理屬性為其帶來相應的實體回饋，比如皮球的特徵是觸感較為有彈性。不僅會有實體回饋，屏幕中的物體也會根據使用者觸摸的力度大小發生變化。這是通過屏幕表面的感測器計算出的力度數值，然后再賦給虛擬物體所產生的視覺效果。在這個二維屏幕的背部，有一個機械手臂能夠在一維方向上與使用者的手指實施力的相互作用。

​當你用手指觸控式屏幕幕時，感測器的資料會跟立體畫面融合（以計算出相應的形變）。如果我們把這種融合的力度調教準確，并且持續更新視覺效果，以讓虛擬的物體對你的手指有深度的感知，則這樣對于人的大腦來說就足以獲得真實的無力回饋了。

目前觸覺技術（Haptic Tech）已經并不稀奇，許多智能手機甚至都具備了屏幕的實體凸起功能。比如由Tactus公司開發的可以發生實體凸起形變的屏幕，當使用者用鍵盤輸入內容時，對應鍵盤上每個鍵位的部位就會凸起，使用的體驗就好比一個真實的鍵盤。

但像是微軟這樣在3D顯示屏幕的基礎上添加實體觸感的技術還是第一次出現。它的原理跟Tactus有所不同，后者是通過提供實實在在的真實存在帶來實體回饋；而微軟的理念則是把屏幕做成一個活的機體，讓它能夠根據顯示的內容與使用者進行力的作用的互動。

編輯點評：

過去，雖然3D實現了立體的畫面，但是這也只是局限于眼睛的觀看，如今微軟研發的3D屏幕回饋技術無疑讓人相當興奮，不僅可以應用于游戲體驗，而且還可以應用于醫療領域，其實用性不言而喻，相信大多數人都在迫切等待著其快速融入到各種產品中。