虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)與數(shù)據(jù)手套的研究

    1. 1　虛擬現(xiàn)實(shí)的基本構(gòu)成及其分類(lèi)

    在虛擬的現(xiàn)實(shí)中,人們利用頭盔顯示器、圖形眼鏡、數(shù)據(jù)服、立體聲耳機(jī)、數(shù)據(jù)手套及腳踏板等多維輸入輸出設(shè)備通過(guò)傳感器裝置與計(jì)算機(jī)生成的三維虛擬環(huán)境交互作用,可獲得視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等多種感知反饋,并按照自己的意愿去實(shí)時(shí)地改變虛擬環(huán)境。

    虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)構(gòu)成模型如圖1所示。

    虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中包括人件(HumanWare) 、媒體件(MediaWare) 、數(shù)據(jù)件(DataWare)和網(wǎng)絡(luò)件(NetworkWare) 4部分。

    人是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的“核心”,人能與虛擬世界對(duì)話,體驗(yàn)虛擬世界的臨境感,人的參與使虛擬現(xiàn)實(shí)更為重要。

    媒體件將從聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)和觸覺(jué)得到的信息加以綜合,并以和諧的形式進(jìn)行反饋處理。

    數(shù)據(jù)件和網(wǎng)絡(luò)件是指在虛擬現(xiàn)實(shí)中需要進(jìn)行雙向會(huì)話和數(shù)據(jù)交流,必須依賴(lài)面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)通訊等基礎(chǔ)設(shè)施。

    虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)按其功能高低大體分為4類(lèi):

    一是桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng),也稱(chēng)窗口中的VR。它主要在臺(tái)式計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn),所以成本低,功能也最簡(jiǎn)單,主要用于CAD、CAM、建筑設(shè)計(jì)、桌面游戲等領(lǐng)域。

    二是沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng),如各種用途的體驗(yàn)器,使人有身臨其境的感覺(jué),各種培訓(xùn)、演示以及高級(jí)游戲等用途均可用這種系統(tǒng)。

    三是分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng),它在因特網(wǎng)環(huán)境下,充分利用分布于各地的資源,協(xié)同開(kāi)發(fā)各種虛擬現(xiàn)實(shí)的利用。它通常是沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的發(fā)展,也就是把分布于不同地方的沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng),通過(guò)因特網(wǎng)連接起來(lái),共同實(shí)現(xiàn)某種用途。美國(guó)大型軍用交互仿真系統(tǒng)NPSNET以及因特網(wǎng)上多人游戲MUD便是這類(lèi)系統(tǒng)。

    四是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)或混合現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。它是把真實(shí)環(huán)境和虛擬環(huán)境結(jié)合起來(lái)的一種系統(tǒng),既可減少構(gòu)成復(fù)雜真實(shí)環(huán)境的開(kāi)銷(xiāo),又可對(duì)實(shí)際物體進(jìn)行操作,真正達(dá)到了亦真亦幻的境界,是今后的發(fā)展方向之一。