手势交互新突破!ContactPose或助力未来XR无手柄?( 二 )
ContactPose利用机器学习的大原理来进行手势运动感知 , 但因引入热像仪追踪技术 , 其可根据一帧图像推断出单手的21个3D立体关节点 , 支持高准确性的手势和五指关节追踪 。 换言之 , 其他很多手势交互的研究是不能进行具体手指关节追踪的 , 即只能体现整体手部运动但却不知道是具体哪个手指尖先触碰了物品 。 但ContactPose却可以精准定位到具体手指部位、手部运动时的先后顺序 。
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并且根据数据分析对比 , ContactPose在数据库规模、手部物体触点追踪、手势和物体运动变化触点等方面十分突出 。
其实ContactPose并不是Samarth Brahmbhatt研究小组在这一领域的处女作 , 早在2019年 , 佐治亚理工学院发布了只包括触点分布图和RGB-D成像图的ContactDB数据集研究 。 而相比之下 , ContactPose是一次全面升级 。
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ContactDBContactPose触点图只有手部触点分布图3D关节追踪RGB-D成像图简单、可转动多视图、高分辨率追踪功能手部整体成像可追踪到具体手指、关节抓握数据采集可预测抓握方法适用于人机交互中的复杂抓握识别
通过交叉对比 , ContactPose无疑是手势交互数据的一次重要突破 。 不仅为日后的手部人机交互设备研发提供了数据基石 , 更通过数据的剖析揭示了手势和主体事物接触点的变化关系 , 为建立手势运动触点模型提供了体系结构算法参考 。
ContactPose应用前景:
助力高精度级别手势识别 , 或许可取代手柄操控
在2019年的第 6 届Oculus Connect大会上 , 扎克伯格表示了进军手势交互领域的心 , 想要实现一个用户不用拿着手柄、也没有按钮、没有腕带 , 甚至没有其它传感器的自由交互的虚拟现实沉浸世界 。
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目前 , 由于没有高精度级别的手势识别交互系统支持 , 手柄控制器长期以来就相当于用户在虚拟世界中的双手 , 无论是 Oculus 还是 HTC Vive 的 VR 头盔 , 都需要借助独立的手柄控制器来实现手部运动追踪 。
但手柄控制器的存在却一直局限着用户在虚拟现实中的交互真实性 。 比如说当用户要在游戏中拿起一个物体 , 只能将手柄靠近并按键 , 这显然破坏了虚拟世界沉浸交互的整体性 , 不够真实 。
然而 , 随着更多的类似于ContactPose这种手势数据规模化的支持 , 未来实现从真正的3D用户界面 , 到虚拟对象操作 , 再到移动机制 , 以手部为中心的虚拟现实产品设计理念是存在可能的 。 手势控制可以自由的取代语音或者手柄控制 , 亦是成为未来虚拟现实的大方向 。
介于ContactPose在很大程度上可以为实现无接触手势运动追踪和操控机器界面的技术提供了数据化支持 , 未来通过实时采集用户手势 , 将手势的运动轨迹转换为虚拟现实中的指令 , 可以实现自然、高效的人机交互 , 让用户完全的沉浸在一个新的可以自由运动的虚拟世界 。
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但通俗的谈及到手势交互应用的落地场景 , 现有的手势交互技术与完全自然、高效的交互 , 仍然存在一定距离 。
手势交互应用的难点主要在于难以形成一致的手部操作方式 , 加上其属于非精确性指令操作 , 其应用范围会受交互设备、识别方法、用户熟练程度等多个因素影响 。 由于不同用户对不同产品使用手势交互时 , 其手部运动轨迹也大相径庭 , 所以用户可能需要预先训练一段时间去掌握相关设备或者系统 , 一定程度上是用户要满足机器的模版识别度 。 但ContactPose包括着不同人群抓握不同物体时的数据集 , 这意味着 , 日后随着数据采集的规模化 , 机器可以开始轻松识别不同的手势运动轨迹 , 从而实现机器识别的个性化、灵活性 。
未来手势交互将成为新一代“触屏”
纵观Oculus或者HoloLens这些行业领头羊的设备 , 在用户使用时 , 很多时候由于对手势识别的不敏感或者错误偏差 , 使得用户不得不依赖于手柄操作和语音控制来完成对虚拟现实设备界面的指令 , 手势交互的人机操控方式在技术上显然不够成熟 , 尚且还处在行业早期阶段 。
【手势交互新突破!ContactPose或助力未来XR无手柄?】但根据对ContactPose等相关数据集的研究分析 , VR陀螺在此认为 , 随着日后手部运动追踪数据库的大规模完善 , 手势交互会像之前的触屏手机一样 , 成为新一代XR领域的主导人机交互方式 , 让用户无缝的在虚拟与现实世界中切换 。
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