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都說2016年是VR元年,消費(fèi)級虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品從頭盔眼鏡開始,而具有手柄和傳感器的產(chǎn)品則是高級玩家的必備。
那么,2017年頭盔設(shè)備已準(zhǔn)備拋棄手柄、傳感器等外部裝置,通過一種“由內(nèi)而外”的追蹤技術(shù)給消費(fèi)者帶來更流暢舒服的沉浸式體驗(yàn)。
逆向而行 由內(nèi)及外
目前,很多虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴設(shè)備采用“由外而內(nèi)”追蹤,即在周圍空間設(shè)置外部攝像頭和傳感器,從而跟蹤用戶行動。但這對用戶使用環(huán)境和場所要求較高。
而“由內(nèi)而外”追蹤是指頭戴設(shè)備內(nèi)置跟蹤系統(tǒng),無需借助手柄等外部裝置,就能對用戶的手勢、位移、環(huán)境等進(jìn)行追蹤,從而獲得更自然的人機(jī)交互體驗(yàn)和更有沉浸感的虛擬現(xiàn)實(shí)感覺。
據(jù)悉,凌感科技其獨(dú)立研發(fā)的3D手勢交互模組Fingo,不僅在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了26自由度全自然手勢交互以及6自由度頭部位置追蹤的研發(fā),還刷新了移動端的手勢識別和頭部位置追蹤技術(shù),將這些技術(shù)集成到產(chǎn)品中,可以使體驗(yàn)者感受上升到一個新的層面。
目前,凌感科技主要向AR和VR平臺、硬件廠商、熱菘發(fā)者提供全自然手勢交互以及頭部位置追蹤技術(shù)的三維人機(jī)交互解決方案。
高玩手柄 簡化趨勢
在關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)可穿戴設(shè)備未來發(fā)展趨勢問題上,凌感科技的創(chuàng)始人時馳博士曾坦率地說:“要承認(rèn),游戲重度玩家更接受和喜愛手柄交互方式,因?yàn)樗麄冇羞@個習(xí)慣并且追求體驗(yàn)品質(zhì)。但如果是給更大范圍的普通消費(fèi)者使用,脫離手柄或者是有線的、額外穿戴的外設(shè),是未來的必然趨勢?!蔽磥?,一定是最少穿戴化的原則,只需要戴一個頭盔,用手與虛擬物體進(jìn)行直接交互。此外,VR移動化趨勢也會要求設(shè)備越來越簡化。
據(jù)其工程師解釋說,F(xiàn)ingo內(nèi)置兩個紅外攝像頭,把圖像輸入手機(jī),計(jì)算機(jī)視覺算法可識別雙手22個關(guān)節(jié)點(diǎn)的位置和旋轉(zhuǎn),追蹤26自由度的手勢。同時,還可以對頭部的旋轉(zhuǎn)和位移進(jìn)行6自由度位置追蹤。
例如,當(dāng)體驗(yàn)者戴上附加了凌感Fingo模組的頭盔后,伸出雙手?jǐn)[動,會發(fā)現(xiàn)手勢變化實(shí)時出現(xiàn)在虛擬環(huán)境中。通過演示的小應(yīng)用,可進(jìn)一步體驗(yàn)自己的手與虛擬空間的物體交互,如抓起杯子、拍打籃球、敲響編鐘、握筆涂寫等。
新追蹤技術(shù) 大公司試水
據(jù)統(tǒng)計(jì),雖然凌感科技是最早公開演示并讓人們體驗(yàn)這種技術(shù)的公司,但國內(nèi)外不少大型科技公司已經(jīng)陸續(xù)開始試水“由內(nèi)而外”的追蹤技術(shù)。如英特爾的一體化虛擬現(xiàn)實(shí)解決方案Alloy項(xiàng)目、奧克盧斯的一體式虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔Santa Cruz、HTC最近推出的Vive跟蹤器等都融入了“由內(nèi)而外”追蹤技術(shù)。
zSpace:學(xué)生們上課再也不枯燥了
zSpace是一家致力于利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)和虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果的公司,其產(chǎn)品可以讓老師學(xué)生與3D教學(xué)場景進(jìn)行交互,為其提供更加直觀的教學(xué)體驗(yàn)。zSpace的技術(shù)已經(jīng)在美國和全球幾十個國家的學(xué)校學(xué)院有所應(yīng)用,包括中國。
從zSpace覆蓋的學(xué)習(xí)領(lǐng)域來看,目前Zspace的產(chǎn)品主要為醫(yī)學(xué)教育、STEAM教育以及其他的理科類課程,教學(xué)材料涵蓋了物理、工程學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、地理學(xué)等學(xué)科。學(xué)生帶上眼睛,通過zSpace提供的6自由度觸筆,就能完成立體的人體解剖、地質(zhì)解構(gòu)等操作。值得注意的是,針對醫(yī)學(xué)教育和STEAM教育,Zspace配套開發(fā)了一系列普通教育應(yīng)用軟件,包括制作模型的3D工作室,進(jìn)行電學(xué)、力學(xué)實(shí)驗(yàn)的物理實(shí)驗(yàn)室,歐幾里得圖形數(shù)學(xué)體驗(yàn)軟件,以及藝術(shù)設(shè)計(jì)、人體解剖等一系類教學(xué)場景。
從AR教育系統(tǒng)構(gòu)成來看,zSpace的解決方案包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分。硬件部分包括顯示器、觸筆、眼鏡、鼠標(biāo)鍵盤;軟件部分則主要為小學(xué)到高中提供校本課、人選課、活動課的課程資源,教師可以在zSpace的網(wǎng)站上下載相應(yīng)教學(xué)課件及教案。另外,教師們也可上傳自己的授課資源。從設(shè)備安裝,到技術(shù)培訓(xùn)和課程培訓(xùn),zSpace為B端學(xué)校提供了鏈條完整的AR教育服務(wù)。
技術(shù)上看,zSpace的特點(diǎn)在于跟蹤和展現(xiàn),zSpace的眼鏡能夠不斷根據(jù)使用者的角度展示圖像,讓虛擬物體看起來真實(shí),同時還能夠用觸筆移動物體,展現(xiàn)的功能則通過AR完成。通過從使用者和網(wǎng)絡(luò)攝像頭兩個角度采集的圖像,zSpace開發(fā)的名為zView的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中,與同伴分享zSpace上所看到的一切。
zSpace產(chǎn)品定位于私有學(xué)校、比較前衛(wèi)的學(xué)校及部分公辦學(xué)校。目前已經(jīng)進(jìn)入中國市場,并且根據(jù)中國教育大綱對教學(xué)材料進(jìn)行了本土化處理,已經(jīng)有一部分適應(yīng)中國教育大綱的應(yīng)用推出。zSpace的硬件與軟件會捆綁在一起進(jìn)行銷售。
科大訊飛:One-FLY AR交互實(shí)驗(yàn)臺
說起科大訊飛,大家首先想到的是其語言技術(shù)、人工智能、訊飛輸入法等。實(shí)際上,目前科大訊飛的大部分收入都來自于教育解決方案的銷售。因此,科大訊飛進(jìn)入AR教育是非常順理成章的事情。
科大訊飛的AR教育產(chǎn)品是有其子公司訊飛幻境研發(fā)運(yùn)營的。訊飛幻境依托科大訊飛強(qiáng)大的人工智能技術(shù)基因優(yōu)勢,獨(dú)立發(fā)展的6年中,積累了近百萬教育用戶。目前,訊飛幻境的虛擬仿真類產(chǎn)品已在全國擁有一百余家落地院校,為院校師生提供支持三維仿真課程的教具。在沉浸感更高的虛擬現(xiàn)實(shí)類產(chǎn)品方面,訊飛幻境與多家學(xué)校達(dá)成了合作,搭建了3D+全息+VR的可視化教學(xué)體系。其AR教育解決方案包括硬件、軟件和課程內(nèi)容三方面,名稱為:One-FLY AR交互實(shí)驗(yàn)臺。
