虛擬現(xiàn)實(shí)
虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)是一種可以與現(xiàn)實(shí)世界相似或完全不同的模擬體驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用可以包括娛樂和教育目的(即醫(yī)學(xué)或軍事訓(xùn)練)。其他不同類型的VR風(fēng)格技術(shù)包括增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和混合現(xiàn)實(shí)。 當(dāng)前,標(biāo)準(zhǔn)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)使用虛擬現(xiàn)實(shí)耳機(jī)或多投影環(huán)境來生成逼真的圖像,聲音和其他感覺,以模擬用戶在虛擬環(huán)境中的物理存在。使用虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的人能夠環(huán)顧人造世界,在人造世界中四處移動(dòng),并與虛擬特征或物品互動(dòng)。這種效果通常是由VR頭戴...
目錄
1 虛擬現(xiàn)實(shí) 2 實(shí)現(xiàn)方法 3 技術(shù) ? 軟件 ? 硬件 4 健康與安全 5 隱私 6 概念和哲學(xué)問題虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)是一種可以與現(xiàn)實(shí)世界相似或完全不同的模擬體驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用可以包括娛樂和教育目的(即醫(yī)學(xué)或軍事訓(xùn)練)。其他不同類型的VR風(fēng)格技術(shù)包括增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和混合現(xiàn)實(shí)。
當(dāng)前,標(biāo)準(zhǔn)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)使用虛擬現(xiàn)實(shí)耳機(jī)或多投影環(huán)境來生成逼真的圖像,聲音和其他感覺,以模擬用戶在虛擬環(huán)境中的物理存在。使用虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的人能夠環(huán)顧人造世界,在人造世界中四處移動(dòng),并與虛擬特征或物品互動(dòng)。這種效果通常是由VR頭戴式受話器創(chuàng)建的,包括頭戴式顯示器和在眼前的小屏幕,但也可以通過具有多個(gè)大屏幕的經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的房間來創(chuàng)建。虛擬現(xiàn)實(shí)通常包含聽覺和視頻反饋,但也可以允許其他類型的感覺和力反饋通過觸覺技術(shù)。
可以實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)的一種方法是基于仿真的虛擬現(xiàn)實(shí)。例如,駕駛模擬器通過預(yù)測由駕駛員輸入引起的車輛運(yùn)動(dòng)并將相應(yīng)的視覺,運(yùn)動(dòng)和音頻提示反饋給駕駛員,從而給船上駕駛員帶來實(shí)際駕駛實(shí)際車輛的印象。
借助基于頭像圖像的虛擬現(xiàn)實(shí),人們可以以真實(shí)視頻和頭像的形式加入虛擬環(huán)境??梢砸詡鹘y(tǒng)化身或真實(shí)視頻的形式參加3D分布式虛擬環(huán)境。用戶可以根據(jù)系統(tǒng)功能選擇自己的參與類型。
在基于投影儀的虛擬現(xiàn)實(shí)中,真實(shí)環(huán)境的建模在各種虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用程序中扮演著至關(guān)重要的角色,例如機(jī)器人導(dǎo)航,構(gòu)造建模和飛機(jī)仿真?;趫D像的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)已經(jīng)在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和計(jì)算機(jī)視覺社區(qū)中得到普及。在生成現(xiàn)實(shí)模型時(shí),準(zhǔn)確注冊獲取的3D數(shù)據(jù)至關(guān)重要;通常,照相機(jī)用于在短距離內(nèi)對小物體建模。
基于桌面的虛擬現(xiàn)實(shí)涉及在常規(guī)桌面顯示器上顯示3D 虛擬世界,而無需使用任何專門的位置跟蹤設(shè)備。可以使用許多現(xiàn)代的xxx人稱視頻游戲作為示例,使用各種觸發(fā)器,響應(yīng)角色以及其他此類交互式設(shè)備,使用戶感覺好像他們在虛擬世界中。對這種沉浸式形式的普遍批評(píng)是,沒有周圍視覺的感覺,限制了用戶了解周圍事物的能力。
