Ethereal 事项：将全身触觉与VR体验联系起来
工业设计师Scott Summit为Apple、Silicon Graphics和Nike设计过产品,在Stanford、Singularity和Carnegie Mellon教授设计,拥有46项与设计+技术有关的专利。他创办了Ethereal Matter, Inc 来处理新兴VR和游戏趋势带来的健身和健康机会。
VR改变世界的潜力已经得到充分证明。它能将我们带离现实，进入我们选择的现实，这是其他技术从未展示过的。单单这种能力就促使军事和医疗培训得到大量采用，尤其是在事实证明成本高昂或不可能进行其他有效的 IRL 模拟的情况下。即使在消费者层面,VR 也已经成功地解决了恐高症和公开演讲等挑战。
尽管近年来VR经历了丰富的技术发展,但对许多人来说,它却意味着未完成的任务。市场潜力显而易见，但如今的产品往往是坚实的第一步。这一点在市场反气候采用率上得到了证实。VR 尚未全面展示其与我们的日常生活的相关性，也没有向我们展示没有它的生活会如何缺乏。简而言之，它承诺完全沉浸于现实世界的结果中，但主要给人一种耳目一新的错觉，即我们希望所有人都能参与其中。
现实世界是双向的
顾名思义，世界是一个双向触觉环境。这是最好的部分。你和它互动，它也会反过来互动。你踩踏自行车，它就会推动你前进。你转向和倾斜，它会在你的指挥下转动，而周围的景色也会改变。在水面上，你找到帆船的“甜蜜点”，靠过去，就会帆板。
在 VR 中，一些引人入胜的低悬垂触觉应用 - 固定式自行车和划船 - 成功地向那些大胆尝试的人展示了如何将固定式自行车的单调感转化为神奇的逃离现实感，从而吸引我们产生更强烈的输出。他们的成功在于能够通过其他麻醉剂活动产生丰富的媒体体验。这种潜力得到了有力的证明，尽管仅限于少数活动。
当前的触觉解决方案：Hexapod方法
但大部分情况下，全身触觉沉浸感仍是行业首选的“六足纲”。在视觉或沉浸式体验的配合下，6自由度（6DoF）的动作可以机械地同步到内耳，与眼睛和耳朵的想象完全一致。添加一个可控风扇，其设备范围从完全沉浸式主题公园体验到军方的坦克和直升机培训师。
这种感官输入的和谐实际上会减少感官不和谐导致的“晕屏症”，只需要连接感官点。但是,Hexapod 平台原本设计为多功能、通用的运动控制装置,直到最近才通过 VR 投入使用,以欺骗我们的内耳。它让我们身体的其他部分脱离了大部分。
进入全身互动平台
Ethereal Matter 的 MEK 是一个交互式运动控制平台,在交互式虚拟体验中实现手臂、腿部和平衡的交互,就像在现实世界中一样。类似Hexapod方法，MEK将你期望的感觉与现实体验相结合。最重要的是,MEK 从根本上接受了 VR 带来的机遇,通过与虚拟世界中的对象产生全身交互,将用户带入一个丰富的、富有想象力的世界。
为此,它包括:
- 两个主动覆盖人体运动范围的机械衔铁。
- 活动足部平台,可为腿部创造触觉条件。
- 万向支架握持电动衔铁,允许手腕自由、安全地移动,同时传感器可以检测最细微的用户输入
LiDAR运动捕捉用户的扫描，以第一人称替身的形式将更丰富的图像传送到VR场景中，以增强深度沉浸感。
MEK如何实现双向触觉
双向触觉由末端执行器（万向节抓握组件）中的传感器与 Unity 吻合的代码组合而成，可实现视觉和物理体验的协同。
比如，用户可以在《星球大战》风格的 Pod Racer 上抓取近乎油门控制的东西，然后向前推动加速。传感器检测前方意图，运动控制将运动引导到虚拟Speeder上的指定滑动油门轨道，用户会看到自己的替身手在射击发动机。马达旋转到一定位置，声音增加，启动时感觉振动，周围的场景开始运动。他们使用差速转向转向，像在拖拉机上一样，一边踩油门，一边用腿踩入弯道，腿部感知下方有一个浮力强、有反应的“Speeder”，类似于喷气发动机的IRL运动。对用户而言，这种纯粹的效果是一种超现实环境中的纯自然体验。
Speeder 只是其中一个示例，它提供了近乎无限的模拟、娱乐和训练机会。未来将完全由Unity机器人软件上的游戏设计驱动。全新的体育、互动、娱乐和活动——全部源自想象——现在可以变成真正的体验。
由Unity提供支持：沉浸式交互的核心
Unity的核心位于传感器、马达和VR的下面。它将连接所有传入的数据，将其与游戏体验混合，并驱动马达控制器。Unity 根据需要将这些成分与 C++ 层集成在一起，包括：
- 传入传感器数据收集
- 传感器数据和运动控制器之间的集成
- Unity Physics软件包，用于增强触觉真实感
- 用户界面，可进行简单的图形用户交互
- Unity Asset Store的大量高质量内容
- 空间音频，增强深度感和沉浸感
- VR 输出，支持 MEK 与头盔无关的平台
- 通用渲染管线，可实现高质量渲染和照片级真实感，增强真实感
- 用于培训、竞赛或社交互动的 Multiplayer 功能。
- 第一人称Avatar集成