One-FLY AR交互實(shí)驗(yàn)臺是訊飛幻境自主研發(fā)的一款高科技增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品。將實(shí)訓(xùn)內(nèi)容以3D圖形化展現(xiàn),讓教具、實(shí)訓(xùn)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)課題3D模塊化,以堆積木的形式進(jìn)行相關(guān)課題的實(shí)訓(xùn),通過多個二維碼控制器控制整個3D實(shí)訓(xùn)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)交互,提升產(chǎn)品體驗(yàn)感受。為師生呈現(xiàn)生動形象的教學(xué)內(nèi)容,快樂實(shí)驗(yàn),高效學(xué)習(xí)。
這套AR教育系統(tǒng)的硬件包含:One-FLY AR實(shí)驗(yàn)臺(1臺),識別卡牌包(1套),AR實(shí)驗(yàn)臺遙控器(1個),無線鼠標(biāo)鍵盤(1套),售后服務(wù)包(1套);軟件有:E上課,光學(xué)識別系統(tǒng),預(yù)裝課程包(1套),課程內(nèi)容有:針對小學(xué)、初中、高中的生物、化學(xué)、物理,比如伏安法則電阻、高錳酸鉀制氧氣、串并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律等。
這套AR實(shí)驗(yàn)臺解決了三個教學(xué)痛點(diǎn):1、某些實(shí)驗(yàn)存在安全風(fēng)險;2、教師實(shí)驗(yàn)演示太復(fù)雜,后排學(xué)生看不清;3、實(shí)驗(yàn)課成本高、組織難。
幻實(shí)科技:融入AR技術(shù)的STEAM教育體驗(yàn)館
幻實(shí)科技是一家為企業(yè)和消費(fèi)者提供增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR解決方案的高科技公司,主要致力于AR技術(shù)的研究和應(yīng)用。自2013年公司成立以來,已服務(wù)多個企業(yè)用戶,其中還包括阿里巴巴、寶潔、OPPO等知名公司?;脤?shí)科技的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR產(chǎn)品和項(xiàng)目涉及玩具、教育、影視娛樂、廣告?zhèn)髅?、婚紗攝影、服裝、金融、旅游、展覽等多個行業(yè)。
幻實(shí)科技近期推出了STEAM教育體驗(yàn)館,其特色在于主打AR技術(shù),用生動有趣的AR來進(jìn)行STEAM教育。和其他AR教育解決方案一樣,也分為硬件、軟件和內(nèi)容三個層面,不過靈活性更高。
硬件方面,幻實(shí)科技并沒有要求用自己的專用設(shè)備,而是可以自行定制,比如:AR電視、一體機(jī)、AR眼鏡、投影儀等都可以。這樣用戶可以根據(jù)自己的情況進(jìn)行選擇,大大降低成本,擴(kuò)大覆蓋面。在軟件方面,幻實(shí)科技自主開發(fā)了大眼探世界、魔法百科等應(yīng)用,在iOS和Andriod系統(tǒng)都可以適配。內(nèi)容方面,有英語、地理、繪畫等課程。
幻實(shí)科技的STEAM教育體驗(yàn)館不僅面向?qū)W校等教育機(jī)構(gòu),還可以入駐商場、超市、兒童樂園等線下幼教相關(guān)場所。在商業(yè)模式上,STEAM教育體驗(yàn)館和前兩者有顯著區(qū)別。zSpace和科大訊飛都是通過銷售捆綁在一起的軟硬件來盈利,而幻實(shí)科技的軟件是免費(fèi)的,硬件是由客戶自己去其他渠道購買的,主要靠AR地球儀、AR涂本這些內(nèi)容銷售來盈利。
Lifeliqe:酷炫的HoloLens學(xué)習(xí)體驗(yàn)
Lifeliqe是由其創(chuàng)始人Ondrej Homola于2015年11月在美國舊金山創(chuàng)辦,公司只有一個十幾人的團(tuán)隊(duì)。該公司致力于體驗(yàn)教學(xué),為6-12年級的學(xué)生提供3D應(yīng)用程序,即通過使用虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備來提供交互式的內(nèi)容,開展混合現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用,增加現(xiàn)實(shí)教學(xué)的趣味性。
目前Lifeliqe正和微軟合作,將其AR頭盔HoloLens帶入學(xué)校,已經(jīng)在西雅圖的Renton Prep和加利福尼亞的Castro Valley Unified College這兩所學(xué)校建立了試點(diǎn)。在HoloLens上,學(xué)生和老師們能夠訪問1000多個3D增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的模型和課程計(jì)劃,并能夠創(chuàng)建和分享他們自己的內(nèi)容。一所學(xué)校的專家Richard Schnec認(rèn)為:當(dāng)使用Lifeliqe進(jìn)行學(xué)習(xí)時,因?yàn)樗麄兛梢詫⒅R視覺化,從而更有助于學(xué)生的記憶。
Lifeliqe用的是自己開發(fā)的AR教育應(yīng)用,它的交互式3D模型能給學(xué)生提供一種新型的視覺學(xué)習(xí)方式,比如探索人體、器官、血管。
楊佩理
江蘇沙洲工學(xué)院
摘要:本文針對在采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)描述地理地形時所要求的數(shù)據(jù)海量、處理復(fù)雜的特點(diǎn),采用金字塔分層結(jié)構(gòu),提出了細(xì)節(jié)層次算法的解決方案。探討了適應(yīng)于虛擬現(xiàn)實(shí)地理數(shù)據(jù)可視化的數(shù)據(jù)庫模型結(jié)構(gòu)。
關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實(shí);金字塔結(jié)構(gòu);細(xì)節(jié)層次算法
“我們只做自己最擅長的事情?!贝鳡栔腥A區(qū)副總裁終端客戶解決方案事業(yè)部林浩對記者表示。
11月8日,戴爾攜手醫(yī)微訊、慧科教育、五洲傳播、網(wǎng)龍華漁成立VR聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,來自醫(yī)療、教育、多媒體和游戲領(lǐng)域的這4家合作伙伴將通過戴爾提供的硬件設(shè)施,強(qiáng)化VR在行業(yè)領(lǐng)域的企業(yè)級應(yīng)用。
來自IDC的數(shù)據(jù)顯示,全球虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(VR/AR)市場營收將在2016年達(dá)到約52億美元,全球市場營收則預(yù)計(jì)在2020年達(dá)到1620億美元。而針對VR市場采用預(yù)測,截至2025年將有2.16億個活躍用戶,硬件市場將達(dá)到450億美元。
計(jì)算先行
