1. 介绍
为了增强虚拟环境中的实在感，用户和虚拟内容之间的实在交互十分重要。到目前为止，许多研讨人员都专心于运用RGB-d传感器，线性或旋转电位器，或IMU来丈量手指运动。
比如Leap Motion或微软HoloLens所选用的图画传感器或红外传感器归于非触摸式传感器，因而具有易于运用的长处，但它们自身受限于手部的自我遮挡，所以需求特定的环境才干正常作业，包含能见度，光照条件。
依据线性或旋转电位器的动捕办法触及某种类型的可穿戴机制，而这种办法缺少精确性，因为它为每个手指分配1-2个自由度，并假定手指与丈量值之间存在线性关系。有人则在外骨骼的关节处运用旋转电位器，但因为这种机械设备无法掩盖手指的作业空间和缺少自由度，所以它们不可避免地存在缺陷。
韩国实感交互人体感应解决方案研讨中心的研讨人员提出了一种新颖的手部动作捕捉可穿戴设备，运用3D磁性非触摸式传感器来捕捉手指的全4自由度运动。
与前期测验完结手部交互的解决方案比较，他们的设备存在几个长处：榜首，它疏忽了运动追寻期间自我遮挡的存在，因为体系是从磁传感器读取数据;第二，机械设备彻底掩盖了手指的运动规模，然后能供给精确的手指运动数据;第三，研讨人员的其间一个规划方针是，以低本钱供给精确的手部交互办法。设备选用了简略的磁方位传感器，而每个元件的本钱约为1美元，因而整个机械设备的制作本钱估计低于200美元。
接下来，这支韩国团队研发了一个依据物理的虚拟交互模块，它能够校正因缺少触觉反应而导致的实在手与虚拟手不匹配。Kim等人于2016提出了一种选用物理粒子的目标向状况办理，但它主要是操控虚拟目标的姿态，没有考虑运动学上的手部运动，然后有或许导致操作过错，例如手部穿透目标。研讨团队提出了一种算法，其能够在考虑物理可行性的情况下重建虚拟手势，并供给多感官反应以支撑天然的感觉交互。
2. 体系描绘
这种外骨骼是一款三指机械设备，一共能供给12个自由度。每个手指的设备能随手指完结外展和内收，基座处搭载了偏转关节，而一个中心关节则用于支撑手指的曲折和扩展
两个3D磁传感器坐落榜首和第四关节处。当手指移动时，完结初始校准进程后的体系将能以100Hz的速度下确认机械设备的结尾履行器（指尖）的姿态（方位和方向）。目标的实在长度与两指尖间隔的差错均匀缺乏2毫米。优化进程和逆运动学能够供给虚拟手指的装备以从头生成虚拟手部。设备搭载的Vive追寻器则能带来手部的大局定位与方向。
研讨人员现已依据所述机械设备供给的数据，并运用烘托的手部运动来履行物理模仿。特别地，为了供给触摸感，振荡致动器将附接到设备的每个指尖方位，而且每逢相关目标检测到磕碰时就发生触觉反应。研讨人员运用Bullet Physics来进行磕碰检测，并在与目标触摸的手部表面上构建一组粒子磕碰器以核算功率。他们经过求解一系列优化问题来削减因为运动学运动而引起的手与目标堆叠，然后生成无穿透的手部姿态。时刻一致性一起协助供给了安稳的手部姿态。