一個(gè)密蘇里州國民警衛(wèi)隊(duì)士兵看上去成一個(gè)VR訓(xùn)練頭戴式顯示器在Leonard Wood堡在2015年甲頭戴式顯示器(HMD)更充分地沉浸在虛擬世界用戶。甲虛擬現(xiàn)實(shí)耳機(jī)通常包括兩個(gè)小高分辨率OLED或LCD顯示器,其用于提供針對每只眼睛單獨(dú)的圖像立體圖形渲染3D虛擬世界,一個(gè)雙耳音頻系統(tǒng),位置和旋轉(zhuǎn)實(shí)時(shí)頭部跟蹤六個(gè)運(yùn)動(dòng)度。選項(xiàng)包括帶有觸覺反饋的運(yùn)動(dòng)控件,以一種直觀的方式在虛擬世界中進(jìn)行物理交互,幾乎沒有抽象化,并且具有全向跑步機(jī) 為身體運(yùn)動(dòng)提供更大的自由度,使用戶可以在任何方向上執(zhí)行機(jī)車運(yùn)動(dòng)。
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)是一種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),它將用戶在真實(shí)環(huán)境中看到的內(nèi)容與計(jì)算機(jī)軟件生成的數(shù)字內(nèi)容融合在一起。具有虛擬場景的其他軟件生成的圖像通常以某種方式增強(qiáng)真實(shí)環(huán)境的外觀。AR系統(tǒng)通過攝像機(jī)實(shí)時(shí)將虛擬信息分層傳送到頭戴式耳機(jī),智能眼鏡或通過移動(dòng)設(shè)備,使用戶能夠查看三維圖像。
混合現(xiàn)實(shí)(MR)是現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界的融合,以產(chǎn)生新的環(huán)境和可視化效果,物理和數(shù)字對象可以實(shí)時(shí)共存并交互。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)空間是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的虛擬現(xiàn)實(shí)。
模擬現(xiàn)實(shí)是一種假想的虛擬現(xiàn)實(shí),它與實(shí)際現(xiàn)實(shí)一樣真實(shí),身臨其境,能夠帶來先進(jìn)的逼真體驗(yàn)甚至虛擬永恒。它最有可能使用腦計(jì)算機(jī)接口和量子計(jì)算來生產(chǎn)。
軟件
該虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言(VRML),于1994年首次推出,旨在為“虛擬世界”,而不會(huì)對耳機(jī)的依賴性的發(fā)展。隨后,Web3D聯(lián)盟成立于1997年,以開發(fā)基于Web的3D圖形的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。該聯(lián)盟隨后從VRML框架開發(fā)了X3D,將其作為檔案的開源標(biāo)準(zhǔn),用于基于Web的VR內(nèi)容分發(fā)。WebVR是一種實(shí)驗(yàn)性的JavaScript 應(yīng)用程序編程接口(API),可為各種虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備提供支持,例如HTC Vive,Oculus Rift,Google Cardboard或OSVR。
硬件
派拉蒙為的感覺浸入到虛擬現(xiàn)實(shí)是高幀速率(至少95 fps)的,以及低的等待時(shí)間現(xiàn)代虛擬現(xiàn)實(shí)耳機(jī)顯示器基于為智能手機(jī)開發(fā)的技術(shù),這些技術(shù)包括:陀螺儀和運(yùn)動(dòng)傳感器,用于跟蹤頭部,手部和身體的位置;小型高清屏幕用于立體顯示;小型輕巧快速的計(jì)算機(jī)處理器。這些組件為獨(dú)立的VR開發(fā)人員帶來了相對可承受的價(jià)格,并導(dǎo)致了2012年Oculus Rift Kickstarter提供了xxx款獨(dú)立開發(fā)的VR頭盔。
通過開發(fā)全向相機(jī)(也稱為360度相機(jī)或VR相機(jī)),VR圖像和視頻的獨(dú)立制作得到了提高,這些相機(jī)具有錄制360交互式攝影的能力,盡管分辨率較低或以高度壓縮的格式進(jìn)行在線流傳輸?shù)?60視頻。相反,攝影測量法越來越多地用于組合幾張高分辨率照片,以在VR應(yīng)用程序中創(chuàng)建詳細(xì)的3D對象和環(huán)境。
為了營造沉浸感,需要特殊的輸出設(shè)備來顯示虛擬世界。眾所周知的格式包括頭戴式顯示器或CAVE。為了傳達(dá)空間印象,從不同的角度(立體投影)生成并顯示了兩個(gè)圖像。有多種技術(shù)可將相應(yīng)的圖像顯示在右眼上。有源技術(shù)和無源技術(shù)之間有所區(qū)別。
