虚拟现实技术-立体显示与交互设备-2.pptxVIP

虚拟现实技术;Contents;用户的跟踪; 用户的跟踪;1.电磁波跟踪器 此类跟踪器利用小型天线发出的磁场，由多个接收天线接收信号并通过计算得到三维的位置坐标和方向。 2. 超声波跟踪器 超声波跟踪器发出高频超声波脉冲，由装在天花板上的三个接收器接收信号，通过延迟即可计算距离。 3. 机械跟踪器 机械跟踪器通过精密的机械框架和连接来测量指定点的位置和指向。 4. 惯性跟踪器 惯性跟踪器采用机械方法，利用小型陀螺仪测量倾角、偏角和转角。;5. 光学跟踪器 光学跟踪器是一种红外跟踪器。它利用摄像机获取图像，通过立体视觉计算确定目标位置，并通过观测多个参照点来确定目标的表面指向。 6. 图像提取跟踪器 图像提取跟踪器是一种计算密度最高的跟踪器。它是最易于使用但又最难开发的跟踪器。一台(组)视频摄像机拍摄人及其动作，然后由图像处理技术来确定人的位置及动作。;电磁波跟踪器;位置跟踪器;超声波跟踪器;位置跟踪器;超声波三维空间定位原理;超声波测距原理;机械式运动捕捉的一种应用形式是将欲捕捉的运动物体与机械结构相连，物体运动带动机械装置，从而被传感器实时记录下来。这是较老式的一种，它使用连杆装置组成。其精度、响应速度均可，但工作范围相当有限，对操作员有一定的机械束缚。;利用光学式传感器（光学摄像机）采集运动图象信息，再进行信号（图象）分析、特征识别、运动数据获取 。 LED 红外图象/视频 可见光图象/视频;这个系统由一系列LED内置天花板平面和一带有4个图片传感器的HMD组成，每个大小为60x60cm的天花板上有32个LED和它们的驱动电路。由头盔显示器上安装的3个传感器（具有测视效应的光检测器）所接收。;红外图象;;光学式运动捕捉的优点是表演者活动范围大，无电缆、机械装置的限制，表演者可以自由地表演，使用很方便。其采样速率较高，可以满足多数高速运动测量的需要。;光学式运动捕捉的缺点是系统价格昂贵，虽然它可以捕捉实时运动，但后处理的工作量较大，对于表演场地的光照、反射情况有一定的要求，装置定标也较为烦琐。特别是当运动复杂时，不同部位的标志有可能发生???淆、遮挡，产生错误结果，这时需要人工干预后处理过程。;位置跟踪器;在虚拟现实系统中，对用户的实时跟踪和接受用户的动作指令的交互技术的实现主要依赖于各种跟踪传感器的性能。 ⒈精度和分辨率 ⒉响应时间 ⒊鲁棒性 ⒋整合性 ⒌合群性 ⒍抖动 ⒎其他性能指标 ; ⒈运动捕捉系统 动作捕捉(Motion capture,简称Mocap),使用较多的两种技术为惯性和光学两种技术。在惯性式技术中，其关键技术依靠的是它的重要部件——陀螺仪。陀螺仪是一个质量均匀分布的、具有轴对称形状的刚体，其几何对称轴就是它的自转轴。由苍蝇后翅（转化为平衡棒）仿生得来。;在光学式技术中，光学式运动捕捉通过对目标（表演者）都要求穿上单色的服装，在身体的关键部位，如关节、髋部、肘、腕等位置贴上一些特制的标志或发光点，称为“Marker”，视觉系统将识别和处理这些标志，如图所示。;如果在表演者的脸部表情关键点贴上Marker，则可以实现表情捕捉。;⒉Kinect+投影设备 Kinect是微软在2010年6月14日对Xbox360体感周边外设正式发布的名字。它是一种3D体感摄影机，同时它导入了即时动态捕捉、影像辨识、麦克风输入、语音辨识、社群互动等功能。 ;Contents;手及手势、人体姿势的跟踪;三维鼠标 能在三维空间内（在x轴、y轴和z轴上）进行定位的“鼠标”。最常见的三维鼠标有两种，即跟踪球（trackball）和三维空间探针，它们都是用增量位置控制的方法来实现空间定位的。 ;三维鼠标 跟踪球（trackball）是一个刚性的球体，其中心是固定的，装在一个凹型的支架上，它可以舒适地被放在使用者的手掌之下。并有一个活动的外层，装有6个发光二极管和相应的6个光电传感器。当使用者用手对该球的外层施加力和力矩时，根据“弹簧变形”规则，就可通过6个光传感器测出3个力和3个力矩的信息 。;交互设备;三维鼠标 三维空间探针（3D probes ）安装在一个固定的基座上，具有6个关节的机械臂。在每个关节上装有传感器，计算机接收传感器的信息，并计算出在虚拟空间的物体的位置和方向 ;交互设备;三维鼠标 具有6个自由度，即可以用宽度、高度、深度、俯仰、转动（横滚）和偏转（偏航）来描述物体的位置，因此是比传统2个自由度的输入设备更自然的交互设备。;空间球(SpaceBall)是一种可以提供6自由度的桌面设备，它被安装在一个小型的固定平台上，可以扭转、挤压、按下、拉出和来回摇摆，球的中心是固定的，并装有6个发光二极管，相应的球的活动外层装有6个光敏传感器。;三??浮动鼠标器(3DFlyingMouse)放在桌