人机交互技术序虚拟现实的现状和发展VR61.pptVIP

3 。应用 7 ）教育、游戏与其他 这是向人们、尤其是青少年提供 生动的课堂和娱乐手段的好机遇，它具 有三维声象效果、能进行交互操作的功 能，因而已为商家们看好，纷纷开发低 档虚拟现实产品。如虚拟博物馆，网上 景点浏览。 虚拟房间 积木世界 虚拟现实的适用特点 1 。需要高成本制造的设备，如航天器，军 用设备。 2 。对人有危险的环境，如核试验、飞行训 练。 3 。目前尚未出现的环境，如建筑物、天体 物理 4 。 关键技术 ( 系统框图 ) 1992 年 Bryson 主计算机 数据手套 （传感器） （信号源） BOOM 双筒全方 位监视器 4 。 关键技术 1. 大规模数据的场景建模技术； 2. 动态实时的立体视觉、听觉等生成技术 ; 3. 三维定位、方向跟踪、触觉反馈等传感 技术和设备； 4. 符合人类认知心理的三维自然交互技术 ; 5. 三维交互软件及系统集成技术 4 。 关键技术 影响（沉浸感）立体 视觉因素 宽视野（１８０Ｘ１５０） 立体显示 彩色 高分辨率 头部跟踪 4 。关键技术 视觉设备 红蓝滤色眼镜 液晶开关的体视眼镜 三维头盔显示器（ HMD ） 双筒全方位监视器（ BOOM ） 墙式显示屏自动声象虚拟环境（ CAVE ） 类型： 透明 / 不透明；佩戴 / 不佩戴；液晶 /CRT/LED/ 投影 4 。关键技术 双眼立体视图的生成 三维场景上任一点 P(x,y,z) ，对于 左右眼视点 L 、 R ，在投影平面 z=0 上的成象点 Pl(xl,yl) 、 Pr(xr,yr) 计算 如下： xl = (x*k - z*d/2)/(k+z) xr = (x*k + z*d/2)/(k+z) yl = yr = y*k/(k+z) 可推导得： xl = (x + d/2)/(1 + z/k) - d/2 xr = (x - d/2)/(1 + z/k) + d/2 可用硬件实现 4 。关键技术 听觉： 3D Stereo 声源定位：强度（高频）和时差（低频） 问题：声音从头里发出，随强度差而偏左或偏右 原因：与耳朵形状有关 解决： Convolvotron($15,000) 耳内录音 + 计算 4 。关键技术 触觉（ Haptic) Haptic: 机械感受器（压力与纹理）与本体感受器 (proprioceptor) （重量、形状、大小） 机械臂，空气囊，记忆金属，小马达，小探针。 Sandpaper (Minsky,1990) 将小马达连到游戏杆；搅动 三维操纵棍 , 力反馈原理图 4 。关键技术 适当的（简单的）触觉和 / 或听觉提示 与反馈能极大地改善人机交互质量 两个基本的性能指标 : 帧 频 10fps ， 响应时间 0.1s 4 。关键技术 身体跟踪： 位置的跟踪（位置 + 方向） 及角度的度量（指关节、光纤）； 眼动跟踪 位置跟踪技术： ? 正交电磁场 Polhemus trackers ? 超声波信号 Logitec. Mattel Power Glove ? 机械连接 Fake Space Labs ? 视频信号处理 Myron Krueger ? LED 视频传感 UNC at Chapel Hill ? 惯性跟踪（加速度） Spaceball DHM 手势传感装置原理图 下一代人机界面的展望 —— 虚拟现实及其应用 郭建林 基于智能体的虚拟现实化 多通道因特网界面 1 、因特网 2 、多通道 3 、虚拟现实化 4 、基于智能体 下一代人机界面的展望 1. 以 WIMP( 窗口、图符、菜单、鼠标 ) 为代表的图形用户界面还将继续使 用，尤其是在办公室中广泛应用。 下一代人机界面的展望 2. 最普遍的将是以因特网为中心的多种多 样人机界面。 我们不仅拥有现在以浏览器、 有哪些信誉好的足球投注网站引擎为代表的桌面网络用户界面，而且还 将有一批适应不同带宽（从高速视频点播 ,