DualPanto是一款允許盲人用戶在虛擬世界行動時跟蹤移動對象的觸覺反饋設(shè)備。

    如上圖所示，設(shè)備包含兩個手柄。對于與DaulPanto的交互，用戶需要用一只手主動移動me handle手柄，并用另一只手被動地握住it handle手柄。DualPanto應(yīng)用程序通常使用me handle來表示用戶的虛擬角色，并使用it handle來表示其他移動實體，比如說足球比賽中的對手。

    1. 與DualPanto的交互

    me handle：如上圖所示，DualPanto的應(yīng)用程序通常使用me handle來表示用戶的虛擬角色。

    （a）用戶通過移動me handle來進行移動和探索虛擬環(huán)境。設(shè)備采用直接1：1映射，類似于觸摸屏的映射。當(dāng)用戶將手柄放回物理世界中的相同位置時，虛擬角色將返回至虛擬世界中的相同位置。

    （b）旋鈕本身允許用戶旋轉(zhuǎn)虛擬角色。手柄的尖端表示虛擬角色的面向。

    （c）當(dāng)用戶推動墻壁時，me handel將提供力反饋阻力。

    （d）me handle播放后退觸覺圖標(biāo)，例如，當(dāng)玩家被炮彈擊中時的短暫擊退力。

    it handle：如上圖所示，DualPanto應(yīng)用程序采用it handle來渲染一個特定的移動對戲那個，比如說第一人稱射擊游戲中的對手。

    （a）如果it handle所代表的對象移動，手柄同樣會移動。手柄僅由裝置致動，也就是說它將阻止用戶移動手柄。通過允許手柄引導(dǎo)用戶的手部，用戶可以跟蹤相關(guān)聯(lián)的對象。例如，感覺對手如何移動，并知覺對方相對于本人虛擬角色的當(dāng)前位置。

    （b）同時，致動旋鈕將向用戶傳達對象的的面向。it handle同時可以顯示觸覺圖標(biāo)，例如當(dāng)對手被擊中時的脈沖。

    2. 應(yīng)用程序

    《Shooter》是第一人稱生存射擊游戲。在這款內(nèi)容中，玩家必須迎戰(zhàn)一系列不斷逼近的僵尸兔子，同時避免它們的觸碰。

    3. 實施

    3.1 集電弓

    DualPanto實施了觸覺集電弓設(shè)計。選擇這一設(shè)計的原因在于，它是一個平面，因此適用于沒有碰撞的單個注冊工作空間。兩個集電弓獨立運作，與兩個集電弓控制單個末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)。研發(fā)團隊的實施是基于開源的Haply平臺。

    兩個集電弓單獨安裝在3D打印的三腳架上。開發(fā)團隊對三腳架的腳管進行了加重以提高穩(wěn)定性。連桿由3毫米的激光切割鋁制成，其剛性足以避免偏斜。這樣可以保持兩個手柄之間的垂直距離。

    3.2 手柄

    me handle和it handle安裝在集電弓的臂上。me handle包含一個小型電機（Pololu，6V），齒輪比為10：1，可輕松反向驅(qū)動，方便用戶輸入。it handle的齒輪比則達到75：1，可為系統(tǒng)輸出提供足夠的作用力。

    為了表示方向，每個DualPanto手柄都安裝了一個3D打印的不對稱尖端。在嘗試了幾種設(shè)計之后，“扁平淚珠”設(shè)計（8×10×15毫米）表現(xiàn)最佳，因為用食指和拇指夾持可以隨時清楚地知覺其方向。

    4. 用戶研究

    開發(fā)團隊進行了一項研究，旨在探討DualPanto是否能幫助盲人用戶在空間虛擬環(huán)境中進行交互。被試進行了1v1的足球比賽，并報告了他們的經(jīng)歷。他們招共募了六名存在視力障礙的被試（年齡14-45歲，包括1名女性）。在被試的自我報告，視力水平介于完全失明和16%單眼失明率之間。被試與受過訓(xùn)練的球員（其中一名研究人員）進行一場或多場比賽，持續(xù)3-10分鐘，然后在面談中提供反饋。

    4.1 DualPanto可以實現(xiàn)對游戲狀態(tài)的空間感知

    DualPanto支持對移動對象的持續(xù)交互。所有六名被試都能跟蹤對手并回應(yīng)其位置，要么在練習(xí)期間傳球他們（被試2-6），要么在比賽期間避開他們射門（被試1，2，4-6）。被試可以知曉對手在整個場地的行動。當(dāng)受過訓(xùn)練的球員得分時，被試3回應(yīng)說，“我失分了”；當(dāng)受過訓(xùn)練的球員射中烏龍球時，被試5回答說：“我們得分了吧？”

    4.2 多人體驗

    被試對多人游戲體驗的前景感到驚訝和興奮：“我玩得很開心”（被試3）；“啊，很酷，有2名玩家”（被試4）。被試同時要求更多的多人游戲功能：“擁有超過2名玩家將會非常有趣”（被試3）。

    4.3 作為交互式音頻-觸覺游戲主機

    音頻提供了情景：“我十分喜歡…你可以立即聽到聲音這一點，我真的很喜歡這一點”（被試2）。更多的音效可以改善體驗：“如果添加更音效，體驗可能會更好”（被試1），這暗示來自人群的歡呼和喘息，以及盲人足球的聲音效果。

    觸覺反饋補充了音頻提供的情景，并可以改善交互性。被試認為這種組合可以適用于不同的游戲：“你可以通過力反饋來探索關(guān)卡，并用it handle來展示下一個敵人。故事與音頻相關(guān)，所以是的，我可以想象這適用于角色扮演游戲”（被試3）。

    4.4 總結(jié)

    DualPanto這款觸覺設(shè)備可以支持盲人用戶與包含實時移動對象的虛擬環(huán)境進行交互，就像體育或射擊游戲一樣。其關(guān)鍵特征在于，兩個觸覺輸入/輸出手柄在空間上相互配準(zhǔn)，使得盲人玩家能夠?qū)Ш?，跟蹤，躲閃和瞄準(zhǔn)。在用戶研究中，盲人被試十分享受多人足球比賽時，評價達到6.5/7。

    相關(guān)論文：DualPanto：A Haptic Device that Enables Blind Users to Continuously Interact with Virtual Worlds

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