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2016-04-22

从人迁就机器到机器理解人——自然的交互和两个世界的连接

「自从上世纪 80 年代 PC 机出现并迅速发展和普及以来,交互就成为连接虚拟与现实两个世界的重要环节。而 VR 把这种交互的需求提升到了更高的层次。」

在 WARE 2016 新硬件生态大会上, uSens 中国区总经理张宏从交互中的表达与理解角度与我们讨论了虚拟现实中的交互话题,或许能为我们看待交互问题带来一些不一样的启发。

uSens 中国区总经理张宏在 WARE 2016 新硬件生态大会上的演讲

交互就是表达与理解的过程。 在人与虚拟世界的交互中,相对于虚拟世界对人的输出,我们更重视人的表达方式以及计算机如何进行理解。

人与计算机的交互,在 40 年间经历多个阶段:从最早的打孔机与纸带进行信息的输入与输出,到键盘加汇编语言,再到鼠标键盘搭配显示器和图形界面的 PC 机形态,直至如今我们使用的移动触摸屏设备。

在交互方式的不断进化中,人的表达方式变得越来越自然,这种「自然」可以直接理解为交互门槛的降低。从最初需要掌握复杂的计算机语言,到如今小孩子也可以迅速学会使用触摸屏设备,与虚拟世界的交互逐渐成为一个符合现实世界逻辑的、可以自学习的过程。

然而,在这对「表达」和「理解」的交互关系中,人的表达趋于自然意味着对计算机理解能力要求的提高。

通俗点说,之前是人类一直在「迁就」机器,用机器易于理解的语言进行交互;而现在我们期望在虚拟世界中使用现实世界常用的交互方式,例如语音、手势、表情、姿态等,而把理解这些现实交互语言的任务交给机器,由机器智能不断发展带来的理解能力的提高来满足人的「任性」——我们开始追求自然的表达和智能的理解。

回到虚拟现实的交互话题,我们看到的虚拟现实给表达与理解过程带来的颠覆,其实更多在于新的显示技术使得虚拟世界可以用一种全新的方式向人进行表达,它对人的输出变成了 360° 全景的沉浸式内容,给人带来对虚拟信息的更深刻、更生动的理解和体验。

然而在人来表达机器来理解的输入方向上,搭配虚拟现实使用的却还是触摸板、游戏手柄等传统的交互设备,真正符合虚拟现实特征的交互方式和交互逻辑还未成形。

但可以确定的是,虚拟现实的沉浸式的体验,使得交互过程的自然成为最基本的要求,任何不符合现实世界逻辑和习惯的交互方式都会直接导致沉浸感的减弱和疏离。

如前文提到,为了让人能够更自然地进行表达,需要对机器在理解上的智能提出更高的要求。

自然的表达方式与机器理解必需的智能技术

关于虚拟现实情境下「特有」的自然交互方式以及对应的技术,包括 uSens 在内的虚拟现实领域从业者进行了诸多的探索,有这样几个方面的基本理解和共识,包括身体在空间中的定位、头部的转动和位移、人的姿态和手势识别以及姿态估计和手势的跟踪、虚拟环境的表达以及基于现实环境的物体识别和场景建模等等。

虚拟现实下的自然交互

uSens 目前的努力方向,主要在头部跟踪、3D 自然手势识别以及虚拟现实和增强现实的结合上,旨在更好地实现人、虚拟世界和现实世界的连接。

头部的定位和位置跟踪是人得以在虚拟世界中移动和观察的前提,uSens 的 Impression Pi 目前能够实现头部在 6 个自由度(前后、左右、上下三轴上的位移和旋转)的跟踪;基于对自然交互的理解,uSens 认为手势交互是移动虚拟现实场景理想的交互方式,并在手势识别领域积累了许多经验;而为了解决虚拟现实体验中与现实世界隔绝的问题,uSens 尝试通过物体识别和场景建模将现实环境反映到虚拟世界中,实现两个世界的连接与沟通。

题图来源:电影『模仿游戏』

编者按:本文整理自嘉宾在「WARE 2016 新硬件生态大会」上的演讲内容。
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