虚拟现实系统的组成-虚拟现实系统的组成特征及主要设计要素有哪些

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什么是虚拟现实技术,虚拟现实技术的组成

虚拟现实技术是利用计算机技术,对现实的运动进行模拟和声像演示。在虚拟机过程中,操纵者可以身临其境地感觉到这个过程的运动情况,可以对设备进行操纵,可以查看生产过程、实验过程、施工图过程、供应过程、物流过程等活动的各种技术参数的动态值,从而确认现实的系统是否有能力完成预定的任务和如何去完成,也可从中发现运动过程的缺陷和问题,予以改进。 随着物流的远程化和国际化,物流的流程跨越若干国家、若干种运输工具,客户根本没有可能对这个系统进行实地考查,客户在进行业务外包时,又不能只听一些情况介绍或者录像演示的过程做出最后的判断,在这种情况下,采用模拟现实个办法,客户可以直接进入计算机系统虚拟的世界,对关键环节。操纵、演示,观察和分析有关过程的动态数据,以判定此项业务是否可以外包给这个系统;另一方面,第三方物流公司,也需要借助于模拟现实系统,来分系物流时间、物流成本等,以对是否可以接受客户的要求作出决策。典型的虚拟现实系统有以下几部分组成: 1)效果发生器。效果发生器是完成人与虚拟环境交互的硬件接口装置,包括人们产生现实沉浸感受到的各类输出装置,例如头盔显示器、立体声耳机;还包括能测定视线方向和手指动作的输入装置,例如头部方位探测器和数据手套等 2)实景仿真器。实景仿真器是虚拟现实系统的核心部分,它实际上是计算机软硬件系统,包括的软件开发工具及配套硬件组成,其任务是接受和发送效果发生器产生或接收的信号。 3)应用系统。应用系统是面向不同虚拟过程的软件部分,它描述虚拟的具体内容,包括仿真动态逻辑、结构,以及仿真对象及之间和仿真对象与用户之间交互关系。 4)几何构造系统。它提供描述仿真对象物理属性,例如形状、外观、颜色、位置等信息,应用系统在生成虚拟世界时,需要这些信息。 虚拟现实(简称VR),又称灵境技术,是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。他综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术,模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能,使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中,并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互,创建了一种适人化的多维信息空间。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的身临其境的逼真性,而且能够突破空间、时间以及其他客观限制,感受到真实世界中无法亲身经历的体验。 VR技术具有超越现实的虚拟性。虚拟现实系统的核心设备仍然是计算机。它的一个主要功能是生成虚拟境界的图形,故此又称为图形工作站。目前在此领域应用最广泛的是SGI、SUN等生产厂商生产的专用工作站,但近来基于Intel奔腾Ⅲ(Ⅳ代)代芯片的和图形加速卡的微机图形工作站性能价格比优异,有可能异军突起。图像显示设备是用于产生立体视觉效果的关键外设,目前常见的产品包括光阀眼镜、三维投影仪和头盔显示器等。其中高档的头盔显示器在屏蔽现实世界的同时,提供高分辨率、大视场角的虚拟场景,并带有立体声耳机,可以使人产生强烈的浸没感。其他外设主要用于实现与虚拟现实的交互功能,包括数据手套、三维鼠标、运动跟踪器、力反馈装置、语音识别与合成系统等等。虚拟现实技术的应用前景十分广阔。它始于军事和航空航天领域的需求,但近年来,虚拟现实技术的应用已大步走进工业、建筑设计、教育培训、文化娱乐等方面。它正在改变着我们的生活。 虚拟与现实两词具有相互矛盾的含义,把这两个词放在一起,似乎没有意义,但是科学技术的发展却赋予了它新的含义。虚拟现实的明确定义不太好说,按最早提出虚拟现实概念的学者J.Laniar的说法,虚拟现实,又称假想现实,意味着用电子计算机合成的人工世界。从此可以清楚地看到,这个领域与计算机有着不可分离的密切关系,信息科学是合成虚拟现实的基本前提。生成虚拟现实需要解决以下三个主要问题: 1、环境建模技术 即虚拟环境的建立,目的是获取实际三维环境的三维数据,并根据应用的需要,利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。 2、立体声合成和立体显示技术 在虚拟现实系统中消除声音的方向与用户头部运动的相关性,同时在复杂的场景中实时生成立体图形。 3、触觉反馈技术 在虚拟现实系统中让用户能够直接操作虚拟物体并感觉到虚拟物体的反作用力,从而产生身临其境的感觉。

虚拟现实系统中,主要的硬件设备有哪几类?有何作用?

