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<随心_句子c><随心_句子c><随心_句子c><随心_句子c><随心_句子c>Project Caliper：目(mu)標(biao)是(shi)打(da)造(zao)最(zui)佳(jia)VR手(shou)柄(bing)

壹(yi)提(ti)到(dao)Valve Index，人(ren)們(men)很(hen)快(kuai)聯(lian)想(xiang)到它(ta)的(de)五(wu)指(zhi)追(zhui)蹤(zong)VR手柄，這(zhe)款(kuan)支(zhi)持(chi)手勢(shi)追踪和(he)體(ti)感(gan)反(fan)饋(kui)的高(gao)端(duan)VR手柄，是市(shi)面(mian)上(shang)最強(qiang)大(da)的C端VR手柄之(zhi)一。盡(jin)管(guan)如(ru)此(ci)，它依(yi)然(ran)存(cun)在(zai)許(xu)多(duo)缺(que)陷(xian)，比(bi)如配(pei)備(bei)的小(xiao)型(xing)搖(yao)桿(gan)質(zhi)量(liang)不(bu)佳、集(ji)成(cheng)式(shi)設(she)計(ji)不利(li)於(yu)維(wei)修(xiu)、人体工(gong)學(xue)不夠(gou)理(li)想等(deng)等。

為(wei)了(le)改(gai)善(shan)Index手柄，VR愛(ai)好(hao)者(zhe)Rob Cole決(jue)心(xin)改進(jin)VR手柄交(jiao)互(hu)，于是開(kai)發(fa)了一款參(can)考(kao)Valve Index VR的VR手柄：Project Caliper，旨(zhi)在提升(sheng)VR手柄的人体工学和模(mo)塊(kuai)化(hua)设计。據(ju)悉(xi)，这是一款基(ji)于Tundra HDK定(ding)位(wei)技(ji)術(shu)的SteamVR手柄，它的重(zhong)點(dian)在于人体工学和模块化设计，優(you)化维修方(fang)式和耐(nai)用(yong)性(xing)。

Cole公(gong)布(bu)了Caliper從(cong)零(ling)开始(shi)的詳(xiang)細(xi)设计，他(ta)表(biao)示(shi)：原(yuan)本(ben)的计劃(hua)是开发一個(ge)可(ke)運(yun)行(xing)的手柄原型，然後(hou)通(tong)過(guo)眾(zhong)籌(chou)等方式量產(chan)发售(shou)，不过由(you)于疫(yi)情(qing)對(dui)于供(gong)應(ying)鏈(lian)和制(zhi)造時(shi)長(chang)的影(ying)響(xiang)，量产並(bing)不實(shi)際(ji)。而(er)且(qie)批(pi)量購(gou)買(mai)LG電(dian)視(shi)遙(yao)控(kong)器(qi)的成本就(jiu)達(da)到60英(ying)鎊(bang)/單(dan)元(yuan)，經(jing)过成本預(yu)算(suan)后，发現(xian)成立(li)公司(si)賣(mai)Caliper手柄并不賺(zhuan)錢(qian)，于是决定將(jiang)手柄的设计公开。

他還(hai)表示：开发硬(ying)件(jian)會(hui)消(xiao)耗(hao)大量成本，也(ye)许在赚到一百(bai)萬(wan)美(mei)元之前(qian)，先(xian)準(zhun)备好兩(liang)百万美元來(lai)开发硬件。尤(you)其(qi)是VR手柄，像(xiang)Index这樣(yang)配备復(fu)雜(za)傳(chuan)感器的设计，每(mei)对售價(jia)259英镑似(si)乎(hu)利潤(run)并不多。

關(guan)于XRCaliper

据了解(jie)，Cole在業(ye)余(yu)时間(jian)，針(zhen)对VR手柄的追踪、人体工学、体感、機(ji)械(xie)、軟(ruan)件等方面，开发了多款原型设计。此外(wai)，还通过Steamworks項(xiang)目簽(qian)約(yue)为SteamVR开发者，基于SteamVR定位方案(an)开发SteamVR遊(you)戲(xi)或(huo)VR手柄。

为了測(ce)試(shi)SteamVR手柄定位，Cole采(cai)用了Tundra硬件开发套(tao)件（HDK），并用有(you)線(xian)連(lian)接(jie)的方式测试单个基站(zhan)定位目标的效(xiao)果(guo)，或用無(wu)线连接的方式来测试两个基站定位手柄。

