加拿大团队通过纸质标记为手机VR提供6DoF交互可能性
附着在纸板的多个纸标记
（映维网Nweon 2025年03月26日）加拿大卡尔顿大学团队认为，手机VR为高端虚拟现实提供了一种替代方案，但目前仅提供有限的交互，从而阻碍了其可用性和广泛采用。
为了提高交互性，他们提出了一种新颖的输入解决方案：低保真VR控制器。控制器使用智能手机摄像头追踪标记以提供六自由度输入。它几乎不需要任何成本，因为它是由具有成本效益的可获得材料制成。团队基于Fitts定律进行了用户研究，以评估控制器在选择任务中的性能，同时比较了三种选择激活方法。
尽管存在跟踪问题，但I选择吞吐量与其他类似的基射线选择技术相当，大约为2.2 bps。研究结果验证了控制器是一种可接受的3D输入设备，而他们将在未来的工作中提出改进控制器性能和用户体验的方法。
虚拟现实在教育、培训、身心健康干预、各种治疗、协同工作和娱乐等方面提供了改进的沉浸式体验。注意到这一点，诸如Meta和苹果等巨头都在大力投资VR，并制造用于日常使用的商业技术，重点是娱乐、工作和社交体验。
然而，VR技术并不是普遍可用。带有追踪控制器的现代VR显示器的价格从300美元到1400美元不等。对于大多数用户来说，这设备备过于昂贵，从而将能够从这项技术中受益的部分人群抛在后面。
一种潜在的低成本替代方案是手机VR，而它甚至在当前一代头戴式显示器出现之前就出现了。
早期的项目提议将手机作为虚拟现实平台。以谷歌的Cardboard为例，手机VR为更广泛的公众体验VR提供了一种低成本的解决方案。
通常情况下，手机VR的价格在10-20美元之间，并以插入的智能手机作为计算设备，然后通过手机内部的传感器提供头部旋转。
加拿大卡尔顿大学团队认为手机VR有可能帮助VR技术实现更广泛的应用。
尽管手机VR降低了使用成本，但缺乏高保真设备提供的追踪和计算性能。它们不包括控制器、手部追踪或房间级追踪。
蓝牙控制器可以以25-30美元的价格购买，但由于只能追踪旋转运动，所以无法提供像高端控制器那样复杂的交互。
尽管特定手机VR体验使用注视固定的光标来获取目标，但大多数应用仅限于被动娱乐，亦即用户可以查看虚拟空间，但通常不能主动探索虚拟环境。
但由于注意到手机VR的潜在优势，加拿大卡尔顿大学团队提出了一种新颖的手机VR输入设备，即低保真度VR控制器，以提高低保真度设备的输入能力，而且用户几乎不需要额外的成本。
所提出的解决方案使用所有现代智能手机普遍使用的摄像头来追踪由附着在纸板的多个纸标记组成的外部控制器。
它提供六自由度追踪功能，亦即高端VR控制器的标准。目前，选择是通过光线投射执行，但这可以扩展到其他选择技术，例如虚拟手。
为了评估控制器的功效，团队进行了一项用户研究，比较了控制器的用户性能和用户体验。控制器设计的一个突出问题是如何指示选择，即“点击”按钮。所以，研究人员用三种不同的选择激活方法测试了设备。为了进一步评估控制器，参与者填写了一份关于输入设备舒适度的问卷，并提供了额外的主观数据。
目标是确定低保真VR控制器是否提供基本的选择性能，并获得用户的观点，以确定未来迭代的潜在改进。
这项研究的最终目标是进一步提高控制器的质量，并将其性能与高端VR控制器和MVR的标准输入技术进行比较。
相关论文：Low-Fi VR Controller: Improved Mobile Virtual Reality Interaction via Camera-Based Tracking
总的来说，团队提出的低保真VR控制器主要用作手机VR的6DOF输入设备，亦即使用智能手机摄像头追踪标记。这项研究的动机是在改进手机VR交互方面的差距。研究人员指出，以前没有任何交互方法可以提供与高保真VR控制器相当的体验，同时保持低成本和可访问性。
他们在ISO-9241-9标准任务中评估了控制器的性能潜力和用户体验，并比较了三种选择激活方法（Instant, Dwell, Marker）。研究结果表明，当前设计的控制器是一种有效的输入设备，与类似VR输入技术具有相当的选择性能。
另外，低保真VR控制器可以通过增加手机VR中交互和应用的复杂性来促进VR的偶极。它同时具有支持远程VR实验的潜力，因为控制器可以发送给最终用户并由最终用户组装，从而促进了以前需要实验室设置的研究。
