虚拟现实硬件.pptx

采用以计算机技术为核心的现代高科技手段生成逼真的视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉等一体化的虚拟环境，用户从自己的视点出发，借助特殊的输入输出设备，采用自然的方式与虚拟世界的物体进行交互，相互影响。 ;虚拟现实系统——“ 3 I ”图 Immersion-Interaction-Imagination ;桌面式虚拟现实系统;基于头盔式显示器的系统;投影式虚拟现实系统;增强式虚拟现实系统; 虚拟现实系统的硬件;用户+硬件+虚拟环境 交互性 ;输入输出设备;如 ：;VR硬件的系统集成;; VIEW:一组由计算机控制的I/O子系统 提供虚拟环境所需的各种感觉通道的识别和控制功能 HP公司的HP900／835 SGI的图形计算机或HPSRX图形系统——图形处理 Plohemus空间跟踪系统——跟踪手部位置 LEEP广角立体视景头戴显示器和单色液晶显示器 麦克风——语音识别 两个耳机——三维声音跟踪 VPL数据手套——识别使用者手势控制系统的行为 BOOM CRT显示器及Fake Space远程摄像系统;三维跟踪传感设备 立体鼠标 传感手套 数据衣 立体显示器 触觉和力觉反馈装置 3-D声音生成器;跟踪器的作用： 获得移动对象的位置和方向信息； 应用： 航行、导弹、CG艺术、交通、 GPS等 VR： 高精度、快速、测量范围小 ;跟踪器：跟踪身体;眼睛：眼睛的注视方向 躯干：躯干的方向 脚：确定漫游速度和方向 其它身体部位：体温、心率等 间接跟踪：使用物理对象而不是身体部位来估计参与者的位置；;跟踪器跟踪物体的移动：;不良跟踪器的后果;衡量跟踪器性能的参数 精度 抖动 偏差 延迟 更新率;跟踪器的性能参数－精度;注意： 差值↓ 跟踪器的精度↑ 跟踪器越精确 精度的单位：毫米，度 精度随着与坐标原点的距离的增加而降低 精度与分辨率不同：一个是表征测得的位置与真实位置的差值，一个是可测得的被跟踪对象的最小的三维位置变化 ;跟踪器的性能参数－抖动;注意： 理想情况下，抖动应该为零，测得的位置为固定值 抖动不是一个常数，受周围环境的影响 严重的抖动会导致虚拟对象振动和跳动;跟踪器的性能参数－偏差;注意： 偏差的根源在于跟踪器的不准确性 偏差与时间相关，时间越长，积累的???差越大 校正：使用另一个无偏差的跟踪器周期性的对当前的跟踪器进行零位调整。;跟踪器的性能参数－延迟;注意： 延迟的原因在于：跟踪器对移动对象的运动总是滞后的。 系统延迟＝测量延迟＋通信延迟＋绘制与显示延迟 导致HMD的运动与用户看到的虚拟场景的运动之间有很大的时间迟滞 对于使用者来说，一方面沉浸感降低，另一方面导致“仿真病”。;降低延迟的方法： 同步锁相：让跟踪器和通信的周期与显示的周期同步。 使用高速通信线路 提高跟踪器的采样率（更新率） ;跟踪器的性能参数－更新率;3种常用跟踪技术的主要性能指标;三维位置跟踪器类型;机械跟踪器;Gypsy 动作捕获系统;Gypsy特点： 15个关节位置由42个单向导电塑料精密电位记测得 精度0.08度，范围18米，采样频率30 使用了脚步微动开关 使用了陀螺仪;机械跟踪器的优点;机械跟踪器的缺点;三维位置跟踪器类型;非接触式跟踪器的原理介质：电磁、超声波、红外照相、LED、加速计、陀螺仪。;电磁跟踪器： 发射器：发射磁场 接收器：接受磁场，将信号送到控制部件 控制部件：计算得出跟踪目标的数据 优点：不受视线阻挡的限制;交流电磁跟踪器;Polhemus跟踪器 Polhemus公司生产方位跟踪器： Isotrak 3Space跟踪器 Fastrak;VPL DataGlove：Isotrack;FASTRAK：非金属上的快速动作捕捉器，取样频率达每秒120次； 适用于头部跟踪、手部跟踪、仪器追踪、生物机械分析、机械臂动作捕捉等应用;FastTrack特点： 交流电磁式 使用DSP体系结构 采样率：120 抖动：0.1度 工作范围：0.75m, 3×0.75m 可挂接多个接收器，采样率随之下降;交流电磁跟踪器的缺点;直流电磁跟踪系统：减少畸变涡流的影响 只在测量周期开始时产生涡流 涡流衰减到零时系统会达到一种稳定状态;直流电跟踪器;Ascension技术公司直流电磁跟踪器： Bird Flock of Birds ERT（Big Bird） ;Ascension Bird跟踪器 发射器：发射一系列脉冲，控制发射场的开与关。 特点：减小由金属物体所感应的畸变涡流场，涡流只在磁场发生变化时产生。 Polhemus 3space发射器发射连续变化的磁场，连续不断地产生涡流 Bird发射器发射磁脉冲，只在测量周期开始时产生涡流。一旦磁场达到了稳态，就不再产生涡流 ;三维位置跟踪器类型;超声波跟踪器;Pi