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物流可视化:虚拟现实系统构成

【摘要】:虚拟现实系统包含操作者、机器、软件及人机交互设备四个基本要素,其中机器是指安装了适当的软件程序,用来生成用户能与之交互的虚拟环境的计算机,内含存有大量图像和声音的数据库。虚拟现实系统利用头盔显示器把用户的视觉、听觉和其他感觉封装起来,产生一种身在虚拟环境中的错觉。数据服也是虚拟现实系统中用的人机交互设备。

虚拟现实系统包含操作者、机器、软件人机交互设备四个基本要素,其中机器是指安装了适当的软件程序,用来生成用户能与之交互的虚拟环境的计算机,内含存有大量图像和声音的数据库。人机交互设备则是指将虚拟环境与操作者连接起来的传感与控制装置。

人机交互设备将视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉等各种感官刺激传达给操作者,使人的意识进入虚拟世界。 目前已经开发出来的,在视觉方面有头盔式立体显示仪等;听觉方面有立体音响;触觉、位置感方面有“数据手套”“数据服”等,以及一些语音识别、眼球运动检测等装置,未来还会开发出模拟味觉和嗅觉的设备,那时虚拟现实将更加真实。

头盔式显示器是与虚拟现实系统关系最密切的人机交互设备,这种设备是在头盔上安装显示器,利用特殊的光学设备来对图像进行处理,使图像看上去立体感更强。绝大多数头盔式显示器使用两个显示器,能够显示立体图像。从人类获取信息的方式看,视觉是最主要的,它占人们获取的信息量的70%,其次是听觉、触觉和味觉。为了实现逼真的效果,满足人的视觉和听觉习惯,虚拟环境的图像和声响应是三维立体的;为了达到实时性,图像至少应有60 Hz的帧频,还要随时响应人们的操纵信号,延迟不能超过0.1 s。虚拟现实系统利用头盔显示器把用户的视觉、听觉和其他感觉封装起来,产生一种身在虚拟环境中的错觉。头戴式显示器将观察者的头部位置及运动方向告诉计算机,计算机就可以调整观察者所看到的图景,使得呈现的图像更趋于真实感。

数据手套是虚拟现实系统中最常用的人机交互设备,它可测量出手的位置和形状从而实现环境中的虚拟手及其对虚拟物体的操纵。数据手套通过手指上的弯曲、扭曲传感器和手掌上的弯度、弧度传感器,确定手及关节的位置和方向。数据手套可能使你觉得你的手产生放在水中或者泥巴中的感觉。

数据服也是虚拟现实系统中用的人机交互设备。一件虚拟现实的数据紧身服可能使你有在水中或泥沼中游泳的感觉。

当人戴上头盔时,就把立体图像,由多媒体计算机从头盔的显示器显示给参观者。人戴上数据手套,你的手一动,有很多传感器就测出了你的动作(比如去开门)。计算机接到这一信息,就去控制图像,使门打开,你眼前就出现了室内的图像景物,并给出相应的声音及运动感觉。当你的妻子恰巧在房中,看到你的出现,她张开双臂愉快地向你飞奔而来,随之你的腰被紧紧地搂住。切记,此时仅是数据紧身服在收缩罢了,只是这一切来得那么自然,那么逼真,那么不露痕迹。