В одном из американских университетов, из штата Вайоминг было создано устройство под названием 3DTouch. Оно представляет собой «умный» напёрсток, способный точно определять своё месторасположение и отвечать на несколько запрограммированных жестов. С его помощью оператор может работать как со стандартными 2D-элементами, так и с трёхмерными объектами в виртуальной реальности. Технологи постарались сделать аппарат как можно более универсальным, чтобы он мог взаимодействовать с абсолютно любой 3D-системой, а не только со специальными программами.

Уже давно используются различные методы, помогающие отслеживать движения в трёх измерениях. Например, Kinect от Microsoft следит за перемещениями оператора посредством датчика глубины пространства и камеры. А WiiRemote делает это при помощи CMOS-матрицы и акселерометра. Обе эти системы применяются в настоящее время не только в игровой сфере, но и в других, в том числе и военно-космической. Есть подобные аппараты, использующие оптический трекинг, электромагнитные поля и др. Все эти системы, не смотря на своё разнообразие, имеют один недостаток: привязанность к пространству перед камерой или к базовой станции. К тому же системы, которые используют электромагнитные и ультразвуковые способы отслеживания чересчур чувствительны к помехам.

Коллектив учёных компании 3DUI столкнулся точно такими же проблемами при создании «цифрового напёрстка». Ранняя версия носила название кольцевая мышь (Ringmouse). Устройство представляло собой кольцо с двумя кнопками, одевающееся на указательный палец. Эксплуатация ультразвуковой системы отслеживания движений имела низкую точность и уровень комфорта. К тому же человек сильно уставал от необходимости постоянно нажимать кнопки на кольце. По этой же причине закрылся FingerSleeve, который использовал магнитный трекер.

Оказалось, что инерциальные системы слежения работают гораздо эффективней. Им не нужны внешние аппараты, так как используются наборы встроенных датчиков, в том числе цифровые компасы, гироскопы и акселерометры. Они помогают определять месторасположения в пространстве.

Группа американских учёных создали именно такое сочетание систем. Благодаря большому количеству специальных датчиков устройство 3DTouch получает пять степеней свободы. Они дают возможность определять перемещения вперёд/назад, вниз/вверх, влево/вправо, а также наклоны и повороты вокруг оси. Датчики не только делают напёрсток своего рода указующим аппаратом для трёхмерных систем, но также у оператора появляется возможность перенести реальные объекты в виртуальный мир, благодаря чему работа в нём становится более реалистичной.

3DTouch является по-настоящему универсальным гаджетом. Он оснащён оптическим сенсором с ИК-лазером, как у простой мыши. Он применяется в различных операционных системах для работы со стандартным двумерным интерфейсом. Интересно, что в качестве поверхности может использоваться любая плоскость – от стола до ладони пользователя.

В настоящее время аппарат находится на ранней стадии разработки. Он функционирует на платформе Arduino. От неё сигнал передаётся по проводам к компьютеру. Учёные поясняют, что это всего лишь временные минусы, которые обусловлены габаритами применяемых элементов. Прототип фактически был собран из подручных средств. Когда 3DTouch поступит в серийное производство, он будет гораздо компактней, а вместо проводов появится несколько модулей XBee. Они будут транслировать информацию по более экономному протоколу ZigBee.

Аппарат сейчас имеет неказистый внешний вид, но он уже показывает неплохие результаты. Так, при тестировании на трёх различных поверхностях (коврик для мыши, стол и джинсы) средняя ошибка позиционирования равнялась 1,10 мм. Это можно сравнить с оптическими мышками, имеющих частоту сканирования 1 500 кадров в секунду и разрешение 400p. В трёхмерном режиме ошибка определения направления также показала лучшие показатели, чем другие подобные системы, а именно 2,33 градуса.

Разработка подобных гаджетов стала весьма актуальной после выхода таких устройств, как GoogleCardboard и OculusRift. Взаимодействовать с виртуальной реальностью гораздо интересней, если есть возможность её потрогать.

Обсудить на форуме.