内置的物理系统可以精确控制所有运动，让大脑相信虚拟实体具有质量和惯性，以及阻力、风力、浮力或其他任何将体验具体化所需的效果。渲染风格可以逼真地满足训练和模拟需求，也可以风格化，如漫画、水彩、木块、黑色胶片或其他任何有助于逃避现实的味道。庞大的 Unity Asset Store 提供无限的优质材质、效果、环境和音频，使新内容的创作快速而富有想象力。这对 MEK 至关重要，因为不断涌现的新世界会推动玩家的回归。
开启跨行业新可能
健身与培训
Ethereal 可增强传统体验，包括典型的久坐游戏。通过运用双向运动控制，你可以扮演汤姆·克鲁斯（Tom Cruise）攀爬哈利法塔，扇动机械翅膀驾驶蒸汽朋克鸟类跳伞机飞越中国长城，或在特拉法加战役中驾驶战舰。你甚至可以做一个300英尺长的环太平洋机器人替身，与来自世界各地的大学室友拳打一拳，将东京摧毁在你脚下。
其最终效果是真正吸引用户渗透，同时比视频游戏更具吸引力，比 VR 本身更具沉浸感，比健身房更具吸引力。随着阻力的增加，这些动作也变成了合法的健身动作，比如按长椅、划船、苍蝇、蹲下、卷曲，甚至是在设备齐全的健身房里能找到的任何东西。这样一来，你就不会感到无聊，反而可以增强自己的逃避现实和冒险精神，完全根据用户对触觉阻力设置的选择，将健身与游戏融为一体。在游戏里加入体育元素，电子竞技突然变成了一种运动、娱乐和健身，并取得了IRL的效果。
由于衔铁覆盖人体运动范围，几乎任何健身活动都可以被重新创建并转化为游戏体验，反之亦然，为特定人群量身定制。Unity的反向运动学可确定用户的比例并自动缩放场景或素材资源,确保所有运动在生物力学上都是最佳的,并可根据用户年龄进行调整。对力反馈参数进行完全控制，微妙的触觉互动变成一种艺术，为整体体验增添魔力。这个巨大的机器人拳头以阻力上弦起跑，然后以全身力推动上弦回家。你会感到撞击时的战栗，看到对手的盔甲喷涌出火花和烟雾，听到对手向后飞时的卡奏声。所有触觉线索最终源自Unity的视觉、运动、听觉和物理代码，从而提供丰富的沉浸式体验。
物理治疗
Unity的Multiplayer功能将该平台转变为一个完整的体育、健身和训练解决方案,无论身处何地,都能让群组参加比赛或合作。这可以产生真正的健身团队运动，以及让全身都参与到活动中的训练。沉浸式电子竞技已经成为一种社交、体能要求较高的全身体验。无论学校设备、位置、天气、交通预算和时间如何，都可以参加国际的校内竞争。有了 MEK 和 Unity，与妈妈的一次赶集电话可以变成在威尼斯运河上划桨板一小时。
借助 MEK 和 Unity,物理治疗 (PT) 从乏味变为愉悦,在优化结果的同时提高依从性。在这里，Unity 的反向运动学模型与 LiDAR 驱动的机舱扫描相结合，可实现近距离运动监控，仿佛有高度警觉的物理治疗师在场。虚拟运动路径由特定矢量定义，根据患者比例缩放，并精确设计阻力以优化结果。游戏化可解决传统游戏最常见的缺点：游戏固有的单调性导致游戏缺乏合规性。突然间，与朋友一起划着一块神奇的地毯沿着古老的尼罗河而下，成了治愈肩膀撞击的最好方法。
所有这些都是通过平台软件控制的电枢和双向运动将 Unity 与机器人技术相结合实现的。
太空训练和模拟
众所周知，在太空中，失败是不可多得的，而精确的模拟对任务成功至关重要。目前,Ethereal 正在开发面向太空培训和模拟的环境,该环境带来了一系列无法在地球上复制的细微挑战。
具体来说，通过使用 Unity 的物理引擎包，MEK 可在逼真的虚拟环境中生成复杂的运动和交互，从而在各个级别上提供高度精确的训练环境。Unity 的高质量立体渲染模拟了太空中强烈的眩光和深邃的阴影，同时重现了地球、月球、太阳和恒星的精确轨道动力学，以假乱真的方式高速行进，仿佛环绕着受训者。最终的环境能让受训宇航员在上天前熟悉太空的视觉体验,最大程度减少总体的认知负荷。
从物理上来说，Unity将宇航员的运动与宇航服的固有阻力以及他们在实际零重力环境中移动重物时会遇到的质量无重力混合在一起。同样的运动控制代码还允许宇航员绕着空间站外部进行失重运动、双手交接，小心翼翼地平衡宇航员和250磅宇航服在运动时产生的偏心惯性。
Unity 的内置物理系统可在零 G 内精确模拟宇航员运动、旋转和多体碰撞。Unity 简单而高性能的刚体物理系统和碰撞体实现，甚至是惯性张量，从根本上支持对 EVA 运动进行建模。惯性张量特别允许 MEK 模拟空间中轴向和矢状自旋之间的旋转差异。在一个更细致的层面上，MEK使用手动质心来模拟宇航服背部重型生命支持系统的偏心质量。具体来说，MEK的代码使用了“add force at position”（在位置处加力）来避免计算所产生的扭矩，从而简化了运动代码。
这种沉浸式训练的清晰度可以极大地改善人类对太空中复杂运动动力学的熟悉度和肌肉记忆力，这种运动动力学早在离开地球之前就已成形。
沉浸式技术的未来
MEK 旨在将物理维度和深度扩展到由当今 VR 头盔产生的感官错觉。在 Unity 集成技术的驱动下，MEK 将各种数据 - AI、运动控制、传感器融合、游戏 - 整合到从健身到社交用户渗透到复杂训练的独特而深度的沉浸式体验中。作为 MEK 的核心，Unity 通过协调感官输入和输出来生成体验，从而产生深度沉浸的魔力，真正逃离到另一个世界。
