今天，我們將討論虛擬現實中手使用的一個有趣的問題。本文以此為基礎JakobJohansson（CEOGleechi）和KaiHubner,PhD（CTOGleechi）在VRDC講座
    首先，請握緊拳頭，想象沒有手的生活有多不方便。我們不能打開書，抓住杯子，玩樂器，和朋友打掌，等等。靈活的手給生活帶來了太多的便利，是生活中不可或缺的一部分。Gleechi該公司已經致力于研究機械手8年了，直到VR市場開放，Gleechi公司發現機器人和虛擬現實中的角色有太多的相似之處，關于如何捕捉物體，如何與物體互動？機器人研究中的這個關鍵問題也成為了VR該領域需要解決的問題。如今，許多虛擬現實游戲對手的操作有很大的問題，比如物體直接跳到虛擬手中，虛擬手穿過物體，或者當使用隱形虛擬手時，我們只能看到物體懸浮在空中。原因是人手的結構非常復雜，尤其是當人們試圖用手與物品互動時。下面我們將討論如何談論它VR解決這些問題。
    歷史上，世界上第一個機械手是由devol&Engelberger,Uni**te(1960年)發明的。機械手的自由度為1DOF(degreeof**)，只能在一個維度上抓取物品。然而，機械手的發展更接近現實世界的手。基于以下三個方面，我們將討論機械手和虛擬手的發展：
    1.設計和輸入手（HandsDesign&input）：
    關于這個話題，我們將通過性能（perfor**nce）和靈活性（flexibility）介紹兩個方面，如下圖所示：
    高性能手：常用于工廠，快速、強大、準確，適合重復工作。
    靈活性高的手：與不同的物體交互較多，但性能可能較差。
    人手：在中間。
    那么在應用開發中，我們如何選擇輸入設備呢？這個問題也可以通過性能和靈活性來回答。高性能動作控制器（motioncontroller）提供友好的操作，用戶只需按下簡單的按鈕即可完成任務。然而，我們更喜歡選擇高靈活性的相機來跟蹤復雜的手指。
    2.物體交互（objectinteraction）:物體是交互的重要組成部分，物體會決定手的交互方式。說到這個問題，我們先介紹一個簡單的概念可供性（affordances）:通過一系列的環境與生物體的關系**，為生物體提供執行動作的機會。例如，當機器人看到一個鍋手柄時，他會與手柄互動，舉起鍋。如果他看到一個輪子，他會想旋轉它，如果是斧頭，他會想舉起它。
    3.抓取分類（GraspTaxonomies）:如下圖所示，我們對不同的類，如下圖所示：
    力量抓取（powergrasp）和精確抓取（precisiongrasp）。根據不同的物體，你會對物體進行不同的操作，比如拿球或者拿筆。我們從可供性、工具和分類三個方面決定了如何捕獲。AaronM.Dollar兩年前，在一項有趣的研究中，他觀察了傭人和機械工程師的日常手部操作，發現50%以上的操作集中在三種抓取動作上，但傭人的力量抓取比例大于精確抓取，而工程師則相反。
    那么在下圖的游戲開發中，我們該怎么辦呢？
    我們可以看到場景中有各種各樣的物品。我們需要用力抓取一個重物，比如圖中的鐵鍋，抓取一個小叉子，我們用精度抓取。
    在理解了這個概念后，我們開始關注虛擬抓取（virtualGrasp）。我們關注的是如何讓虛擬手在那里VR我們將從世界上更接近自然手的操作開始
    1.手的展示（Representationofhands）。
    2.物體交互(Objectinteraction)。
    3.輸入(Input)三個細節談虛擬手。
    1.避免恐怖谷(Avoidtheuncannyvalley)：1969年提出的恐怖谷理論是人類對機器人和非人類物體感覺的假設，這表明，當機器人與人類相似超過一定程度時，人類對它們的反應會突然變得極度厭惡，即使機器人和人類之間有一點差異，也會顯得非常耀眼，因此，整個機器人有一種非常僵硬和可怕的感覺，比如面對行尸走肉。如果VR在游戲中，我們使用一雙與人類手非常相似的虛擬手，但虛擬手的行為并不自然，所以用戶會感到害怕和不適。
    2.避免特性手(Avoidhandpersonalities)，例如，大或小的虛擬手。或者一雙自然移動的虛擬手，但皮膚顏色與用戶不同。
    3.Beconsistent（一致性）：關于虛擬手的一致性，例如，當我們選擇最接近真實人的模型進行交互時，我們希望交互的效果是最自然的。當我們選擇機械手模型進行交互時，物體可能會跳到虛擬手中。隱形手可能是解決虛擬手和物體交叉的好方法。卡通手在抓取物體時會消失。我們也可以讓虛擬手拿著工具互動。如下表所示：
    左表自上而下，手的展示越來越抽象，右表隨著手的展示抽象感增強，交互的復雜性降低。
    4.忽略手臂(skipthearms)：手臂在虛擬場景中會有很大的浮動，影響整體效果。
    5.思考和關注場景中的每個物體(thinklongandhardabouteveryobjectinthescene)：讓場景中的物品盡可能地與虛擬手交互。
    6.觀察交互物品(**keisobvioushowtointeractwithobject)：不要讓一個項目有很多復雜的操作，這樣開發就會變得更加復雜。
    7.選擇最自然的抓取(pickthemostnaturalgrasps):想想人們想在虛擬環境中對物體做些什么，比如一個杯子，我們會用它喝水，把它放進洗碗機，摔在地上..等等。另外，正如我們之前提到的，抓取操作有很多種，不同的物體，不同的使用目的，不同的抓取方法。
    8.控制器根據使用案例選擇控制器(choosecontrollerbasedontheusecase)：就像我們之前談到的運動控制器一樣（Motioncontroller）它更容易在游戲中使用。用戶不必考慮太多，只需按下按鈕。當我們使用肢體語言時，手指的跟蹤尤為重要。
    9.反饋（usefeedback）：告訴用戶他成功地拿起了物品，比如用聲音，或者在視覺上感覺到物體被拿起了，或者很亮**作的物品。
    10.有時手的操作反饋會很奇怪(Sometimeshandsandfeedbackgetsweird)：有時玩家無法預測對象的操作可能會得到奇怪的反饋。
    總結:虛擬手的操作是VR希望大家通過本文對虛擬手有更深的了解，對虛擬手在應用中的選擇有更準確的把握。

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