随着时代的发展,虚拟现实技术已经越来越深入人们的生活。但是人们对于虚拟现实的了解还很欠缺,接下来我们就一起了解下,虚拟现实都涉及哪些技术呢?
虚拟现实中的“现实”是泛指在物理或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境,它可以是实际上可实现的,也可以是实际上难以实现或根本无法实现的。而”虚拟”是计算机生成的意思。因此,虚拟现实是指用计算机生成的一种特殊环境,人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中,并操作、控制环境,实现特殊的目的,即人是这种环境的主宰。
虚拟现实是多种技术的综合,包括实时三维计算机图形技术、广角(宽视野)立体显示技术、立体声、触觉/力觉反馈等。
一、实时三维计算机图形技术
相比较而言,利用计算机模型产生图形图像并不是太难的事情。如果有足够准确的模型和足够的时间,我们就可以生成不同光照条件下各种物体的精确图像。但是如果要求实时的话,就会有一定的困难。例如在飞行模拟系统中,图像的刷新相当重要,同时图像质量的要求也很高,加上非常复杂的虚拟环境,问题就变得相当困难。
二、广角(宽视野)的立体显示
人看周围的世界时,由于两只眼睛的位置不同,得到的图像也会略有不同。这些图像在大脑融合起来,形成了一个关于周围世界的整体景象,这个景象中也包括了距离远近的信息。当然,距离信息也可以通过眼睛焦距的远近、物体大小的比较等方法获得。
在VR系统中,双目立体视觉起了很大作用。用户的两只眼睛看到的不同图像是分别产生并显示在不同的显示器上。有的系统采用单个显示器,但用户带上特殊的眼镜后,一只眼睛只能看到奇数帧图像,另一只眼睛只能看到偶数帧图像,也能使视差产生立体感。
在用户与计算机的交互中,键盘和鼠标是目前最常用的工具,然而对于三维空间来说,它们都不太适合。因为在三维空间中有六个自由度,我们很难找出比较直观的办法把鼠标的平面运动映射成三维空间的任意运动,目前已经有一些设备可以提供六个自由度,如3Space数字化仪和SpaceBall空间球等。但是应用更多的设备是数据手套和数据衣。
三、立体声
由于声音到达两只耳朵的时间或距离有所不同,在水平方向上,我们可以靠声音的相位差及强度的差别来确定声音的方向。常见的立体声效果就是靠左右耳听到在不同位置录制的不同声音来实现的,因此会有方向感。现实生活里,当头部转动时,听到的声音的方向也会发生改变。在VR系统中,声音的方向与用户头部的运动无关。
四、触觉与力觉反馈
在一个VR系统中,用户可以看到一个虚拟的杯子。你可以设法去抓住它,但是你的手没有真正接触杯子的感觉,并有可能穿过虚拟杯子的“表面”,而这在现实生活中是不可能的。解决这一问题的常用装置是在手套内层安装一些可以振动的触点来模拟触觉。
五、VR需要使用的硬件设备
虚拟现实是采用以计算机为技术核心结合光声电传感技术生成逼真的视、听、触一体化的特定范围内虚拟的环境,人们可以与这个虚拟的环境进行互动交流,使人们身临其境一般,可以没有任何研制的观察虚拟世界的事物。下面给大家介绍虚拟现实的硬件设备。
一.建筑设备
3D扫描仪又称三维扫描仪,也称为三维立体扫描仪,3D扫描仪,是以光、 声、电以及计算机技术于一身的高新科技产品,主要用于获取物体外表面的三维坐标及物体的三维数字化模型。
二.显示设备
(1)虚拟现实头盔
虚拟现实头盔是利用人的双眼来获取不同的信息,引导用户产生一种身在虚拟世界中的感觉一样的头盔立体显示器。
(2)双目全方位显示器
双目全方位显示器(BOOM)是一种偶联头部的立体显示设备,是一种既特殊又独特的头部显示设备。
(3)CRT终端-液晶光闸眼镜
CRT终端-液晶光闸眼镜立体视觉系统的工作原理是:有计算机分别产生左眼右眼的两幅不同图像,经过合成处理之后,采用分时交替的方式显示在CRT终端上。
(4)大屏幕投影-液晶光闸眼镜
大屏幕投影-液晶光闸眼镜立体视觉系统原理和CRT显示一样只是将分时图像CRT显示改为大屏幕显示,用于投影的CRT或者数字投影机要求极高的亮度和分辨率。
三.声音设备
(1)三维立体声
三维声音不是立体声的概念,而是计算机所生成的、能由人工来设定声源在空间中的三维位置的一种合成声音。
(2)语音识别
VR的语音识别系统让计算机具备人类的听觉功能,是人-机以语言这种最自然的方式进行信息交换。