與虛擬世界進(jìn)行交互需要特殊的輸入設(shè)備。其中包括3D鼠標(biāo),有線手套,運(yùn)動(dòng)控制器和光學(xué)跟蹤傳感器??刂破魍ǔJ褂霉鈱W(xué)跟蹤系統(tǒng)(主要是紅外攝像機(jī))進(jìn)行定位和導(dǎo)航,以便用戶無需布線即可自由移動(dòng)。一些輸入設(shè)備為用戶提供力反饋到手或身體其他部位,這樣人類就可以通過觸覺和傳感器技術(shù)將自己定位在三維世界中,從而進(jìn)一步感知,并進(jìn)行逼真的模擬??梢詮娜蚺懿綑C(jī)(通過在虛擬空間中的行走由實(shí)際的行走運(yùn)動(dòng)控制)獲得附加的觸覺反饋,還可以使用防振手套和防護(hù)服。
虛擬現(xiàn)實(shí)相機(jī)可用于使用360度全景視頻創(chuàng)建VR攝影??梢詫?60度相機(jī)鏡頭與虛擬元素混合,以通過特殊效果融合現(xiàn)實(shí)與虛構(gòu)。VR攝像機(jī)有多種格式,其中攝像機(jī)安裝了不同數(shù)量的鏡頭。
虛擬現(xiàn)實(shí)有許多健康和安全方面的考慮。長時(shí)間使用虛擬現(xiàn)實(shí)會(huì)導(dǎo)致許多不良癥狀,這些癥狀可能會(huì)延緩該技術(shù)的普及。大多數(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)都帶有消費(fèi)者警告,包括:癲癇發(fā)作;兒童的發(fā)育問題;跌落和碰撞警告;不舒服; 重復(fù)性應(yīng)激損傷;以及對醫(yī)療設(shè)備的干擾。[92]有些用戶在使用VR頭戴式耳機(jī)時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)抽搐,癲癇發(fā)作或停電,即使他們沒有癲癇病史并且以前從未發(fā)生過停電或癲癇發(fā)作。4,000人中有1人,即.025%,可能會(huì)遇到這些癥狀。由于這些癥狀在20歲以下的人群中更為常見,因此建議兒童不要使用VR頭戴式耳機(jī)。與人的環(huán)境進(jìn)行物理互動(dòng)時(shí),可能還會(huì)出現(xiàn)其他問題。戴著VR頭戴式耳機(jī)時(shí),人們會(huì)很快失去對現(xiàn)實(shí)世界的意識(shí),并可能絆倒或與現(xiàn)實(shí)世界的物體碰撞而受傷。
VR耳機(jī)可能會(huì)像所有屏蔽技術(shù)一樣經(jīng)常導(dǎo)致眼睛疲勞,因?yàn)槿藗冊谟^看屏幕時(shí)往往眨眼更少,從而導(dǎo)致眼睛變得更加干燥。有人擔(dān)心VR頭戴式耳機(jī)會(huì)導(dǎo)致近視,但是,盡管VR頭戴式耳機(jī)靠近眼睛,但如果所顯示圖像的焦距足夠遠(yuǎn),它們不一定會(huì)導(dǎo)致近視。
具有全景鏡頭的虛擬現(xiàn)實(shí)耳機(jī)應(yīng)該可以消除暈車的癥狀當(dāng)一個(gè)人暴露在虛擬環(huán)境中導(dǎo)致類似于暈車癥狀的癥狀時(shí),就會(huì)發(fā)生虛擬現(xiàn)實(shí)病。女性受耳機(jī)引起的癥狀的影響明顯大于男性,分別約為77%和33%。最常見的癥狀是一般不適,頭痛,胃部不適,惡心,嘔吐,面色蒼白,出汗,疲勞、嗜睡,迷失方向和冷漠。例如,任天堂的《虛擬男孩》因其負(fù)面的身體影響而備受批評(píng),包括“頭暈,惡心和頭痛”。這些暈車癥狀是由于所看到的與身體其余部分之間的脫節(jié)而引起的。當(dāng)前庭系統(tǒng)(人體的內(nèi)部平衡系統(tǒng))沒有經(jīng)歷通過眼睛的視覺輸入所期望的運(yùn)動(dòng)時(shí),用戶可能會(huì)遇到VR疾病。如果VR系統(tǒng)的幀速率不夠高,或者人體的運(yùn)動(dòng)與屏幕上對其的視覺反應(yīng)之間存在滯后,也會(huì)發(fā)生這種情況。因?yàn)榇蠹s25%到40%的人在使用VR機(jī)器時(shí)會(huì)遇到某種VR疾病,所以公司正在積極尋找減少VR疾病的方法。
所有VR系統(tǒng)都需要持續(xù)跟蹤,因此該技術(shù)特別適用于大規(guī)模xxx,并且容易受到大規(guī)模xxx。虛擬現(xiàn)實(shí)的擴(kuò)展將增加潛力,并減少個(gè)人行動(dòng),動(dòng)作和反應(yīng)的信息收集成本。
此外,還存在與虛擬現(xiàn)實(shí)的使用相關(guān)的概念和哲學(xué)方面的考慮和含義?!疤摂M現(xiàn)實(shí)”一詞的含義或所指可能是不明確的。Mychilo S. Cline在2005年提出,通過虛擬現(xiàn)實(shí),將開發(fā)出影響人類行為,人際交往和認(rèn)知的技術(shù)。
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網(wǎng)址: 虛擬現(xiàn)實(shí) http://www.u1s5d6.cn/newsview557914.html
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