接下(xia)来，Cole从頭(tou)开始设计VR手柄的外觀(guan)，他想要(yao)嘗(chang)试一些(xie)與(yu)现有产品(pin)不同(tong)的设计，比如采用槍(qiang)柄外形(xing)的手柄。而VR手柄上的按(an)鈕(niu)、扳(ban)机、觸(chu)控板(ban)、摇杆等輸(shu)入(ru)元件，以(yi)及(ji)微(wei)型控制器，則(ze)来自(zi)于已(yi)量产的游戏手柄，比如Thrustmaster X Pro E-Swap等等。Caliper的设计中(zhong)还包(bao)括(kuo)体感馬(ma)达、发光(guang)二(er)極(ji)管等元件。

其中，Thrustmaster X Pro E-Swap是PlayStation的第(di)三(san)方游戏手柄，其特(te)点是采用模块化设计，为用戶(hu)提供低(di)成本的自定義(yi)升級(ji)套件（方向(xiang)鍵(jian)、側(ce)把(ba)手、摇杆、触控板等等），以及不同色(se)彩(cai)、紋(wen)理和样式的配件。同时Thrustmaster还提供软件，支持按钮映(ying)射(she)、E-Swap输入设置(zhi)、摇杆完(wan)全(quan)調(tiao)整(zheng)等功(gong)能(neng)。如果未(wei)来商(shang)用的VR手柄也能支持这種(zhong)模块化设计，可能会帶(dai)来各(ge)种有趣(qu)的用法(fa)。

为了调试HDK在手柄上的效果，Cole首(shou)先在枪柄上固(gu)定了一个T型定位传感器，来代(dai)替(ti)具(ju)体的手柄面板。

Caliper原型还配备了一大块可充(chong)电鋰(li)电池(chi)，电池的重量平(ping)衡(heng)了手柄T型定位杆的重量，同时模擬(ni)了手枪的重量感。Cole認(ren)为，这种酷(ku)似手枪的VR手柄将很適(shi)合(he)《Pistol Whip》等VR射擊(ji)游戏。

在Caliper握(wo)柄內(nei)部(bu)，配备了一大块体感马达，连接锂电池后，可实现足(zu)够长的續(xu)航(hang)。在测试传感器定位和3D VR同步(bu)階(jie)段(duan)，Caliper手柄僅(jin)配备一个扳机，采用簡(jian)单的输入方式。

立方体VR“枪手柄”

除(chu)了T字(zi)手柄原型外，Cole还设计了一部分(fen)为立方体的手柄原型Guncube，用来追踪立方体对象(xiang)。尽管如此，Cole意(yi)識(shi)到还需(xu)要加(jia)入更(geng)多传感器，以覆(fu)蓋(gai)更多追踪角(jiao)度(du)，提升6DoF定位的准確(que)性。SteamVR提供的課(ke)程(cheng)中也推(tui)薦(jian)了VR手柄传感器的一些布局(ju)，比如用不同角度的小平面来分解同一个平面，同一个平面上的传感器间距(ju)尽量分开，好从多个角度捕(bu)捉(zhuo)目标，覆盖更多追踪範(fan)圍(wei)。

左(zuo)邊(bian)为Tundra HDK中的Triad TS4112光学传感器，其中反光的黑(hei)色區(qu)域(yu)为“传感器窗(chuang)口(kou)”，負(fu)責(ze)接收(shou)SteamVR基站发射的激(ji)光定位信(xin)號(hao)。

Cole表示：在测试定位追踪时，传感器位于VR手柄的外部，而在量产版(ban)本中，传感器的光学窗口采用特殊(shu)的塑(su)料(liao)濾(lv)片(pian)，特点是允(yun)许激光通过，同时尽可能減(jian)少(shao)可見(jian)光和反射光的影响。

除了物(wu)理手柄原型外，Cole还利用免(mian)費(fei)开源(yuan)工具OpenSCAD为Guncube设计了3D模型，其中包括立方体定位模块，以及传感器布局，而握柄部位则采用掩(yan)膜(mo)将其与传感器分开。接著(zhe)，使(shi)用SteamVR模拟工具，来分析(xi)最佳的传感器布局设计。

据了解，通常(chang)Tundra HDK配备25个传感器通道(dao)，Cole使用的HDK缺少一个传感器，因(yin)此只(zhi)有24个。而在Guncube原型中，Cole只使用了其中8个传感器，以简化测试流(liu)程。

在模拟软件工具中，妳(ni)可以查(zha)看(kan)传感器捕捉到的動(dong)態(tai)距離(li)數(shu)据，VR手柄模型，活(huo)躍(yue)的传感器数量，初(chu)始姿(zi)态，旋(xuan)轉(zhuan)和平移(yi)等信息(xi)，如果大多数传感器被(bei)遮(zhe)擋(dang)，VR定位模拟会回(hui)退(tui)到基于IMU的3DoF模式。

然后，Cole在OpenSCAD中，将模拟手柄上的传感器与实际手柄原型上的传感器进行匹(pi)配和对齊(qi)，并使用HTC Vive手柄的3D模型来校(xiao)正(zheng)Guncube模型的方向。