其實(shí),VR并不是一個全新的概念。不論是1956年,攝影師Morton Heilig發(fā)明的那款看上去更像是一臺巨型醫(yī)療設(shè)備、集成了體感裝置的3D互動終端,還是1961年面世的全球首款頭戴顯示器Headsight,抑或是NASA(美國航空航管理局)在1985年研發(fā)出的LCD光學(xué)頭戴顯示器、任天堂于1995年的32位游戲機(jī)Virtual Boy,VR總是每隔十幾年就能掀起一股熱潮。
2016年甚至被認(rèn)為是VR元年。各種形態(tài)的VR內(nèi)容解決方案、設(shè)備層出不窮,各路資本、設(shè)備蜂擁而上,互聯(lián)網(wǎng)大佬們也紛紛進(jìn)入VR市場。
然而,目前整個行業(yè)的發(fā)展速度就像用馬車?yán)咭粯?,艱難前行。在國內(nèi),體驗(yàn)過VR的人只是一小部分,而這部分人中90%的人表示,他們體驗(yàn)的是戴二三十分鐘就會眩暈的廉價VR盒子,高昂設(shè)備少有人問津。
AMD大中華區(qū)市場營銷副總裁紀(jì)朝暉指出,非常清晰的VR需要同時具備144幀每秒的速率、16K單眼的分辨率和0延遲,“但今天,最高端的顯卡也只能達(dá)到每秒90幀的計(jì)算速率,小于10毫秒的延遲?!?/p>
他還提到,上世紀(jì)90年代VR熱無疾而終的原因就在于當(dāng)時從計(jì)算技術(shù)到應(yīng)用條件都不成熟,“顯卡的計(jì)算能力不夠強(qiáng),沒辦法給你一個360度環(huán)繞的真實(shí)體驗(yàn)?!?/p>
一個VR產(chǎn)品或解決方案,除了硬件、交互以外,還要有內(nèi)容相匹配。VR內(nèi)容的創(chuàng)建涉及到大量的協(xié)同,這包括不同的開發(fā)引擎、內(nèi)容的拼接;制作過程中會涉及到非常多高精度圖像的處理。
“顯卡計(jì)算能力提高需要多少功耗,什么散熱條件,怎樣的CPU與之匹配,運(yùn)行中的軟件在產(chǎn)生額外負(fù)荷下怎樣穩(wěn)定工作,輸入端與軟件交互后怎樣出發(fā)下一場景,這一系列連鎖反應(yīng)會產(chǎn)生大量計(jì)算?!绷趾圃诓稍L中對記者表示,“戴爾可以提供的是,和全球領(lǐng)先的軟件公司、開發(fā)平臺、硬件公司、周邊公司在不斷做優(yōu)化和適配。這是我們所擅長的?!?/p>
據(jù)了解,目前戴爾已經(jīng)與顯卡及ISV廠家展開了深度合作,與超過195家第三方公司共同提供技術(shù)支持,可統(tǒng)一解決IT構(gòu)架前后端問題。
紀(jì)朝暉強(qiáng)調(diào),“VR是沉浸式計(jì)算時代的起點(diǎn),它會徹底改變?nèi)伺c數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)的連接方式?!?/p>
這與Oculus 創(chuàng)始人Palmer Luckey(帕爾默 ? 勒基)“平行數(shù)字世界”的觀點(diǎn)不謀而合,“這是一個平行數(shù)字世界的概念,你可以在其中生活、工作、玩耍和發(fā)起交流?!?/p>
行業(yè)下沉
VR的未來并不僅僅是游戲和社交領(lǐng)域,實(shí)際上,VR是一種全新的交互理念。在醫(yī)療、教育、多媒體等領(lǐng)域,已經(jīng)產(chǎn)生了更多企業(yè)級應(yīng)用的探索。
醫(yī)微訊打造的醫(yī)療教學(xué)應(yīng)用“柳葉刀客 Surgeek” 利用VR技術(shù)顛覆了傳統(tǒng)醫(yī)療教學(xué)的體驗(yàn)?zāi)J?,以更加直觀與沉浸的體驗(yàn)?zāi)J?,讓醫(yī)療教學(xué)場景變得更真實(shí);長期專注于高校與職業(yè)在線教育的慧科集團(tuán),旗下專注數(shù)字內(nèi)容制作的品牌“課工廠”集在線教育的教學(xué)設(shè)計(jì)和內(nèi)容開發(fā)為一體,為高校、教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)以及企業(yè)提供在線課程制作服務(wù),并致力于搭建“重塑現(xiàn)實(shí)”VR教育內(nèi)容制作;五洲傳播集團(tuán)通過其本身的媒介傳播屬性,打造出VR直播間,在虛擬現(xiàn)實(shí)視頻與電影領(lǐng)域探索更多可能性;網(wǎng)龍華漁則是在VR培訓(xùn)教材的開發(fā)上運(yùn)用“虛擬現(xiàn)實(shí)”技術(shù),更加真切地讓學(xué)習(xí)完全呈現(xiàn)在場景的現(xiàn)實(shí)感中。
“我們做VR內(nèi)容創(chuàng)建以及VR內(nèi)容消費(fèi)最強(qiáng)有力的推動者?!绷趾票硎?,“戴爾將會利用自身的技術(shù)研發(fā)背景,以及在供應(yīng)鏈方面的高融合能力,實(shí)現(xiàn)VR虛擬現(xiàn)實(shí)生態(tài)的發(fā)展,推進(jìn)VR更深層次的行業(yè)融合與解決方案創(chuàng)新發(fā)展。”
風(fēng)口浪尖的眼鏡
在眾多VR控制設(shè)備中,眼鏡絕對是紅得發(fā)紫的細(xì)分領(lǐng)域。某寶上隨便一搜,正在銷售的各式VR眼鏡能有100頁以上,價格也從幾元到幾千元不等,讓人看得眼花繚亂,更是無從下手。在嘗鮮以前,對整個VR眼鏡市場狀況做一個基本的了解是很有必要的。
從紙板起家的VR眼鏡盒子類
谷歌CardBoard本來只是工程師做的一個VR眼鏡模型,通過簡單的紙盒子和凸透鏡片,就能將分屏顯示的手機(jī)畫面在人眼中顯示為3D圖像,同時,手機(jī)上的APP也能根據(jù)手機(jī)自身的傳感器來判斷頭部移動的信號,從而實(shí)現(xiàn)頭部控制視角的功能。紙板材質(zhì)讓其手機(jī)飆升到極致的9元包郵,但其技術(shù)原理卻相當(dāng)科學(xué),于是乎,不少廠商直接用更好的材質(zhì)包裝包裝,相對紙板設(shè)備提升了外觀和佩戴舒適感。
帶屏幕的“半”獨(dú)立VR眼鏡
3Three Glasses2一類VR眼鏡內(nèi)置了運(yùn)算單元、信號處理單元和屏幕,整體應(yīng)用體驗(yàn)已經(jīng)提升不少, 這類VR眼鏡產(chǎn)品中,不少都可以兼容oculus的DK1、DK2(模擬成這兩款產(chǎn)品),因此網(wǎng)上可用的VR資源都比較豐富(視頻和游戲),廠家也會提供自己的應(yīng)用中心,所以基本上可玩性還是比較高。
不過在操控性方面,這類VR眼鏡的使用離不開電腦的幫助,需要鼠標(biāo)或手柄來幫助操控,這讓玩家必須坐在以PC為圓心、HDMI線長為半徑的區(qū)域內(nèi)。
真正獨(dú)立的VR眼鏡
完整的VR體驗(yàn),絕對不是只要滿足360°視覺的需求就行,手部和身體的動作、腳在地面上行走,都應(yīng)該完美地模擬,所以僅靠VR眼鏡或頭盔是不夠的。Oculus Rift便是這類VR設(shè)備的代表。眼鏡搭配Oculus Touch手柄,實(shí)現(xiàn)手部控制,而行走的動作,則需要另外購買Omini的VR行走設(shè)備來實(shí)現(xiàn)(3100元左右),當(dāng)然,一臺性能強(qiáng)勁的電腦還是少不了的。
市場潛力龐大的VR自然不會被上游核心廠商放過,AMD近日就了一款名為“Sulor Q”的Windows 10 系統(tǒng)的VR/AR一體機(jī)式頭顯,完全獨(dú)立的應(yīng)用方式不單是AMD實(shí)力的體現(xiàn),更傳遞了AMD未來肯能進(jìn)軍VR應(yīng)用內(nèi)容生產(chǎn)領(lǐng)域的趨勢。
不僅僅只有手柄
提到VR輸入設(shè)備,人們往往會在第一時間想到手柄,事實(shí)上,除了傳統(tǒng)的手柄,比如Oculus Rift消費(fèi)者版支持的Xbox無線手柄,還有一些新興形態(tài)的輸入設(shè)備,比如萬向跑步機(jī)KatR Walk、手套The Manus或者衣服Tesla Suit。眾多VR輸入設(shè)備的出現(xiàn),真正讓人們感受到該領(lǐng)域產(chǎn)品種類的繁多和形態(tài)的新奇,也涵蓋奇思妙想的idea和黑科技。
