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虚拟现实技术Virtual Reality Technology 汪日伟 craftcub@163.com 天津理工大学 计算机与通信学院 题纲 第一讲 虚拟现实概述 第二讲 虚拟现实显示技术 计算机三维图形技术 立体图形显示技术 声音、力觉显示 第三讲 虚拟现实跟踪技术 位置跟踪器 数据手套 人体运动跟踪 第四讲 人体动画技术 虚拟现实的概念模型 第三讲 虚拟现实跟踪技术 本讲题纲 运动跟踪设备简介 6DOF位置跟踪器 数据手套 人体运动跟踪 1、运动跟踪设备简介 运动跟踪设备：mouse (2D) There are many different kinds Wheeled mouse 2-button mouse 3-button mouse Optical mouse Wireless mouse ... The Purpose of a Mouse Translate your hand motion into signals that the computer can use to position a cursor on the screen. The Components of Non-optical Mouse A ball Touches the desktop Rolls when mouse moves. Two rollers Touch the ball Detect motion directions at 90 degrees to each other. Drive a shaft that spins a disk with holes in it. Optical Mouse Same goal, but has no moving parts. Introduced in late 1999. Uses a tiny camera to take 1,500 pictures every second and sees how patterns have moved from previous image. Using the image, it is determined how far the mouse has moved and how far the cursor should move on the screen. Provides increased tracking response that is smoother. Doesn’t require a special mouse pad. Problems With Using Mouse for Art Don’t have a change in touch sensitivity. Somewhat clunky to move exactly as you wish. Really designed as a pointing device, not a drawing device. Dirty mice cause major problems with input. Problems with Carpal Tunnel Syndrome . Need to prevent by using Exercises Good posture at computer Possibly hand braces Special equipment 运动跟踪设备： Trackball 运动跟踪设备： Graphics Tablet 运动跟踪设备：6DOF跟踪器 运动跟踪设备：数据衣 运动跟踪设备：数据衣(无线) 数据衣与数据手套的工作原理相似，但可以检测出整个身体的运动。 VPL 研制出一种使用与数据手套相同的光纤系统制成的数据衣。大量的光纤安装在一个紧身衣服上，它能测量肢体的位置，然后用计算机重建出图象。这种方法是否会在虚拟环境中占有一席之地还有待考证。但对于涉及到具体工作环境中人的位置的研究，这种技术是非常重要的。对于数据衣生产厂家，一个潜在的问题是，人的外形变化太大。 工作原理 在要跟踪的物体上贴上反光标签(Marker)，通过镜头发射和接受指定波长的红外光，这样可以获得Marker的三维运动轨迹。 必须保证每个marker 有两个以上相机观察到。 运动跟踪设备：基于图像系统 采用两个或多个摄象机类型的传感器分辨三维信息。它利用先进的模式识别技术跟踪头部位置。 运动跟踪设备：数据手套 数据手套可以把手势转化成计算机可识别的数据。 由于其合理的性能价格比，数据手套已成为最流行的手控制器。 在手套背面嵌有光导纤维传感器，可以监视手指伸展情况。在手背上安装的空间跟踪系统能监视手的位置和方向，并