SWISH：用于触觉感知虚拟流体的模拟流体动力学移重接口

由于流体的流动特性，当前 VR/AR 系统无法再现流体的物理感觉。为此，我们推出了 SWISH，一个无需固定连接的混合现实接口，能够为用户提供容器中流体行为的真实触觉体验。SWISH 的核心机制是利用虚拟现实追踪和电机驱动来主动移动手持容器的重心，模拟包含流体的手持容器的移动重心。除了解决可靠且高效的电机驱动相关的挑战外，我们的 SWISH 设计还强调可重现性、可扩展性以及与创客文化的兼容性。我们的虚拟到物理耦合使用 Nvidia Flex 的 Unity 集成来进行虚拟流体动力学模拟，配合包含电机驱动机械系统的 3D 打印增强容器。为了评估 SWISH 的有效性和感知功效，我们在虚拟现实环境中进行了一项用户研究，包含24名参与者、7种容器动作和2种虚拟流体粘度。在所有情况下，用户平均报告 SWISH 容器能够为流体行为产生准确的触觉感觉。这为虚拟环境中可编程流体的多模态交互开辟了潜力，可用于化学教育、员工培训和沉浸式娱乐。