標(biāo)桿性的Oculus Touch
Oculus Touch 采用了類似手環(huán)的設(shè)計(jì),允許攝像機(jī)對用戶的手部進(jìn)行追蹤,傳感器也可以追蹤手指運(yùn)動,同時還為用戶帶來便利的抓握方式,用戶展開手掌時,借助手環(huán)的支撐,手柄仍然可以保持原位。
嘗試賣手套的索尼
近日,USPTO(美國專利商標(biāo)局)的文件泄露了 Sony 的一項(xiàng)手套式控制器專利,根據(jù)該項(xiàng)專利,使用PSVR的用戶可以不用手握一對控制器,而是帶上手套,通過自然的手勢操作,就能完成虛擬現(xiàn)實(shí)的交互。
想法很牛叉的Gear VR Rink
出自三星創(chuàng)意實(shí)驗(yàn)室C-Lab R&D的Gear VR Rink集成了各種傳感器,通過使用數(shù)據(jù)編碼磁場來跟蹤控制器的移動,經(jīng)藍(lán)牙連接后,位于頭戴式設(shè)備上方的 Rink 發(fā)射器發(fā)送磁信號到手機(jī)接收器,Rink 的位置信息也由此發(fā)送出,能否接收到信息取決于物體距離控制器多遠(yuǎn),控制器的感應(yīng)范圍大約 1 米約和伸展雙臂的長度。
同時,Rink不僅可以檢測出手(整體)的運(yùn)動,還能通過嵌入到裝置側(cè)面的紅外傳感器,具體識別出手指的位置,紅外燈發(fā)出光波并被彈回,由此控制器讓應(yīng)用程序知道有手指的動作。但非常遺憾的是,從目前市場上傳出的消息看,Gear VR Rink實(shí)際體驗(yàn)很差。
感知能力極強(qiáng)的Power Claw
Power Claw不單單可以追蹤用戶手部動作,更能給用戶帶來冷熱、震動和粗糙感等皮膚觸覺。據(jù)悉,在該手套的拇指、食指及中指有三個傳動器,可以通過電子電路將不同感覺的信號傳回電腦,除了應(yīng)用于 VR,Power Claw 也希望被用于有關(guān)教育、醫(yī)學(xué)等更具意義的場景中。不過對娛樂應(yīng)用的玩家而言,采用有線設(shè)計(jì)的Power Claw多少有些制約,可以考慮Manus這樣的無線VR手套。
替代鼠標(biāo)鍵盤的Gest
Gest定位用戶手部動作的追蹤,由戴在手掌上的主體和四指上的手環(huán)組成,Gest的CEO和聯(lián)合創(chuàng)始人Mike Pfister將其描述為鼠標(biāo)和鍵盤的替代品,目前主要用于PS的各種操作,不過,這家名為Apotact的實(shí)驗(yàn)室也表示,Gest未來將加入虛擬現(xiàn)實(shí)功能,也許凌空動動手指就能開啟一扇密碼門鎖。
沒有被遺忘的身體其他部分
眼鏡類VR設(shè)備的井噴讓人們看到廠商針對用戶視覺體驗(yàn)感受做的努力,但人類的感官本身可以分為視覺、觸覺、聽覺、味覺等多個部分,虛擬現(xiàn)實(shí)既然以整個“現(xiàn)實(shí)世界”為墊付對象,自然不會忘記人類的其它感官。
針對觸覺應(yīng)用的UnlimitedHand
日本H2L公司開發(fā)出了一款名為UnlimitedHand的產(chǎn)品,讓用戶在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中獲得觸覺的游戲控制器。UnlimitedHand融合了全新的觸覺反饋技術(shù),戴在手臂上,可實(shí)現(xiàn)手臂動作和游戲世界的同步,并實(shí)時給到用戶相應(yīng)的觸覺反饋。UnlimitedHand融合了全新的觸覺反饋技術(shù),戴在手臂上,可實(shí)現(xiàn)手臂動作和游戲世界的同步,并實(shí)時給到用戶相應(yīng)的觸覺反饋。
用腳玩游戲的3DRudder
3DRudder造型類似一款平衡板,集成了陀螺儀、加速計(jì)、地磁儀、壓力傳感器等相關(guān)元器件,記錄腳部的運(yùn)動的數(shù)據(jù)。相比于鍵盤鼠標(biāo)以及目前常見的輸入設(shè)備,3DRudder的新穎之處在于把閑置的雙腳運(yùn)用起來。
具體來說,3DRudder有四個功能:向左或右晃能射擊;一只腳向前一只腳向后能移動視角;雙腳扭動,能調(diào)整視角范圍;而前后傾還能放大或縮小畫面。雖然它看起來很怪,但操作起來還是挺直觀,玩一會就能上手了。只是110美元的眾籌價格,還是有些嘗鮮門檻的。
從聽覺切入市場的Entrim 4D
除推出眼鏡追求視覺體驗(yàn)市場外,三星還另辟蹊徑,推出名為Entrim 4D的VR配套耳機(jī),從聽覺切入市場。Entrim 4D耳機(jī)通過“組合算法”和使用特定的電信號影響耳內(nèi)神經(jīng)即“內(nèi)耳前庭刺激”的方式來運(yùn)作,最終讓玩家的聽覺和視覺都能與不斷變化的游戲內(nèi)容同步。
不走尋常路的椅子
美國廠商Praevidi近日在德州SXSW音樂節(jié)上展示了一款名為Turris的虛擬現(xiàn)實(shí)座椅,概念非常有趣。它是一款內(nèi)置計(jì)算機(jī)、方位追蹤傳感器的電動椅子,用戶坐在上面便可控制虛擬現(xiàn)實(shí)游戲中人物的動作。另外,它也支持Oculus Rift、HTC Vive、三星Gear vr等虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴,兼容性非常廣泛。
唯一遺憾的是,Turris椅子的價格極為昂貴,達(dá)到3000美元(約合人民幣1.95萬元),再加之虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴和PC本身的成本,相信大部分用戶很難接受。
寫在最后:讓虛擬世界承載夢想
心有多大,夢就有多大!科技已經(jīng)為我們創(chuàng)造了一個名為虛擬現(xiàn)實(shí)的全新世界,在這個充滿了未知的世界里,人的夢想就是真正的神,人們的想法決定這個世界未來的構(gòu)成,充滿奇思妙想的各類VR控制設(shè)備則是開啟這個世界的鑰匙。
整體解決方案
不斷追求沉浸式體驗(yàn)
出色的代入感和沉浸式體驗(yàn)是VR受到消費(fèi)者關(guān)注的重要原因,但無論是針對視覺的眼鏡還是針對其他感知的設(shè)備,多少都受制于使用環(huán)境的限制或無法完整地將用戶整個人代入虛擬世界中,于是,一些成套的解決方案為我們指出了VR未來另外一條發(fā)展道路。
Virtuix Omni跑步機(jī)
Virtuix Omni是最早開始眾籌的虛擬現(xiàn)實(shí)跑步機(jī),也是目前已經(jīng)上市的唯一一款。它由一個內(nèi)置傳感器的萬向滾動帶(底部的跑步機(jī)結(jié)構(gòu))、固定圓環(huán)及支撐部分組成,用戶需要穿戴腰封腿帶、專用的感應(yīng)鞋才能使用。從外媒的正式版機(jī)型體驗(yàn)來看,它的結(jié)構(gòu)是非常牢固的,即便是用戶身材頗為壯碩,也依然可以進(jìn)行較激烈的跑動運(yùn)動。另外,正式版機(jī)型對跑步帶的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化,所以用戶不必?fù)?dān)心過滑導(dǎo)致身體失去平衡。
KAT Walk主打拓展性
KAT Walk與Virtuix Omni的設(shè)計(jì)不同,它采用了一個懸掛式的框架設(shè)計(jì)配合腰帶,來固定用戶位置,整體顯得更加龐大一些,但似乎也更為可靠。同時,支持結(jié)構(gòu)可通過機(jī)身側(cè)面的按鈕來調(diào)節(jié),高度從130至200厘米,基本上可以適用于不同身高的用戶。底部的跑步機(jī)設(shè)計(jì)則使用高摩擦材料,擁有一定弧度,同樣需要穿戴特制的鞋子才能使用。
