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毫無疑問,Vision Pro在眼球追蹤 手勢的融合交互體驗上,給AR/VR頭戴設備帶來了新突破,在用戶體驗上的提升非常明顯。
那麼,為什麼Vision Pro上這一功能會被如此值得關注呢?為了弄清楚,我們先來看看主流VR設備是如何做的。
一、主流VR和Vision Pro的差異
在此之前,很多主流AR/VR產品已經採用這兩種技術方案,只不過並未把兩種交互方式融合,這其中有幾點原因:
1,手勢方面,包括Quest等主流VR設備以手柄交互體驗為主,手勢追蹤僅作為補充式體驗,即便從功能層面可以替代大部分手柄上的按鍵和功能。
而Vision Pro沒有手柄,首選方式是通過眼球追蹤 手勢來完成,當然也提供了輔助功能(含手勢射線模式)。
2,主流VR的手勢追蹤必須將手放在攝影機FOV範圍內,使用時雙手必須微抬或舉在身體前面,時間一長就非常累,導致用戶體驗差。
而Vision Pro則擁有6顆SLAM 手勢攝影機,其中有兩顆向下的攝影機專門捕捉手垂放在腿上的視角。另外,還有兩顆斜向下的攝影機同時兼顧SLAM和手勢。甚至為了弱光環境下手勢識別準確性,蘋果還加入了兩顆紅外LED進行輔助。
這種垂直視角的攝影機,專門用於捕捉大部分時間、不抬手的時候的手勢,因為很多時候雙手應該自然垂放在腿或桌子上,符合人體工學邏輯。蘋果Vision Pro是AR/VR中的首家採用這一方案的設備,更是獨一份。
Vision Pro直接手勢
因為蘋果在開發文檔中也提到,如果使用直接手勢(雙手直接觸碰虛擬物體,比如虛擬鍵盤等),需要將雙手抬起至頭顯透鏡FOV的視野之內,儘管它的捕捉攝影機範圍夠廣,必須讓雙手在FOV可見範圍內才行。而多次/頻繁的直接手勢操作會帶來疲勞感,應儘量避免。
3,眼球追蹤方面,主流VR設備更注重VR應用內的場景,比如VR遊戲凝視交互、Avatar眼球動作等,甚至也可以用於注視點渲染提升幀率等,確實提升了遊戲體驗。
凝視的高光變化
Vision Pro凝視 手勢捏合
而Vision Pro採用的visionOS系統底層邏輯是大量2D窗口交互,包括文字選中、菜單選擇都可以通過眼球 手勢來完成,這其中眼球 手勢融合交互就非常重要。當然,PS VR2部分遊戲也提供眼球凝視菜單選項,體驗尚可。
4,產品定位和價格方面的因素。VR一體機都是在主流價位去推廣,通過SLAM攝影機同時完成頭顯定位和手柄追蹤以及手勢追蹤,因此SLAM攝影機的安裝角度主要照顧了頭顯的定位,而非手勢追蹤的體驗。
這也就導致了,包括Quest等VR設備上通過斜向下的攝影機同時來捕捉手勢,而雙手放在腿部或靠下時完全不在捕捉範圍。
而Vision Pro高舉高打,不在乎售價意在通過高規格硬體提供高規格的體驗。
當然,這裡面還沒有提到Vision Pro專門為攝影機、傳感器準備的R1晶片,就是為了低延遲處理這些視覺數據,從而實現更精準交互方案,可以說Vision Pro的交互邏輯從軟體、硬體、晶片、算法等多方位於一體,是一個鴻溝式的差異。
二、眼球 手勢和純手勢對比
由上文得知,Vision Pro和之前的VR交互方式上存在較大差異。那麼,兩種交互方式又帶來了哪些差異呢?
據了解,今年4月19日在ACM公布的一份論文「A Fitts' Law Study of Gaze-Hand Alignment for Selection in 3D User Interfaces」中,就明確提到了凝視 捏合的交互類型,並且對手勢射線的供5種交互方式進行對比。
該論文第一作者Uta Wagner來自於由丹麥奧胡斯大學電腦科學系,這裡我們將其中的2類代表「僅基於手勢射線」和「基於凝視射線 手勢捏合」的測試差異進行對比。
2-1,選擇目標測試
該研究基於菲茨定律研究進行設計,在FOV內不同深度呈現目標來進行「選擇目標測試」,如上圖,得出的結果是:
吞吐量:凝視射線 捏合(2.1bits)>手勢射線(1.4bits);
錯誤率:無明顯差異;
物理消耗:凝視射線 捏合(2)>手勢射線(4)。
2-2,AR菜單激活和選擇測試
在進行AR菜單激活和選擇測試中,得出的結果是:
速度:凝視射線 捏合(2.5s)>手勢射線(4.6s);
錯誤:手勢射線(1%)>凝視射線 捏合(3%);
測試人員的喜好:凝視射線 捏合(6/16)>手勢射線(0/16)。
論文中所有測試方案
基於本論文的研究,得出的結論還有:
1,所有測試方案中,結合凝視的方案在效率更高、速度更快,始終比手勢射線表現更優秀;
2,論文中提出的凝視射線 手勢射線融合方案性能和其它相當,也比較受測試者歡迎,僅次於凝視射線 捏合;
3,視察因素對平面圖像中交互更為不利。
綜上所述,基於凝視射線 捏合(蘋果Vision Pro的方案,只不過它隱藏了凝視射線,但在UI中結合了高光等進行提示)在速度、效率上更高,也最受歡迎。同時,也表明凝視 手勢結合的交互方式在今後AR/VR交互中更具潛力。不過要說的體感反饋,當然還是現在的手柄在體驗和成本方面優勢明顯,今後在無手持設備的凝視 手勢交互時代,智能手環或智能戒指也有望成為體感反饋的重要工具。
參考:
https://developer.apple.com/cn/design/human-interface-guidelines/eyes
https://dl.acm.org/doi/10.1145/3544548.3581423
https://www.youtube.com/watch?v=XiCkV3eaHOY
https://twitter.com/KenPfeuffer/status/1674198938650390528
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