如果能拍出并触摸到篮球的错觉感受到它的弹性呢

看到篮球的3D全息投影并不稀奇，但如果能拍出并触摸到篮球的错觉，感受到它的弹性呢。

来自英国格拉斯哥大学的一个工程师团队提出了一种新方法，利用全息投影创造物理交互的感觉。

超高精度模拟真实触觉反馈，比VR/AR更轻的虚拟交互。

当你用不同的力量拍这个虚拟篮球时，你的手掌会感受到不同的弹性力量，就像拍一个真实的球一样，你的手，手指和手腕会有生动的触感。

要像科幻电影一样实现这种交互体验，完全不需要可穿戴或手持的外围设备，比传统的VR/AR系统更轻便。

本研究论文题目为《交互式立体显示的伪全息投影和气动反馈》，已发表在WILEY智能系统旗舰期刊《高级智能系统》上。

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三种模式让虚拟篮球拍得像真球。

如何实现逼真的篮球弹跳手感。

研究小组创造了一种带有空气触觉反馈装置的伪全息投影。

用于交互式立体显示的气动触觉反馈假全息投影。

如图所示，开发的系统主要有三个组成部分，分别是伪全息显示，手势识别模块和触觉反馈设备这些组件连接到主机，并由基于Unity平台的内部构建器控制

其中，伪全息显示是基于Pepper的鬼影投影方案，它创造了一种物体漂浮在空中的错觉手势识别模块使用户能够用手势与虚拟对象进行交互

除了视觉反馈，该系统还通过提供触觉反馈来提供更真实的交互感。

它的触觉反馈设备被称为空气触觉当用户操纵虚拟物体时，该设备使用指向用户手的加压空气射流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

根据全息投影与用户的交互性质，Arduino控制器单元可以区分多种操作模式，包括恒压模式，手印选择模式和手部跟踪模式。

在恒压输出模式下，无论手的空间位置如何，系统都将向用户提供恒定的气动反馈，即用户将感受到相同的压力。

在手标选择模式下，算法可以选择用户手的哪个部位作为跟踪系统的目标，系统可以对不同的手标准确地提供气动触觉反馈。

在手跟踪模式下，压力基于3D虚拟成像的拓扑与用户手的运动相互作用Arduino控制器单元直接将手指速度值映射到压力调制单元，让用户有触摸到实物的感觉

比如用户在尝试打全息篮球时，会在击球时收到与感知力度成正比的气动反馈，可以感受到球从指尖滚动时的圆形，以及球弹回到手掌时弹跳压力的变化。

准确定位你的手指，拍得越重，弹得越多。

随后，研究团队通过实验演示了系统的两大功能，即触觉反馈传输的精确定位控制和触觉反馈强度的可调。

首先，在控制触觉反馈传输的位置方面，该系统可以非常高精度地控制空气射流指向不同的位置。

系统中的商用手跟踪设备可以检测用户手的不同位置，包括手指，手掌，手腕等跟踪系统和气体喷嘴可以精确控制触觉反馈的传递位置

为了证明这一点，Aerohaptics系统被编程为依次瞄准用户手的单个指尖，研究人员在用户的指尖上贴上一张纸条，这样他们就可以清楚地看到喷射位置是否准确。

从上图可以看出，空气会集中喷洒在目标手指上，贴在相邻手指上的纸条不会受到干扰。

其次，为了提供不同强度的触觉反馈，该系统包括气流控制机构，以调节喷洒在用户手上的空气量这在许多情况下是有用的

例如，当用户的手离空气喷嘴越来越近或越远时，触觉反馈的强度可以保持不变，当用户试图快速抓拍虚拟篮球时，它会产生更强的触觉反应当用户轻轻拍击时，球的反馈强度会相应降低

研究人员在用户的手掌上放置了一个力传感器，并记录了触觉反馈的强度获得的图像显示了虚拟篮球三次硬弹跳后的气流变化，然后是三次较软的气流，从而导致传递到用户手上的力发生变化

比其他全息显示功能更完整。

格拉斯哥大学詹姆斯的空气触觉系统由瓦特工程学院的Ravinder Dahiya教授领导的柔性电子和感应技术团队开发

达西亚教授表示，最近几年来，触觉反馈和立体显示技术取得了长足的进步，让我们更接近于逼真地与虚拟物体进行交互。

可是，当前的触觉技术往往使用可穿戴或手持外围设备，其高成本和复杂性可能会阻碍该技术的普及。

与其他交互式全息显示器相比，Aerohaptics系统可以结合360视角，空中手势识别，触觉等功能由其他系统实现，同时用户不需要连接设备

与其他在三维虚拟环境中提供触觉反馈的技术相比，启动触觉反馈系统具有反馈定位和强度控制的优点，并保持低复杂度和低成本。

结论:嗅觉反馈可能在未来被引入。

总的来说，与其他在虚拟环境中提供触觉反馈的方法相比，气动触觉系统是一种低成本，低复杂度的解决方案。

研究团队正在考虑给系统增加更多的触觉反馈功能，比如温度变化带来的感觉，嗅觉反馈也可以通过在通过系统的气流中引入各种气味来提供伴随着进一步的发展，气动触觉系统具有实现多种感觉交互的潜力

这是在现实生活中。

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