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備。

    如上圖所示，設備包含兩個手柄。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。設備采用直接1：1映射，類似于觸摸屏的映射。當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虛擬角色。手柄的尖端表示虛擬角色的面向。

    （c）當用戶推動墻壁時，me handel將提供力反饋阻力。

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

    it handle：如上圖所示，DualPanto應用程序采用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。通過允許手柄引導用戶的手部，用戶可以跟蹤相關聯(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，例如當對手被擊中時的脈沖。

    2. 應用程序

    《Shooter》是第一人稱生存射擊游戲。在這款內容中，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計。選擇這一設計的原因在于，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)行器的結構。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。在嘗試了幾種設計之后，“扁平淚珠”設計（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其位置，要么在練習期間傳球他們（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。當受過訓練的球員得分時，被試3回應說，“我失分了”；當受過訓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卡，并用it handle來展示下一個敵人。故事與音頻相關，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

    DualPanto這款觸覺設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。其關鍵特征在于，兩個觸覺輸入/輸出手柄在空間上相互配準，使得盲人玩家能夠導航，跟蹤，躲閃和瞄準。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。

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

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