手柄模型设计

除了Guncube外，还开发了各种不同類(lei)型的手柄模型，这些手柄的材(cai)质采用木(mu)头、熱(re)成型塑料，或是将二者結(jie)合。此外，还探(tan)索(suo)了各种不同形狀(zhuang)、体積(ji)，比如直(zhi)握柄、左右(you)手不同的握柄、彎(wan)曲(qu)握柄、模块化握柄，还参考了Index手柄和Vive手柄的握柄设计。

接着，Cole在这些VR手柄原型中加入Thrustmaster手柄上拆(chai)下的控制模块，比如A/B按钮、开关按钮、扳机。有趣的是，VR手柄的控制模块和摇杆面板上配备了可调節(jie)滑(hua)块，允许用户獨(du)立调整每个控制元件的相(xiang)对距离。也就是說(shuo)，在VR手柄上借(jie)鑒(jian)Thrustmaster靈(ling)活的模块化设计。

不过，考慮(lv)到每个人手的大小不同，开发者可以通过软件来调整VR手柄的渲(xuan)染(ran)模型，将VR中虛(xu)拟手和手柄按钮交互的动作(zuo)与实际对齐。

尝试Valve Index手柄设计

与大多数VR手柄相比，Valve Index手柄的特点是支持五指追踪，用户即(ji)使不用手指握住(zhu)手柄也能实现VR交互，而手柄则通过綁(bang)带固定在手掌(zhang)/手背(bei)上。

Caliper手柄的握柄部位尝试了多种设计，包括貼(tie)合特定手型的異(yi)形、偏(pian)离中心的橢(tuo)圓(yuan)形，其中椭圆形的握柄可以通过上下顛(dian)倒(dao)来适应不同的手型。而且，还尝试了不同的绑带、固定板、握柄、输入元件，还设计了垂(chui)直使用的握柄，以及傾(qing)斜(xie)的握柄。

体感反馈部分，据Cole稱(cheng)，Caliper手柄配备的大马达在全功率(lv)下最大扭(niu)矩(ju)額(e)定值(zhi)为15納(na)米(mi)，而小马达最大扭矩为3纳米，全功率运行两个大马达会产生(sheng)較(jiao)明(ming)顯(xian)的体感，可能会讓(rang)你产生鍛(duan)煉(lian)、戰(zhan)鬥(dou)时的动感。

Caliper手柄的绑带上也配备微型马达，模拟手在震(zhen)动的体感/触覺(jiao)。接下来，还可以加入线性马达（LRA）或壓(ya)电体感套件。

为什(shen)麽(me)叫(jiao)Caliper

Caliper的中文(wen)直譯(yi)为卡(ka)尺(chi)，这也是Cole在職(zhi)业生涯(ya)中多次(ci)使用的一种测量设备。许多类型的卡尺，可以讀(du)取(qu)刻(ke)度尺、刻度盤(pan)、数字显示器的测量值，而另(ling)外一些卡尺像羅(luo)盘一样简单，沒(mei)有刻度，只有向内、向外的点。

Cole表示：給(gei)VR手柄起(qi)名(ming)卡尺的原因是，它支持完整的调节功能，可测量用户的手掌大小，并据此调整合适的体驗(yan)感，就像是卡尺一样可灵活调整。同时，这种设计也在现有的VR手柄基礎(chu)上带来两大升级：

1，适用于不同手掌的人体工学优化

据了解，Cole希(xi)望(wang)通过Caliper手柄来解决VR玩(wan)家(jia)在《Pavlov》等射击游戏中的体验，他表示：如果VR手柄舒(shu)适性不好，那(na)么在VR射击游戏中反复扣(kou)动扳机会引(yin)起不适嗎(ma)？从长期(qi)来看，是否(fou)会導(dao)致(zhi)重复性勞(lao)損(sun)？这些問(wen)題(ti)，能否通过模块化或可调节设计来解决呢(ne)？

此外，Cole也曾(zeng)考虑可调节的扳机位置、摇杆和握柄之间的距离、独立调节摇杆和扳机、可更換(huan)尺寸(cun)的手柄主(zhu)体、不同形状的扳机盖、不同纹理/质地(di)的握柄、左右手柄可独立调节的设计等等。

2，模块化输入元件、减少VR停(ting)机时间

Cole表示：由于Index手柄未采用模块化设计，在擁(yong)有該(gai)手柄的2年(nian)保(bao)修期间，官(guan)方已经给我(wo)更换了11对。实际上，如果VR手柄采用可替换的模块化元件，那么维修将会更简单、成本更低，也会避(bi)免产生电子(zi)垃(la)圾(ji)，以免浪(lang)费。

