一文解析VR输入技术

还是从VR的基本特性讲起：VR的三大特性——沉浸感、交互性、想象性，其中影响沉浸感和交互性的重要技术是VR的输入技术 ，今天我们就来谈谈VR输入技术。

VR输入设备如动作捕捉、手势识别、声音感知等体感类设备（主要用来输入消费者动作数据，达成互动体验或者用于内容制作），通过感知用户输入信息，与虚拟世界进行交互，输入设备是实现消费者交互、沉浸感的重要技术。

这些外设类的输入设备有较高的技术要求，只有动作可输入并且可在内容中进行互动，才算是真正意义的VR。早期的电影制作产业早就已经应用了动作捕捉。

传统的输入设备有鼠标、键盘等。在二维屏幕交互中，几乎所有的控制命令都可以抽象为按键和滑动动作。而对于VR输入设备来说，更重要的是实现自然交互，更真实的把人的动作体现到三维立体的内容空间，从而实现沉浸感更高、效率更高、学习成本更低。

根据人类自然交互方式，VR输入技术主要有两大类：动作输入和声音输入。从目前行业整体发展状况来看，主要是动作输入，声音目前在输出设备方面比较多（如全景音耳机、音响等），这里我们主要讨论VR的动作输入技术。

当前的输入设备主要包括如下两种：动捕设备和动控设备，如下面思维导图所示：

一种是动作控制设备，即传统的键盘、方向盘、操纵杆类设备。动作控制设备比较简单，更注重功能性，主要靠动作跟踪和按键控制来进行交互，这类设备主要在国外的一些游戏公司生产，配合其游戏进行使用。代表性的产品有Stem、Hydra、Wii、方向盘、体感枪等。

VR方向盘：主要用在赛车游戏里，通过方向盘、刹车、油门等输入设备控制游戏里的车。

VR体感枪：功能与VR方向盘类似，主要用于游戏领域。

另一种是动作捕捉设备，通过动作捕捉设备采集肢体动作进而在虚拟世界进行交互。动作捕捉设备强调身体的沉浸感，代表性产品有Leap Motion、Nimble Sense、Prio VR 、Control VR、Kinect、Omni等。国内具有代表性的是Noitom、Ximmerse、Vidoo、Dexmo和uSens。下面对这几家中国公司做一个简单介绍。

1、NOITOM（诺亦腾）

提到动作捕捉设备，不得说一下NOITOM，北京诺亦腾科技有限公司是一家在动作捕捉领域具有国际竞争力的公司。公司核心团队由一群具有世界顶尖水准的工程师组成，研究领域涉及传感器、模态识别、运动科学、有限元分析、生物力学以及虚拟现实等。诺亦腾开发了具有国际领先水平的“基于MEMS惯性传感器的动作捕捉技术”，并在此基础上形成了一系列具有完全自主知识产权的低成本高精度动作捕捉产品。已经成功应用于动画与游戏制作、体育训练、医疗诊断、虚拟现 实以及机器人等领域，并得到全球业内的高度认可。“Noitom”是英文“运动”（Motion）单词的倒序拼写，代表了公司目标：颠覆运动捕捉行业格局。

2、XIMMERSE

XIMMERSE即广州虚拟现实科技有限公司，在全球具有一定的知名度，专注于精准的全身动作捕捉技术解决方案和相关产品。目前XIMMERSE主要有三款产品：X-HAWK、X-Cobra和X-Swift。三款产品可以独立使用，配合使用效果更佳，其产品在移动VR领域做得很成功。

3、DEXMO（Dexta Robotics）

Dexmo是Dexta Robotics公司的重要产品，这是一款可捕捉手部动作的机械外骨骼设备，同时，Dexmo提供力反馈来产生真实的触感。通过提供触觉，Dexmo攻破了虚拟世界和现实世界的界限。 目前Dexmo主要有Dexmo Classic、Dexmo F2两款产品。

Dexmo Classic以11个自由度捕获手部动作。其中有3个自由度捕捉拇指的动作，同时检测剩余四指的弯曲和分合。这些数据会在SDK中进行运动学运算，并提供给开发者精准的手部模型骨架，或实时在虚拟现实中显示精细的手部姿态。

Dexmo F2拥有Dexmo Classic的全部功能，同时，Dexmo F2提供开关型的力反馈功能。在拇指和食指的外骨骼上，添加有潜心开发的力反馈模块。模块内部有一组小型的齿轮啮合制动设备。当您操作的化身触碰到一个虚拟物体时，信号会通过SDK返回Dexmo F2，使外骨骼被锁死，产生触感。

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4、Vidoo（微动）

微动是VR手势识别领域的创业者，但其技术实力不容小觑。我们看看其产品的主要参数：

从性能和易用性讲， Vidoo确实做得很好：

5、uSens

uSens是中国人在美国加州创办的一家VR/AR公司，中文名为“凌感科技”，团队技术实力雄厚，而且具备硅谷得天独厚的优势。其Impression Pi这款VR HMD在国外具备较高的名气，但其背后还是依靠过硬的交互技术作支撑。uSens在交互方面主要做手势识别和位置追踪等技术。

（Founded in 2013，Silicon Valley-based uSens Inc. creates 3D Human-Computer Interaction solution for augmented and virtual reality. As a domain expert in 3D graphics，Computer Vision and Artificial Intelligence, uSens is one of the first companies to provide inside-out 3D hand tracking as well as 6DOF head position tracking for both mobile and tethered AR/VR systems，allowing end users to immerse themselves in what uSens calls “Super Reality”，the most naturally interactive digital experience.）

以上介绍的5家公司在业内都是具备一定名气且专注于做动作捕捉的公司，当然还有一些其他公司也有做这方面的工作，如Depth-VR（主要做空间定位）、Nibiru（在这方面开发了交互SDK）等。从以上几家公司可以看出中国在这个领域还是具备一定的实力，而且从技术研发方面也有部分走在了世界前列，期待更多的中国公司能够潜心做高精尖技术方面的工作，为中国的VR行业做一份贡献。