雙手操作

Guiard(1987)提到，在真實世界中，人類習慣使用兩隻手進行所有的工作，

然而，絕大多數的狀況裡，兩隻手的工作任務是不相同的。也因此，常被誤解為 只用單手進行工作。例如使用慣用手寫字的同時，另一隻手需要負責固定住紙張。

在虛擬實境中，雙手的操作能讓使用者維持原本生活中的雙手操作習慣，但至今 仍有許多虛擬實境系統的操作僅限於使用慣用手，從系統執行面上來看，雙手操 作需要同時處理兩隻手的狀態和力回饋。因此，系統的計算速率需要提升，且力 回饋的生成速率也需要增加才能因應需求。硬體上，則需要準備兩套的操作裝置，

花費上較為昂貴。

Ullrich et al. (2011) 在虛擬實境中，讓一組使用者，使用其非慣用手操縱一 支 PHANToM Omni® 力回饋裝置，來固定病患的受傷位置，慣用手則操縱另一支 PHANToM Omni® 力回饋裝置，來進行虛擬穿刺，如圖 2.13 所示。另一組使用者 則只用其慣用手進行虛擬穿刺，不使用非慣用手。研究結果指出，使用雙手操作 的組別在任務完成時間和精準度上都優於另一組的單手操作。本研究證實，使用 非慣用手輔助慣用手的雙手操作方式，即是一種能提升操作效率的方式。

雙手虛擬手術(Ullrich et al.,2011)

Vyawahare＆Stone (2012)的研究中，分別提出了兩種雙手運用的虛擬組裝方 式。其一為使用者用非慣用手控制具有位置追蹤功能卻不提供力回饋的 Razer

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Hydra 抓取虛擬零件(hole)，慣用手則控制 PHANToM Omni® 操作虛擬插件(peg)，

執行 peg in hole 的組裝，如圖 2.14 所示。在零組件間碰撞或正確安裝時會由彈 簧阻尼系統計算出三個自由度的力回饋輸出給 PHANToM Omni® 。此種複合式 的虛擬操作方式，由於非慣用手所使用的 Razer Hydra 的工作範圍較廣，作為虛 擬零件(hole)的抓取工具可以改善 PHANToM Omni® 工作範圍狹小的問題，達成 良好的互動關係。但缺點是無法提供任何的力回饋。其二則是左右兩手共同操控 同一零組件，左手（非慣用手）負責零件的移動，右手（慣用手）則負責零件之 旋轉，此種操作方式，可避免 PHANToM Omni® 工作範圍狹小的問題。雖然操 作方式較為特殊，但使用者若經過學習，則可以加強兩隻手合作，不失為一種優 良的雙手操作方式。

左右手抓取示意圖(Vyawahare＆Stone,2012)

系統裝配圖(Vyawahare＆Stone,2012)

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Ve ́laz et al. (2013) 提出了雙手複合式組裝系統，其中一隻手在真實世界中抓 取細長桿件，作為虛擬組裝工具的操作模擬。運用 Mocap 系統（無標記影像追 蹤系統）在現實世界中，使用影像追蹤的方式，追蹤使用者手中的桿件位置，另 一隻手則使用 PHANToM Omni® 來進行操作，圖 2.8(b)所示。研究更進一步將此 複合式組裝系統、雙手 PHANToM Omni® 系統、雙手 Mocap 系統，圖 2.8(a)(b)(c)，

進行比較。結果顯示，複合式組裝系統，由於雙手工作區域範圍差異大(PHANToM Omni® 系統 16 cm x 12 cm x 12 cm，Mocap 系統 50 cm x 40 cm x 50 cm)在操作上 容易困惑使用者，最不受使用者歡迎。於是，作者又提出改良版的雙手複合式組 裝系統，將 PHANToM Omni® 系統以工作區域範圍較大(60 cm x 40 cm x 40 cm) 的 GRAB 力回饋系統取代。結果顯示，此改良版的雙手複合式組裝系統，在任 務完成時間和使用者經驗上都和雙手 GRAB 力回饋系統之間無顯著差異。代表 在精度要求不嚴苛的情況下，此雙手複合式組裝系統可以取代雙手 GRAB 力回 饋系統。此研究提出了在虛擬實境中各種雙手操作的可能性，不論是雙手使用同 樣力回饋裝置的組裝系統或雙手複合式組裝系統，都可以提高虛擬實境真實性以 及增加雙手組裝的任務多樣性。

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