另外，考虑到Index产品缺貨(huo)的情況(kuang)，每次等待(dai)更换的新(xin)手柄，都(dou)需要好幾(ji)个星(xing)期时间，而在这期间VR头显就閑(xian)置了。其实，Index用户可以自己(ji)替换摇杆，但(dan)这会破(po)壞(huai)摇杆的电容(rong)感应功能。

为什么Index手柄總(zong)需要送(song)修

Cole表示：我的Index手柄总出(chu)问题，尤其是在玩《In Death》、《Boneworks》、《Pavlov》等VR射击游戏时，对扳机和摇杆的损害(hai)较大，一些时候(hou)握柄也会受(shou)影响。为了避免扳机等常用的按键磨(mo)损，Cole曾经尝试重新设置VR手柄按键映射，不过这种方式还是影响游戏体验的流暢(chang)性。

为了提升VR手柄、按键的耐用性，Cole总结出三点需要优化的问题：

1，Index手柄质量不理想

作为首批收到Valve Index的用户，Cole在拿(na)到Index手柄后发现尽管它看起来很结实，外观设计精(jing)致，但A/B按钮和扳机不够固定，触碰(peng)的时候有点摇晃(huang)，不太(tai)穩(wen)。Index采用小摇杆和小型触控板混(hun)合的设计，比Vive手柄的大触控板更好用，但并没有Xbox、PS 4官方手柄的摇杆结实、精准。实际上，最初Index手柄设计采用了大触控板，后来才(cai)决定加入摇杆。

相比之下，Oculus VR手柄由Xbox 360手柄背后團(tuan)隊(dui)Carbon Design设计，质量更好一些。

在高负載(zai)的VR射击游戏中，小摇杆更容易(yi)磨损（受到电位计的物理限(xian)制），耐用性不如正常尺寸的大摇杆。熟(shu)悉任(ren)天(tian)堂(tang)Switch的人都知(zhi)道，Switch游戏常用摇杆来移动，而其Joy-Con手柄上采用的是小摇杆，因此很容易快速(su)磨损，并导致漂(piao)移或摇杆故(gu)障(zhang)。

为了避免上述(shu)问题，Caliper手柄采用Thrustmaster S6的大摇杆，在VR射击游戏等場(chang)景(jing)中更耐用。而未来，也许Index手柄可以采用更大的摇杆来提升耐用性，不过这可能会犧(xi)牲(sheng)触控板的位置。

2，按键布局不合理

Index手柄面板的按键緊(jin)湊(cou)，在使用时通常需要反复偏转拇(mu)指，长时间下来体验感不舒适，容易造成拇指疲(pi)劳，而且也可能导致过度操(cao)作，加速电位计模块的磨损。

经过实际的模拟体验，Cole发现，Index手柄上的摇杆如果从边緣(yuan)移动到中央(yang)，更符(fu)合人体工学，而且还可以将触控板放(fang)在靠(kao)边的位置。

3，不适合手勁(jin)大的用户

对于一些握力(li)大的成年人来講(jiang)，手柄的耐用性更加重要。一些《Beat Saber》玩家就反馈，玩这种VR节奏(zou)游戏常常损傷(shang)手柄。在VR射击游戏中，你常常会扣动扳机来开枪，对于Index手柄来讲，长期进行这样的动作，通常会引起扳机盖變(bian)形，可能会产生錯(cuo)位，并且与手柄框(kuang)架(jia)产生摩(mo)擦(ca)甚(shen)至(zhi)卡住，失(shi)去(qu)原来的灵活性。

Cole表示：考虑到Index手柄上扳机的位置，通常用户会从侧面给扳机盖施(shi)压，而不是直接触发扳机的彈(dan)簧(huang)，磨损更大，因此扳机盖需要采用更加堅(jian)固的材质，避免侧面压力造成弯曲。

经过测量，成年男(nan)性在使用Index手柄时，可能会施加40-50公斤(jin)的握力。VR手柄的按键、摇杆至少能承(cheng)受长时间用力使用的磨损，或是提供可替换的元件，以方便(bian)维修。

于是，Caliper采用了从内部加固的特殊形状扳机盖，而且采用可拆卸(xie)设计，允许用户更换不同尺寸、形状、材料的扳机盖。除此之外，Caliper手柄上的整个控制模組(zu)和扳机模组都可以实现快速安(an)裝(zhuang)和拆卸，握柄的盖也可以更换。

有趣的是，Caliper手柄上配备六(liu)角螺(luo)栓(shuan)，可调整包括摇杆在内的控制模组的角度、距离，以适应不同的手型。而接下来，Cole还将繼(ji)续优化定位環(huan)和调整模块的布线、升级绑带设计、加入体感模块。参考：Skarredghost返(fan)回搜(sou)狐(hu)，查看更多

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