亞馬遜的虛擬房間
用戶通過亞馬遜的技術(shù),不必佩戴任何設(shè)備,就能在整個房間內(nèi)實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)效果。微軟也曾了一個名為RoomAlive(原名IllumiRoom)的類似技術(shù)。RoomAlive的原理是通過投影儀和Kinect將房間變成一個虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境。從亞馬遜的專利圖片判斷,這家公司也將采用類似的攝像機(jī)與投影儀組合,這套系統(tǒng)將追蹤用戶的手勢。
Xsens為VR帶來全身運(yùn)動捕捉解決方案
關(guān)鍵詞:VR技術(shù);教育
中圖分類號:TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)16-0207-02
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過模擬人的視覺、聽覺、觸覺等感覺器官的功能,使人能夠沉浸在計(jì)算機(jī)所生成的虛擬世界里面,并且能夠通過語言、手勢,感官等自然方式與計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時交互,創(chuàng)造了一種以人為主的虛擬空間。使用者不僅能夠通過虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)感受到在客觀物理世界中所經(jīng)歷的“身臨其境”的逼真性,而且能夠突破時間和空間以及其他客觀的限制,感受到真實(shí)世界中無法親身體驗(yàn)到的經(jīng)歷。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以廣泛用于學(xué)習(xí)情景的創(chuàng)設(shè),增加學(xué)習(xí)內(nèi)容的形象性和趣味性,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)模擬訓(xùn)練。通過VR進(jìn)行學(xué)習(xí)和教育,不光可以減少現(xiàn)實(shí)空間中某些訓(xùn)練操作的困難和危險,更可以使訓(xùn)練造價得到大幅度降低。因此,我們說,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將是繼多媒體、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之后,在教育領(lǐng)域內(nèi)最具有應(yīng)用前景的一項(xiàng)技術(shù)。
1 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的分類
虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)按照不同的標(biāo)準(zhǔn)有不同的標(biāo)準(zhǔn),通常情況下可以分為三類:
第一種:桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)
桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是一款基于普通PC平臺的小型的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng),它主要是利用圖形工作站和立體顯示器,產(chǎn)生虛擬情境,參與者可以使用數(shù)據(jù)手套、三維鼠標(biāo)、力反饋器或者其他手控輸入設(shè)備,實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。計(jì)算機(jī)的屏幕是參觀者觀察虛擬境界的一個窗口,立體顯示器用來觀看三維虛擬場景的立體效果,它所帶來的立體感能夠使參與者產(chǎn)生一定的投入感。桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)主要包括VR立體圖形顯示、效果顯示、人機(jī)交互等幾部分。
桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)雖然沒有完全沉浸式的效果和性能,但是因?yàn)槌杀鞠鄬^低,所以應(yīng)用的比較普遍。因此,桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)被認(rèn)為是初級的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用,也是投入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究的初級階段。
第二種:沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)
沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)提供參與者完全沉浸的體驗(yàn),使用戶有一種置身于虛擬世界中的感覺。它的特點(diǎn)就是:利用頭盔顯示器把用戶的視覺、聽覺封閉起來,產(chǎn)生虛擬視覺,同時,它利用數(shù)據(jù)手套把用戶的手感通道封閉起來,產(chǎn)生虛擬觸動感。系統(tǒng)采用語音識別器讓參與者對系統(tǒng)主機(jī)下達(dá)操作命令,與此同時,頭、手、眼均有相對應(yīng)的頭部跟蹤器、手部跟蹤器、眼睛視向跟蹤器的追蹤,能夠使系統(tǒng)達(dá)到盡可能的實(shí)時性。
第三種:分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)
分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)(DVR)是基于網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境,在這個環(huán)境中,多個用戶同時參加一個虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境,通過計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)對這個虛擬環(huán)境進(jìn)行觀察和操作,從而實(shí)現(xiàn)與其他用戶的交互,并共享信息。分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn)就是可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時交互,資源共享,用戶互動。當(dāng)然虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)最基礎(chǔ)的特點(diǎn)就是模擬現(xiàn)實(shí),有真實(shí)感。
2 國外VR教學(xué)的研究現(xiàn)狀
