陈根:新型全息投影，成本更低、操作更简单

文|陈根

在 1977 年的科幻大片《星球大战》里，莱娅公主利用全息投影技术，向卢克天行者和欧比旺发出求救信息。其它几部续集里，机器人 R2-D2 提供的全息影像也没太大改变，本质上只能用来观看。

随着科技的进步，全息投影不仅能看还能互动。互动全息投影利用红外线感应器对人体的身体动作进行捕捉，再利用应用服务器完成系统分析，进而在全息投影画面上形成适当的动作反馈，产生严密细致的交互效果。

近日，英国格拉斯哥大学的科学家们开发出一种能摸到的新型全息投影，拍虚拟篮球触感宛如真球。并且其不需要可穿戴或手持外围设备，比传统的VR/AR系统更加轻便。

首先，研究团队打造了一个带有气动触觉反馈设备的伪全息投影。其主要由伪全息显示、手势识别模块和触觉反馈设备三个模块构成。这些组件被连接到主计算机，并通过基于Unity平台的内部构建程序进行控制。

然后，研究人员通过提供触觉反馈来提供更真实的交互感。触觉反馈设备名为Aerohaptics，当用户操纵虚拟物体时，该设备使用指向用户手上的加压空气喷射，来复制触摸感觉，同时它还提供位置和强度控制，以适应各种交互场景。

在手部标志选择模式下，算法可以准确地提供气动触觉反馈给不同的手部标志。而压力基于3D虚拟成像的拓扑，可以与用户手的运动进行交互，Arduino控制器单元则将手指速度值直接映射到压力调制单元，使用户感觉像触碰到一个真实存在的东西。

当研究团队进行触觉反馈传递的定位控制，以及可调触觉反馈强度的实验时，用户的手离空气喷嘴越来越近或越来越远，触觉反馈的强度保持不变；当用户试图迅速猛拍虚拟篮球，会产生更强的触觉反应；当用户拍打幅度很轻时，球的反馈强度也会相应降低。

此外，与其他在虚拟环境中提供触觉反馈的方法相比，Aerohaptics系统成本更低、更易操作。未来，研究人员考虑给系统添加更多触觉反馈功能，比如温度变化带来的感觉变化，嗅觉反馈也可以通过在气流中引入各种气味来提供。

目前，该论文《交互式立体显示的伪全息投影和气动反馈》，发表于WILEY智能系统领域旗舰刊Advanced Intelligent Systems上。