Haptic устройството създава реалистични виртуални текстури

Кредит: Университет на Южна Калифорния

Технологията ни позволи да се потопим в свят на гледки и звуци от комфорта на домовете си, но нещо липсва: докосването.

Тактилните усещания са изключително важна част от начина, по който хората възприемат своята реалност. Хаптиката или устройствата, които могат да произвеждат изключително специфични вибрации, които могат да имитират усещането за докосване, са един от начините за оживяване на това трето чувство. Въпреки това, когато става въпрос за хаптика, хората са невероятно настроени към това дали нещо се чувства правилно или не, а виртуалните текстури не винаги удрят целта.

Сега изследователи от Инженерното училище на USC Viterbi са разработили нов начин за компютрите да получат тази истинска текстура с помощта на хора.

Наречен модел, базиран на предпочитания, рамката използва способността ни да разграничаваме детайлите на определени текстури като инструмент, за да даде на тези виртуални колеги известен фокус.

Изследването е публикувано в IEEE транзакции върху хаптика от трима докторанти по компютърни науки на USC Viterbi, Шихан Лу, Мианлун Джън и Матю Фонтейн, както и асистент-професор по компютърни науки на USC Viterbi Стефанос Николаидис и USC Viterbi WiSE Gabilan асистент по компютърни науки Хедър Кълбъртсън.

„Молим потребителите да сравняват чувствата си между реалната текстура и виртуалната текстура“, обясни Лу, първият автор. “След това моделът итеративно актуализира виртуална текстура, така че виртуалната текстура да може да съвпадне с реалната в крайна сметка.”

Според Фонтейн идеята се появи за първи път, когато те споделиха курс по хаптични интерфейси и виртуални среди през есента на 2019 г., преподаван от Кълбъртсън. Те бяха вдъхновени от приложението за изкуство Picbreeder, което може да генерира изображения въз основа на предпочитанията на потребителя отново и отново, докато постигнат желания резултат.







Компютърни учени са създали насочени от потребителя хаптични изследвания, които могат да генерират мъртви мелодии за текстури в реалния свят. 1 кредит

„Помислихме си, ами ако можем да направим това за текстури? — припомни си Фонтейн.

Използвайки този модел, базиран на предпочитания, потребителят първо получава реална текстура и моделът генерира на случаен принцип три виртуални текстури, използвайки десетки променливи, от които потребителят може след това да избере коя изглежда най-много в действителност. С течение на времето изследванията коригират своето разпределение на тези променливи, тъй като се доближават до това, което потребителят предпочита. Според Фонтейн този метод има предимство пред записа и директното „възпроизвеждане“ на текстури, защото винаги има пропаст между това, което чете компютърът и това, което усещаме.

„Вие измервате показателите за това какво точно чувстват, вместо просто да имитирате това, което можем да регистрираме“, каза Фонтейн. Ще има грешка в начина, по който сте запазили тази текстура, в начина, по който я възпроизвеждате.”

Единственото нещо, което потребителят трябва да направи, е да избере текстурата, която му подхожда най-добре и да регулира количеството на триенето с помощта на обикновен плъзгач. Триенето е от съществено значение за начина, по който възприемаме текстурите и може да варира от човек на човек. „Много е лесно“, каза Лу.

Тяхната работа пристига точно навреме за нововъзникващия пазар на специфични и прецизни виртуални текстури. Всичко от видео игри до моден дизайн включва хаптична технология и съществуващите бази данни с виртуални текстури могат да бъдат подобрени чрез този метод на предпочитания на потребителите.

„Нараства популярността на хаптичното устройство във видеоигрите и модния дизайн и симулацията на хирургия“, каза Лу. „Дори и у дома започнахме да виждаме потребители с тези устройства (тактилни устройства), които стават толкова популярни, колкото лаптопа. например, с видеоигри от първо лице, това ще ги накара да се почувстват така, сякаш наистина взаимодействат със заобикалящата ги среда.”

Лу преди това е правил друга работа върху технологията за потапяне, но по-специално със звук, което прави виртуалната текстура още по-потапяща, като въвежда съответните звуци, когато инструментът взаимодейства с нея.

“Когато взаимодействаме с околната среда чрез инструмент, тактилната обратна връзка е само една модалност, един вид сензорна обратна връзка,” каза Лу. “Аудиото е друг тип сензорна обратна връзка и двете са много важни.”

Моделът за търсене на текстура също така позволява на някой да изтегли виртуална текстура от база данни, като Haptic Texture Toolkit на Университета на Пенсилвания, и да я прецизира, докато постигне желания резултат.

“Можете да използвате предишните виртуални текстури, които други са изследвали, и след това въз основа на това да продължите да ги настройвате”, каза Лу. “Не е нужно да търсите от нулата всеки път.”

Това е особено полезно за виртуални текстури, използвани в стоматологично или хирургично обучение, които трябва да бъдат изключително прецизни, според Лу.

„Хирургичното обучение определено е огромно поле, което изисква много реалистични текстури и тактилна обратна връзка“, каза Лу. производство.

В бъдеще действителните текстури може дори да не са необходими за модела, обясни Лу. Усещането за някои неща в живота ни е толкова интуитивно, че усъвършенстването на текстура, за да съответства на този спомен, е нещо, което можем да направим. по своята същност просто гледайки снимка, без да имаме истинската референтна текстура пред нас.

“Когато видим маса, можем да си представим как ще се почувства масата, след като я докоснем”, каза Лу. “Използвайки тези предварителни познания, които имаме за повърхността, можете просто да предоставите визуална обратна връзка на потребителите и това им позволява да избират какво подхожда.”


Подобрените сензорни екрани могат да позволят на потребителите да “усещат” обекти


Повече информация:
Shihan Lu et al, моделиране на текстури, базирано на предпочитания чрез интерактивно генериране и търсене, IEEE транзакции върху хаптика (2022 г.). DOI: 10.1109/TOH.2022.3173935

Предоставено от Университета на Южна Калифорния

цитат: Хаптично устройство създава реалистични виртуални текстури (2022 г., 21 май) Извлечено на 22 май 2022 г. от https://techxplore.com/news/2022-05-haptics-device-realistic-virtual-textures.html

Този документ е обект на авторско право. Освен за честна употреба за целите на частно проучване или изследване, никоя част не може да бъде възпроизвеждана без писмено разрешение. Съдържанието е предоставено само за информация.

Add Comment