目前,國外的一些公司已經(jīng)研究出來應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教育系統(tǒng),而且國外的一些學(xué)院已經(jīng)已經(jīng)開始使用VR教育系統(tǒng)。zSpace首席執(zhí)行官Paul Kellenberger表示:“zSpace一體式教育系統(tǒng)更先進(jìn),使用起來更加簡單。我們想顛覆學(xué)校使用技術(shù)的方式,我們并非生活在一個扁平的世界。作為一個企業(yè),我們的目標(biāo)是讓盡可能多的人了解這種互動和虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn),zSpace教育解決方案讓學(xué)校將這一切都變成可能。zSpace由一臺單獨(dú)電腦和VR顯示器組成,并配備有觸控筆,幫助學(xué)生操縱虛擬3D物體,加強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)。此外,zSpace還成立了專門的STEM實(shí)驗(yàn)室。在美國,已有上萬的學(xué)生正使用zSpace STEAM(science科學(xué), technology技術(shù), engineering工程, art藝術(shù), mathematics數(shù)學(xué))實(shí)驗(yàn)室課件進(jìn)行學(xué)習(xí)。此外,坐落在德克薩斯州的Trinity University也將VR設(shè)備用于校園文化的推廣和普及上,并取得不錯的效果。
3 國內(nèi)VR教學(xué)的研究現(xiàn)狀
北京微視酷(VRschool)科技有限公司是中國專業(yè)的VR教育軟件研發(fā)機(jī)構(gòu),他們利用其領(lǐng)先的VR技術(shù),結(jié)合教學(xué)實(shí)際需求,成功自主研發(fā)了“IES沉浸式課堂”系統(tǒng),為國內(nèi)教學(xué)提供了VR(虛擬現(xiàn)實(shí))教育應(yīng)用整體解決方案,成為未來學(xué)校和智慧課堂的教育改革技術(shù)先鋒。2016年4月5日下午,北京中關(guān)村第二小學(xué)與北京微視酷科技有限責(zé)任公司合作的VR虛擬現(xiàn)實(shí)“IES沉浸式教學(xué)系統(tǒng)”公開課正式開講?,F(xiàn)在國內(nèi)提出把VR技術(shù)應(yīng)用在教育領(lǐng)域的公司還包括:新東方、百度、巧克互動、網(wǎng)龍、安妮股份、廈門創(chuàng)壹軟件等。其中,新東方和樂視在2015年達(dá)成初步合作意向,雙方將在英語課堂實(shí)現(xiàn)VR教學(xué)。安妮股份也啟動了虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目,以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)兒童教育產(chǎn)品。百度則計(jì)劃2017年在貧困山區(qū)的學(xué)校構(gòu)建一些VR教室。此外,一家名為“巧克互動”的創(chuàng)業(yè)公司,也宣布將VR應(yīng)用在英語教學(xué)上,試圖實(shí)現(xiàn)在虛擬場景下的在線直播功能;廈門創(chuàng)壹軟件則研發(fā)了全國最大的虛擬現(xiàn)實(shí)三維互動在線教育云平臺;網(wǎng)龍近期也宣布正在從硬件、技術(shù)和資源三個層面著手,研究VR在教育行業(yè)的落地。因此,VR技術(shù)將會進(jìn)一步走入人們的生活,不僅在游戲領(lǐng)域,也將會越來越多的應(yīng)用在教育、醫(yī)學(xué)等其他領(lǐng)域。2016年4月8日,VR及虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)信息技術(shù)應(yīng)用研討大會在廣東工業(yè)大學(xué)舉行。研討會上,上海曼恒數(shù)字有限公司的技術(shù)專家與廣東工業(yè)大學(xué)的學(xué)術(shù)專家進(jìn)行了專題演講,同時,雙方合作成立的VR&AR技術(shù)研究聯(lián)合中心以及虛擬仿真技術(shù)研究中心也在研討會上揭牌。這意味著,VR技術(shù)將在教育領(lǐng)域?qū)で蟾畹暮献骺臻g。
4 VR虛擬教學(xué)的特點(diǎn)
1)利用VR技術(shù)設(shè)計(jì)逼真的三維虛擬環(huán)境,能夠使學(xué)生置身于虛擬的3D學(xué)習(xí)環(huán)境中,體驗(yàn)真機(jī)實(shí)訓(xùn)不可能觀察到的各部件以及重要部件獨(dú)立工作的原理,讓學(xué)生能夠自己動手操作儀器,更好地了解儀器設(shè)備的構(gòu)造、安裝與操作。
2)充分利用并行虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的可交互性,讓學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與老師之間可以像正常教學(xué)那樣互動的同時,體驗(yàn)平時不可能體驗(yàn)到的情境中,同時可以利用并行虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的共享性使所有學(xué)生可以共享資源,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和操作能力。
3)學(xué)生可以不受時間和空間的限制,自己可以在任意的時間和地方利用VR教學(xué)設(shè)備學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)內(nèi)容也可以根據(jù)自己的興趣和天分而定。與傳統(tǒng)的教學(xué)方式相比,節(jié)約了時間,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,同時充分挖掘了學(xué)生的興趣愛好。
4)支持遠(yuǎn)程應(yīng)用及管理,VR教育系統(tǒng)的平臺采用服務(wù)器與用戶端的模式。學(xué)生和老師通過用戶端申請賬號和密碼進(jìn)行登陸,然后訪問服務(wù)器,進(jìn)行相應(yīng)請求模型數(shù)據(jù)的傳輸。這樣既可以教學(xué),同時學(xué)生和老師都可以在設(shè)備上學(xué)習(xí),并且得到真人“面對面”的教學(xué),這樣的教學(xué)方式比尋求家教更加方便,更加高效。
5 VR虛擬教學(xué)面臨的問題
1)VR產(chǎn)品的價格與功能方面也存在悖論
功能越豐富,價格越高,買的人就越少;但走廉價路線的VR產(chǎn)品,又因產(chǎn)品性能不過關(guān),用戶體驗(yàn)不好等原因無法一直“紅”下去。因此,以最低成本提供最好用戶體驗(yàn)才是產(chǎn)品迭代的核心和必經(jīng)途徑。
2)內(nèi)容與硬件質(zhì)量不匹配
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究人員不斷地在提高硬件設(shè)備,但是由于VR設(shè)備比較昂貴,一般人都消費(fèi)不起,因此不能夠廣泛地被大家所了解和使用,因此缺乏創(chuàng)新型的內(nèi)容。教育重視內(nèi)容,重視質(zhì)量,重在新穎,內(nèi)容是根本,技術(shù)是手段。但是目前的VR教育設(shè)備因?yàn)閮r格、技術(shù)等原因,很難推廣,很少有人了解這個東西,因此,VR虛擬教學(xué)系統(tǒng)缺乏創(chuàng)新的內(nèi)容,也無法做到實(shí)時的更新內(nèi)容。學(xué)生在使用過程中,只會剛開始會有興趣,等到熟悉虛擬設(shè)備的所有內(nèi)容之后就會覺得乏味,枯燥,根本達(dá)不到豐富知識,激發(fā)創(chuàng)造力和潛力的效果。
3)長時間佩戴,學(xué)生依然會產(chǎn)生暈眩和不適感
眩暈是因?yàn)檠劬Ω惺艿降漠嬅婧蜕眢w感受到的運(yùn)動不協(xié)調(diào)。有數(shù)據(jù)表明,頭動和視野的延遲不能超過 20ms,不然就會出現(xiàn)眩暈。低于20ms 的延遲對于 VR 設(shè)備的技術(shù)要求很高,設(shè)備一方面要精確地測出頭部轉(zhuǎn)動的速度、角度和距離,還要及時渲染并顯示出畫面,這一切都需要在 20ms 以內(nèi)完成。所以VR產(chǎn)品,一定要保證畫面的穩(wěn)定流暢和信息的同步。
