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虚拟现实的硬件设备

2019-9-16 14:17| 发布者: 大大的献县| 查看: 124| 评论: 2

摘要: 虚拟现实系统的硬件设备是用户进入虚拟空间的必备条件和入口。人机接口设备:包括感知设备和跟踪设备,是组成虚拟现实系统的模块,并不能直接体验VR 内容,而是在整个系统中作为一种输入或输出设备。感知设备 感知 ...
 虚拟现实系统的硬件设备是用户进入虚拟空间的必备条件和入口。

人机接口设备:包括感知设备和跟踪设备,是组成虚拟现实系统的模块,并不能直接体验VR 内容,而是在整个系统中作为一种输入或输出设备。

感知设备

       感知设备可分为视觉感知设备、听觉感知设备、触觉/力觉感知设备、嗅觉感知设备、味觉感知设备等等。根据实验心理学家统计,人类获取的信息83%来自视觉,11%来自听觉,这两个加起来有94%。还有3.5%来自嗅觉,1.5%来自触觉,1%来自味觉。 所以视觉感知设备和听觉感知设备成为研究最多的设备。触觉等其他感知设备虽然不是当前的研究重点,但这些感知在某些体验环境下也具有重要作用,因此一直以来都有相关的研究工作。

视觉感知设备:

•电脑的显示器
•沉浸式显示设备:头戴式显示器)、大屏显示器、CAVE 等

听觉感知设备:

•音箱和耳机
•Jaunt 的首席声音工程师Adam Somers : “听觉能占到沉浸式体验的50%”。对听觉感知设备相关技术的研发,尤其是虚拟环绕声技术的研究一直是人们关注的热点。

触觉/力觉感知设备:

•力反馈设备(六自由度的操作杆 / 外骨骼式)
•触觉反馈套装

 AxonVR 公司在2016 年5 月推出了一种触觉反馈套装AxonSuit,该套装由一件上衣、一条裤子、手套和靴子组成,能够为身体各个部分提供触感乃至温度反馈。套装上安装了大量微小的感知单元组成,每个感知单元都可以提供各种程度的压力和热量,由此来模拟不同的质感和温度。当用户穿上套装在一片虚拟沙漠中漫步时,可以感觉到浑身都热乎乎的,而脚底的触感反馈甚至能够模拟行走的感觉。

虚拟现实的硬件设备

运动感知设备:
•六自由度的运动座椅:模拟出坐在车上或飞船上的晃动的感觉

其他感知设备:
•虚拟茧:2008 年,来自约克和华威大学的科学家小组,研制的世界上第一款能够同时模拟5 种感觉的虚拟现实装置。

虚拟现实的硬件设备

跟踪设备

 跟踪设备试图捕捉人的信号,并将这些信号输入给计算机。VR 系统会根据这些信号对虚拟环境进行实时调整,从而实现人与虚拟环境的互动。根据所捕捉的信息的不同,我们将跟踪设备分为位姿跟踪、空间定位、声音识别、意念操纵等。

位姿跟踪:

•所谓位姿跟踪就是对人的身体动作进行感知。
•从广义而言,鼠标就相当于一种位姿跟踪设备,只不过鼠标相当于只能捕捉人的一根手指在二维平面中的位移,无法实现更自然的人机交互。

 专业级的全身动作捕捉设备:
•全身动作捕捉设备也常被称为动捕仪。
•这些设备从原理上可分为:机械式、磁场式、超声式、光学式、惯性式、神经/肌肉跟踪等。
•目前得到最成功应用的是光学式和惯性式的动捕仪。

 光学式动捕仪
要在一个固定场地四周挂载多个摄像头,并一般需要在人的关节部位贴上感光点;当进行动作捕捉时,通过多摄像头同时拍摄影像,利用立体视觉原理就可以计算出人体关节的空间坐标,实现对人体动作姿态的捕捉。
惯性式动捕仪
利用一种惯性式的方位感知元件来捕捉人体动作。在人的主要关节处穿戴上这种感知元。

相对廉价的动作捕捉设备:

虚拟现实的硬件设备

空间定位技术:

虚拟现实的硬件设备

语音识别:
•相当于是对语音信号的跟踪
•2011 年10 月苹果公司IPhone 4s:语音识别系统Siri
•语音识别大致分为两个步骤:首先将语音信号转换为文字(已具有较高的准确率),然后从文字中判断人的意图。

 意念操纵:
•指人通过意识来控制计算机
•早在80 年代,美国军方就在用猴子做相关的实验,其通过植入式芯片来读取猴子的脑部信号来实现脑电波对机器的控制。
•2010 年美国Emotive Systems公司:Emotive EPOC

主流硬件产品:VR 硬件产品是市场上主流的整套产品,可以通过这些设备直接体验虚拟现实的相关内容。根据虚拟现实头盔的工作原理,我们可将其分为三种类型,分别是外接式、移动式、一体式三种类型。

•外接式VR 眼镜:即将VR 头盔同PC 电脑或游戏主机相连接,如HTC vive、Oculus rift 等;

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HTC

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Oculus

•移动式VR 头盔:将手机安装于VR 眼镜内部进行体验的产品,如GeAR VR、暴风魔镜等。

虚拟现实的硬件设备

Gear VR

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暴风魔镜

•一体式VR 眼镜:将处理设备内置于眼镜中,体验者可不需要接入任何其他设备进行体验,如Hololens、大朋M2、Pico NeoVR 等产品。



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最新评论(2)

引用 乐舞允在 2019-10-14 00:01
天啊.
引用 从沈开始 2019-10-4 00:03
:lol

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