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交大資工團隊改造TRX訓練繩 提升VR沉浸感

交大資工系詹力韋副教授指導實驗室學生,運用TRX訓練繩開發VR體感設備PULL-UPS。圖/交大提供
交大資工系詹力韋副教授指導實驗室學生,運用TRX訓練繩開發VR體感設備PULL-UPS。圖/交大提供

只要戴上VR頭盔、拉起TRX懸吊訓練繩,就可在虛擬世界中體驗真實度百分百的槍戰,或挑戰極限的風箏衝浪運動。交通大學資工系副教授詹力韋指導實驗室學生,運用TRX訓練繩開發體感設備「PULL-UPS」,搭配體感鞋,不僅大大提升VR沉浸感,僅一套設備即滿可足多種情境需求,讓虛擬實境不只看得到,還可摸得到、踩得到。

交大資工研發團隊去年參加亞洲最大的電腦繪圖科技展─Siggraph Asia,一舉奪下新興技術組(Emerging Technologies)最佳系統展示獎(Best Demo Award),獲得國際專家肯定。師生以創意發想,以科技突破增加沉浸感,實踐更多可能。

多媒體工程研究所學生葉元勳說,目前VR已從傳統頭盔延伸出許多力回饋裝置,但常見的設備都已預先設定好使用姿勢,只適用於一種情境,比如腳踏板僅供騎腳踏車,跑步機僅用於慢跑。由於體驗者在遊戲中必須重複特定動作,不夠貼近現實,若穿戴過多裝置又會增加負擔,使體感效果大打折扣。

為提升VR的沉浸感,需讓體驗者更自然地做出各種反應,交大團隊改造TRX訓練繩,在懸吊架構上加入氣動肌肉 (Pneumatic artificial muscles),能根據情境即時充氣或洩氣,給予體驗者擬真的力回饋。以風箏衝浪來說,當體驗者加速前進時,左右邊的繩子會輪流產生拉力,體驗者身體跟著前後擺盪,彷彿正站在衝浪板上,乘著一波波海浪起落,也可以對把手施力,操控航行方向。

多媒體工程研究所學生陳欣妤說:TRX原本屬於室內運動,但透過VR創造出多元情境,戴上頭盔就能體驗戶外運動,好像任意門一樣突破空間限制,整體來說,PULL-UPS不僅充滿娛樂性,也增加體驗真實度。

詹力韋說,他上課常讓同學嘗試不同套件,模擬各種運動情境。他想到TRX訓練繩能支撐不同的健身姿勢,鍛鍊身體各部位的肌力,非常適合應用在VR的體感設計上。由於TRX訓練繩能自由配合使用者的動作,開發者規劃情境時也更有彈性。為提供更完整的體感經驗,實驗室再開發體感鞋,在鞋底裝上菱形的氣動肌肉,可產生豐富的形變,模擬踩在不同地形時腳底的起伏程度。

交大資工系開發體感鞋,在鞋底裝上菱形的氣動肌肉,可產生豐富的形變,模擬踩在不同地形時腳底的起伏程度。圖/交大提供
交大資工系開發體感鞋,在鞋底裝上菱形的氣動肌肉,可產生豐富的形變,模擬踩在不同地形時腳底的起伏程度。圖/交大提供

VR 衝浪

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