解決眩暈的另外一個辦法,就是降低余暉,低余暉頭就是使物體的軌跡更加接近于物理世界的真實(shí)軌跡,在一定刷新率下不會產(chǎn)生讓人能夠覺察到的拖影。要達(dá)到這個目的,只能使用 OLED 等新型顯示器,由于其每個像素都是主動發(fā)光的,所以 OLED 屏幕可以做到低余暉。
4)功能依然不夠完善,用戶體驗(yàn)需要加強(qiáng)
目前VR教育系統(tǒng)的研究仍舊處于初級階段,它所包含的功能不夠完善,我們看到目前國內(nèi)的VR教育系統(tǒng)都是提供一些簡單的三維場景,用來還原課程內(nèi)容場景,讓學(xué)生更好地融入到事件發(fā)生情境中,更好的理解一些公式及其原理。
5)缺乏龐大的資源庫
一個完善的VR教育系統(tǒng)必須擁有龐大的資源庫,才能夠滿足用戶的需求。我們知道虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備主要是通過對圖像進(jìn)行處理,然后通過從人體接受過來的感官信號對圖像進(jìn)行變換,然后利用顯示設(shè)備 展現(xiàn)出3維立體影像。這些都需要龐大的存儲區(qū)域才可以實(shí)現(xiàn),同時我們對于完善的虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)設(shè)備而言,他不僅要存放一種學(xué)科的全部理論知識點(diǎn),3維模擬場景影像,還包括學(xué)生的學(xué)習(xí)記錄,學(xué)生查詢的相關(guān)資源,教師考核試卷資源等等。由此可見,VR教育系統(tǒng)必須要建立一個龐大的資源庫,但是目前對于一般的學(xué)校而言,還不能做到,但是未來,我相信科研者肯定會解決這個問題。
6)對網(wǎng)絡(luò)通信帶寬有較高的要求
分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬環(huán)境,在這個環(huán)境中,位于不同物理環(huán)境位置的多個用戶或多個虛擬環(huán)境通過網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)結(jié),這個特點(diǎn)正好滿足多個學(xué)生和老師在虛擬情境中進(jìn)行交互,共同學(xué)習(xí)。但是,在分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中,網(wǎng)絡(luò)帶寬是虛擬世界大小和復(fù)雜度的一個決定因素。當(dāng)參加者增加時,帶寬需求也隨著增加。因此,分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)通信帶寬有較高的要求,并且高度依賴于中心服務(wù)器。
傳統(tǒng)的教育模式已然不能夠滿足當(dāng)今社會對人才的需求。傳統(tǒng)的教育模式下,老師講,學(xué)生跟,根本不能夠發(fā)揮學(xué)生的個人特色和創(chuàng)新能力,因此這是一種被動的教育模式。在這種教育模式下,學(xué)生很難發(fā)揮積極能動性,學(xué)生的學(xué)習(xí)效率也不能達(dá)到最高。同時,在傳統(tǒng)的教育模式下,一個老師帶領(lǐng)很多學(xué)生,很難做到個個兼顧。因?yàn)槊總€學(xué)生接受新知識的速度不一樣,領(lǐng)悟力也是參差不齊的,所以很難找到一個平衡點(diǎn)。更重要的是,老師的教學(xué)也有自己的個人特色,有些同學(xué)可以接受老師的教學(xué)方式,然而有些卻不能接受,這也是很難調(diào)節(jié)的。另外,傳統(tǒng)的教學(xué)教材都是教科書為準(zhǔn),涵蓋的知識面比較窄,內(nèi)容有限,不能夠滿足學(xué)生對大量知識的需求。
Q:《數(shù)碼影像時代》
A:強(qiáng)氧科技發(fā)展有限公司CEO錢懷宇
Q:VR是最近非常熱門的話題,無論是傳統(tǒng)媒體還是新媒體都非常關(guān)注VR,經(jīng)常聽到各種VR公司獲得風(fēng)投的新聞,有個說法2016是VR元年,也有人說VR市場目前有很多的泡沫,強(qiáng)氧作為最早進(jìn)入這個市場耕耘的企業(yè),如何看待VR市場的當(dāng)前狀況和發(fā)展前景?
A:從全球看,2016年從年初的CES到近期的GMGC、GMIC,VR技術(shù)一直是最大的亮點(diǎn),VR也已經(jīng)成為全球技術(shù)圈炙手可熱的話題。Oculus Rift消費(fèi)版套裝年初開始預(yù)售,價格昂貴,但銷售卻相當(dāng)?shù)幕鸨?,可以看出大眾對VR的期待。有機(jī)構(gòu)預(yù)測,2016年全球VR軟硬件的產(chǎn)值將達(dá)67億美元,2020年將增長到700億美元,行業(yè)將迎來爆發(fā)式增長。
在國內(nèi),自2015年國家實(shí)施“創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略”以來,參與到虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的企業(yè)大幅增加,VR行業(yè)呈現(xiàn)出了欣欣向榮的發(fā)展景象。業(yè)內(nèi)人士表示,2015年國內(nèi)虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)市場規(guī)模約為15.4億元,預(yù)計(jì)2016年將達(dá)到56.6億元,2020年市場規(guī)模預(yù)計(jì)將超過550億元。VR的市場發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮?、是不可估量的。?qiáng)氧作為最早進(jìn)入這個市場耕耘的企業(yè),⒒極把握這一機(jī)遇,創(chuàng)新科技,提升VR產(chǎn)業(yè)整體水平。
Q:VR影像容納了更多的視覺信息,改變了傳統(tǒng)視頻觀看的方式,其創(chuàng)作、后期、傳輸、播放全鏈路上應(yīng)該會有很多與傳統(tǒng)視頻不同的地方,終端應(yīng)用也會有很多不同之處,強(qiáng)氧在技術(shù)、產(chǎn)品和應(yīng)用方面都有哪些解決方案?這些解決方案都有哪些市場優(yōu)勢?
A:我們的解決方案有很多,根據(jù)不同的應(yīng)用場景去設(shè)計(jì)不同的解決方案。比如VR視頻直播方案,VR節(jié)目內(nèi)容快速制作方案,以及各種視頻拍攝等等。
在國內(nèi),我們在VR方面有很多技術(shù)都是獨(dú)有的,像直播實(shí)時調(diào)色、實(shí)時圖文信息、多機(jī)位切換導(dǎo)播等。
VR影像與傳統(tǒng)影像雖然在很多方面有不同,但有一點(diǎn)是相通的,而且是非常重要的一點(diǎn),“為受眾服務(wù),讓受眾有更好的體驗(yàn)”。比如黃小琥的演唱會,無論是看傳統(tǒng)視頻的,還是看vR視頻的,還是看現(xiàn)場的,都是黃小琥的fans,如何做到他們的標(biāo)準(zhǔn)就是我們的目的,因此所有視頻的技術(shù)對我而言沒有差別,只看如何滿足受眾,沒有必要強(qiáng)行貼上VR的標(biāo)簽。
Q:VR視頻直播和傳統(tǒng)的視頻直播在技術(shù)和轉(zhuǎn)播的手法上有什么不同嗎?強(qiáng)氧這次展出了從2目到9目多種類的第三代Argus直播攝像機(jī),這些不同的VR攝像機(jī)都適合什么樣的VR直播應(yīng)用呢?