虚拟现实系统由几个大的模块组成。

1、软件部分;(开发内容的)

2、硬件部分;(交互和输出的)

3、系统部分(即内容部分);

三者联系紧密,相互支持和制约,忽略任一部分,都难以达成预期的目标。一般来说,它和常见的模式是不同的,它是根据内容选择软件,再根据软件来选择硬件,本末切不可倒置。

既然LZ只问硬件,却又不提该系统是那一类系统,所以只能大概的介绍一下了。

硬件系统一般由多个子模块组成,它们分别是:

1、显示部分:常见分为如下几类

a、“桌面级显示系统”,包括CRT立体(120HZ)、液晶立体(120HZ)、数字头盔、裸眼立体显示器等入门级的设备,一般就佩戴主动液晶快门眼镜、光学偏振眼镜,什么红蓝眼镜就算了,眼睛比眼镜贵多了。(简单的说,就是看立体实时3D内容的设备)

b、“多通道显示系统”,包括单通道立体(正投/背投皆可,成本有巨大的差距,下面几个也是这样)、120°-360°环幕立体、洞穴式立体(CAVE、MOVE等),其中又按照通道数量不同,分别有双通道-N通道的区别。在这类系统中,环幕立体是需要增加一个叫“融合机”的设备,它是按照通道数量来购买的,特别提醒的是,千万别被人忽悠去采购什么一体机、软融合之类的设备,在运行大数据时,同样的功能,采用硬件肯定比使用软件来完成要有效率的多,以前我用软融合是因为能节省成本而逼不得已使之。很简单例子:硬件防火墙远比软件防火墙有效。(这个也是看实时3D立体的设备)

2、交互部分:

a、数据输入设备:

动作捕获\位置跟踪设备(用来在VR环境中采集人体\设备3D坐标数据的),如力反馈设备(按照工作的空间范围来选择,用来体验VR环境中物理学属性的)、数字手套(按照数量点来选择,不是节点越高就越好,用来表现在VR环境中,做抓拿放等动作)、数据衣(按照设备工作模式,又分为电磁式、机械式、光纤式、被动光学、惯性陀螺式、主动光学和姿态识别式)、位置跟踪器(超声波式、电磁式、光学式)、3D扫描仪(根据被扫描目标大小、距离、色彩等要求来选择,用来采集3D模型数据的)、3D摄像机(用来采集立体视频的)等等,

b、数据输出设备:

除了刚才提到的显示系统,还有包括立体音响、3D打印机、2-6自由度平台(用来表现平衡的)在类的VR外设。

特别提醒:交互设备一般都会有厂家提供WIN的驱动,但是对我们来讲,光有这个是远远不够的,还必须有VR引擎的驱动才可以,否则你的硬件无法在你的VR环境中作业。

所谓虚拟现实技术的特点,就是以计算机技术为核心,借助上面提到的这些外设,来完成对人体的“听觉、触觉、视觉、味觉、嗅觉和平衡感”的有效干扰,最大程度去配合一个类似物质世界的内容仿真世界,所以硬件仅仅是为内容服务的,如果没有匹配的内容,则再增加对硬件的投入都难以到达预计的效果。

虚拟现实是什么?

