15、触觉算法验证方法

触觉算法验证方法

1. 引言

近年来，触觉交互在虚拟环境研究中成为一个不断发展的领域。触觉算法具有高度交互性，为实现逼真模拟，需实时计算反馈给用户的力。例如，多数实现中，力反馈算法需在小于 0.9 毫秒的触觉循环内执行，以达到 1kHz 的更新率；渲染非常坚硬的物体时，甚至需要 5 - 10kHz 的更高更新率。然而，对触觉算法正确性的研究却相对较少。

目前已有一些评估触觉算法的方法，包括理论方法和实证方法，但都存在一定的局限性。本文将介绍一种实证方法来评估力反馈算法，以下是具体内容。

2. 相关工作

2.1 现有评估方法

• 理论方法 ：尝试量化不同算法的时间复杂度，有助于更好地理解算法性能，但无法对时间复杂度相同的算法进行比较，且由于终端用户行为的影响，一些优化难以预测，因此需要结合实际测量。
• 实证方法 - 极限测试 ：如 Acosta 和 Temkin 比较不同版本的 GHOST 触觉 API 的性能，通过加载尽可能多三角形的物体，直到系统无法在触觉循环内处理信息，以此测试实现的极限，但未考虑低负载下的性能。
• 实证方法 - 触觉负载测量 ：使用工具测量触觉负载，即处理器在触觉循环中计算力所花费的时间。GHOST 触觉 API 提供图形工具以 10% 间隔显示触觉负载，可用于比较不同算法的性能，但无法提供可验证的准确数值结果。

2.2 现有方法的缺陷

当前评估方法存在重要缺陷，除缺乏准确数值结果外，还未