一年一度 IEEE VR 大会将于 3 月 27 日至 4 月 1 日线上举行，为展示虚拟、增强和混合实境（VR / AR / XR）领域最新研究成果的重要国际性会议，IEEE VR 2021 自然将出现不少创意作品。
如瑞士苏黎世联邦理工学院电脑科学系就研发一种手环，戴上这手环，就可以弹空气钢琴。
（Source：影片截图）
左右手比一下，即可调整图片位置和尺寸。
“虚拟键盘”也出现了。
研究成果以预印本公开，将在 IEEE VR 2021 发表，题目为〈TapID: Rapid Touch Interaction in Virtual Reality using Wearable Sensing〉（TapID：虚拟实境使用可穿戴感测的快速触摸互动）。
快速触摸互动内建 2 颗惯性感测器
众所周知，随着硬件和算力提升，VR 可产生更逼真有吸引力的场景。
VR 越来越流行，传统产品透过控制器或镜头追踪四肢互动。然而研究团队看来，空中互动是阻碍 VR 场景生产力的关键因素，因 VR 场景需长时间持续互动，而传统方式无法满足需求。
VR 系统触控互动的核心挑战就在精确侦测触控事件。头戴式系统可追踪手部动作，单一优势会导致深度感测不准确，使触摸／非触摸辨识和接触定位产生挑战性。
研究员已提出许多方法，透过整合可靠的触摸检测和抑制滤波器，尝试用深度镜头精确检测。当然不论滤波器还是相机帧率，都会限制系统精确检测的互动速度。
为了满足互动需求、保证用户得到片刻休息，研究团队设计快速触摸互动，即名叫 TapID 的手环──其实最新 MR 系统已结合输入检测的手势辨识，AR 设备（如微软 Hololens 2）和 VR 设备（Oculus Quest 2）都是。
TapID 外表小巧，两侧嵌有 2 颗惯性感测器。
（Source：SIPLab，下同）
论文称 TapID 手环是“基于手腕动作的惯性感测系统”。透过感测器，TapID 提供粒度和细微运动检测。不仅可检测到某表面（如桌面）的触摸事件，还可额外辨识手指，二者结合即在 VR 触发输入事件。平板和手机应用程序与互动模式可无缝又可靠转移到 VR 场景。也就是说，用户使用 VR 设备就像操作常见生产力工具如手机和平板电脑。
用户使用 TapID 时需两手各戴一个，这样 TapID 就能检测到用户的手指轻叩等动作。原理在机器学习算法，可分析人体骨骼系统的独特振动──这在 VR 环境颇有效。
透过检测手势可确定哪只手指敲击“键盘”，并不需精确的位置讯息。用户可像现实世界用键盘打字，或于某物品表面与虚拟物品互动。
TapID 达成精确检测
为检测 TapID 性能，研究团队设计一系列测试。团队招募 18 名参与者（14 名男性、4 名女性；年龄为 19~57 岁，平均 28.4 岁），平均手腕长为 16.8 公分（最短 14.6 公分，最长 18.5 公分）。
每轮测试参与者戴上 TaplD，按照指示重复用每根手指展示敲击动作（敲 30 下），短暂休息后，继续重复 2 次。每位参与者都在 20 分钟内完成测试。
团队测得：
- TapID 事件检测精度 F1 = 0.997。
- 手指辨识精度单用户 F1 = 0.93，多用户改进后 F1 = 0.91，多用户改进前 F1 = 0.87。
论文显示，TapID 的检测准确度明显超过不少头显感测器和摄影镜头系统等。
研究团队总结 TapID 的一系列用途，包括 UI 控制、敲键盘、钢琴演奏、在桌上做手势等。
讲到悬空打字，也许有人会觉得不可靠，如开源社群 Hackaday 所说：
在虚拟环境用虚拟键盘打字，我们不敢保证效果如何，毕竟真正键盘更容易摸到，当然可能也更便宜。
不过 Hackaday 表示，设计能准确判断用户手指姿态、即时互动的设备，为 VR 领域应用提供新思路。也就是说，不论研究团队的悬空打字是否有可行性，这项技术确实有效。
或许未来我们可顺着这思路，提升与智慧手表的互动方式。
- TapID: Rapid Touch Interaction in Virtual Reality using Wearable Sensing
- BONE VIBRATION BRINGS TYPING INTO VR
- Virtual reality at your fingertips
（本文由 雷锋网 授权转载；首图来源：影片截图）