虚拟现实是采用电脑技术及相关设备构造一个本不存在的事物或环境,使人有身临其境的感觉。

一般虚拟现实系统由以下几部分组成:用来获取人的动作等信息的各种传感器:使人产生立体视觉、听觉和触觉等各种感觉的印象器;还有就是能进行数据处理的高性能电脑系统。

当人们穿戴上带有各种传感器的数据衣服和数据手套等设备,辅以装有显示器的印象器设备,就进入了一个虚拟的世界,通过头盔里的显示器可以看到各种景象,听到各种声音,甚至还能闻到气味等。人们的动作会被传感器传送给电脑处理并做出相应的变化。虚拟世界的最大特点就是“逼真”与“交互”性。人们在虚拟世界中就如同在真实世界一样,环境像真的,人也像在真环境中一样活动。

虚拟游戏让游戏者亲临游戏世界。玩家眼前出现的就是游戏的场景,玩游戏不再是简单的按键,而是要游戏者亲自去参加战斗。虚拟游戏使游戏娱乐更加引人入胜,将来虚拟游戏很可能与网络技术结合,使世界各地的人们在虚拟世界里互通有无。

虚拟现实的技术特点

1、沉浸性

沉浸性是虚拟现实技术最主要的特征,就是让用户成为并感受到自己是计算机系统所创造环境中的一部分,虚拟现实技术的沉浸性取决于用户的感知系统,当使用者感知到虚拟世界的刺激时,包括触觉、味觉、嗅觉、运动感知等,便会产生思维共鸣,造成心理沉浸,感觉如同进入真实世界。

2、交互性

交互性是指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度,使用者进入虚拟空间,相应的技术让使用者跟环境产生相互作用,当使用者进行某种操作时,周围的环境也会做出某种反应。

3、多感知性

多感知性表示计算机技术应该拥有很多感知方式,比如听觉,触觉、嗅觉等等。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。由于相关技术,特别是传感技术的限制,目前大多数虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、触觉、运动等几种。

4、构想性

构想性也称想象性,使用者在虚拟空间中,可以与周围物体进行互动,可以拓宽认知范围,创造客观世界不存在的场景或不可能发生的环境。构想可以理解为使用者进入虚拟空间,根据自己的感觉与认知能力吸收知识,发散拓宽思维,创立新的概念和环境。

虚拟现实的关键技术主要包括:

1、动态环境建模技术

虚拟环境的建立是VR系统的核心内容,目的就是获取实际环境的三维数据,并根据应用的需要建立相应的虚拟环境模型.

2、实时三维图形生成技术

三维图形的生成技术已经较为成熟,那么关键就是“实时”生成。为保证实时,至少保证图形的刷新频率不低于15帧/秒,最好高于30帧/秒.

3、立体显示和传感器技术

虚拟现实的交互能力依赖于立体显示和传感器技术的发展,现有的设备不能满足需要,力学和触觉传感装置的研究也有待进一步深入,虚拟现实设备的跟踪精度和跟踪范围也有待提高。

vr设备的组成部分分为那几个?

主要有头显,系统,感应器,手柄,和外设场景设备。建议选择普乐蛙的VR设备。

VR设备的组成部分:

首先,需要有个电脑亦或是其他的计算系统实时渲染每帧画面,加工处理大数据并网络传输。

VR设备=计算模块+显示模块+精准定位模块。

VR精准定位=VR手柄+头显+光塔。

VR头显=显示器+电子光学部件+陀螺仪。

在虚拟现实系统中,计算机起着至关重要的作用,可以称之为虚拟现实世界的心脏。它负责整个虚拟世界的实时渲染计算,用户和虚拟世界的实时交互计算等功能。由于计算机生成的虚拟世界具有高度复杂性,尤其在大规模复杂场景中,渲染虚拟世界所需的计算机量级为巨大,因此虚拟现实系统对计算机配置的要求非常高。

虚拟现实系统要求用户采用自然的方式与虚拟世界进行交互,传统的鼠标和键盘是无法实现这个目标的,这就需要采用特殊的交互设备,用以识别用户各种形式的输入,并实时生成相对应的反馈信息。目前,常用的交互设备有用于手势输入的数据手套、用于语音交互的三维声音系统、用于立体视觉输出的头盔显示等。【马上获取VR整体解决方案】

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访客
发布于 2022-09-01 18:03:24  回复
性。人们在虚拟世界中就如同在真实世界一样,环境像真的,人也像在真环境中一样活动。虚拟游戏让游戏者亲临游戏世界。玩家眼前出现的就是游戏的场景,玩游戏不再是简单的按键,而是要游戏者亲自去参加战斗。虚

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