A:VR視頻和傳統(tǒng)視頻,其實(shí)不僅僅是直播,最大的區(qū)別我認(rèn)為是導(dǎo)播原則不同。VR視頻不存在強(qiáng)制視覺,只存在優(yōu)先視域,所以傳統(tǒng)的剪輯、導(dǎo)播切換的規(guī)則無法直接套用。其次,VR也不存在取景,只存在“機(jī)位”的概念,因此攝像機(jī)的位置也與傳統(tǒng)的不同。
我們的VR攝像機(jī)都是面對不同應(yīng)用場景的。我們做的是解決方案,從實(shí)時VR背景,VR虛擬演播室,實(shí)時摳像,VR圖文信息,一直到推流,VR攝像機(jī)只是其中的一部分,不同的方案需要不同的攝影機(jī)來達(dá)到最優(yōu)化的效果。比如二目適用于VR+立體視覺的演播,三目與九目作為第三代直播攝像機(jī),適合不同的空間尺寸,三目更適合較小空間,九目適合較大空間,復(fù)雜光效的環(huán)境。
關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)技術(shù);VRT;數(shù)字圖書館
中圖分類號:TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-3044(2014)02-0380-02
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展,作為二十世紀(jì)末的新興技術(shù),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造、遙控機(jī)器人、計(jì)算機(jī)藝術(shù)、先期技術(shù)與概念演示、教育與培訓(xùn)、娛樂和藝術(shù)等方面。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也改變了人們在生產(chǎn)、生活和學(xué)習(xí)中的方式,從而引發(fā)了全社會各行各業(yè)的巨大變化。在高速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)推動下,以圖書館為情報中心的各個大中專院校,受到了直接的影響,主要表現(xiàn)在讀者需求和服務(wù)方式的變化,圖書館建設(shè)的技術(shù)手段等方面,因此傳統(tǒng)圖書館的運(yùn)作模式受到前所未有的挑戰(zhàn),越來越多的高校圖書館向著虛擬化和數(shù)字化的方向發(fā)展。作為一種全新的技術(shù)為,虛擬現(xiàn)實(shí)除了能帶給人們一種全新的體驗(yàn),還為數(shù)字圖書館帶來完整解決方案,已逐漸成為數(shù)字圖書館發(fā)展的趨勢。
1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述
虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality VR)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它充分利用計(jì)算機(jī)硬件與軟件資源的集成技術(shù),提供了一種三維的、實(shí)時的虛擬環(huán)境(Virtual Environment),使用者完全可以進(jìn)入虛擬環(huán)境中,觀看計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的虛擬世界,聽到逼真的聲音,在虛擬環(huán)境中交互操作,有真實(shí)感,可以講話,并且能夠嗅到氣味。
VRT具有超越現(xiàn)實(shí)的虛擬性。SGI、SUN等生產(chǎn)廠商生產(chǎn)的專用工作站是目前在此領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的幾個著名企業(yè),這些生產(chǎn)廠商利用VRT來產(chǎn)生立體視覺效果的關(guān)鍵外設(shè),例如目前常見的產(chǎn)品包括三維投影儀、頭盔顯示器和光閥眼鏡等。其中高檔的頭盔顯示器在屏蔽現(xiàn)實(shí)世界的同時,提供高分辨率、大視場角的虛擬場景,并帶有立體聲耳機(jī),可以使人產(chǎn)生強(qiáng)烈的浸沒感。
由此可知,正是由于虛擬現(xiàn)實(shí)有著非常寬泛的應(yīng)用領(lǐng)域,例如航空航天、文化娛樂、軍事、城市規(guī)劃、房產(chǎn)開發(fā)、商業(yè)貿(mào)易、建筑設(shè)計(jì)、醫(yī)療衛(wèi)生保險、應(yīng)急推演、教育與培訓(xùn)、工業(yè)仿真等,所以,人們對迅速發(fā)展中的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的產(chǎn)生了極大的興趣和關(guān)注。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征:
虛擬現(xiàn)實(shí)的主要特征體現(xiàn)在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸、交互、想象以及網(wǎng)絡(luò)功能,多媒體技術(shù)、人工智能、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、動態(tài)交互智能感知和程序取得三維立體模型與場景等特點(diǎn)。
1)沉浸感(Immersion),指用戶使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)時,在虛擬環(huán)境中的真實(shí)程度,理想的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境應(yīng)該使用戶很難確認(rèn)其所在的場景是真實(shí)空間還是虛擬空間。
2)交互性(Interaction),指參與者對虛擬現(xiàn)實(shí)場景中物體的可操作程度以及從虛擬環(huán)境所得到的反饋的自然程度和實(shí)時性等。這種交互主要借助于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的交互設(shè)備,如立體眼睛、頭盔顯示器,數(shù)據(jù)手套以及虛擬現(xiàn)實(shí)三維空間跟蹤球等。
3)想象力(Imagination)。在虛擬現(xiàn)實(shí)世界開發(fā)并尋找合適的場景和對象,以及充分發(fā)揮人類的想象力和創(chuàng)造力。
4)具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能,可以通過允許VRML程序直接接入Internet上網(wǎng)。
5)具有多媒體功能,能夠?qū)崿F(xiàn)多媒體制作,將文字、語音、圖像、影片等融入到立體場景中,并合成聲音、圖像達(dá)到舞臺效果。
6)創(chuàng)造三維立體造型和場景,實(shí)現(xiàn)更好的立體交互界面。
虛擬現(xiàn)實(shí)不同于可視化計(jì)算,可視化計(jì)算利用可視化計(jì)算環(huán)境,實(shí)現(xiàn)程序和算法的設(shè)計(jì)、測試和結(jié)果呈現(xiàn),,無法使用戶做到身臨其境,缺乏現(xiàn)場感和真實(shí)感。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與其不同的是可以創(chuàng)建了一個看上去很真實(shí)的三維視聽、觸摸和感覺的虛擬空間環(huán)境,并且這種環(huán)境可以根據(jù)用戶的需求,隨時變換、交替更迭。用戶或參加者可以通過計(jì)算機(jī)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)入該環(huán)境,以此實(shí)現(xiàn)與該環(huán)境交換虛擬現(xiàn)實(shí)信息額的目的,從而親身感受在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境,中進(jìn)行各種活動和操作。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研發(fā)并推出了許多基于虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)用系統(tǒng),如虛擬銀行、虛擬醫(yī)院、虛擬展覽會和虛擬工廠等等。在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中,用戶或參與者不再是隨著屏幕的轉(zhuǎn)換去被動的接手或觀看內(nèi)容,而是和虛擬的三維環(huán)境融合在一起,互動性地體驗(yàn)和感受虛擬現(xiàn)實(shí)世界中廣泛的三維立體多媒體內(nèi)容。
2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在數(shù)字圖書館中的應(yīng)用
隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的廣泛和深入,圖書館網(wǎng)站已經(jīng)成為人們認(rèn)識、了解、使用圖書館的網(wǎng)絡(luò)界面。但瀏覽各大圖書館網(wǎng)站,這些圖書館的主要功能主要體現(xiàn)在如何進(jìn)行知識信息的收集和存儲、最新通知的、電子文獻(xiàn)的使用,對于圖書館本身的地理位置、真實(shí)結(jié)構(gòu)、館內(nèi)環(huán)境等的介紹比較少,一般都是利用文字和圖片進(jìn)行說明。如果讀者沒有進(jìn)入圖書館,無法得到足夠的引導(dǎo)和支持。如何使讀者可以通過網(wǎng)絡(luò)更加真實(shí)有效的了解圖書館的真實(shí)情況,是目前圖書館網(wǎng)站建設(shè)中最容易忽視的一個方面。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn),我們可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸、交互、想象以及網(wǎng)絡(luò)功能,多媒體技術(shù)、人工智能、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、動態(tài)交互智能感知和程序取得三維立體模型與場景等特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)讀者在網(wǎng)上就可以清楚的了解圖書館本身的地理位置真實(shí)結(jié)構(gòu)及關(guān)內(nèi)環(huán)境。
2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)在圖書館位置與環(huán)境中的應(yīng)用
二維的數(shù)字圖書館中只能向讀者提供簡單的圖書館介紹,但是一旦讀者去實(shí)體圖書館借還書很難找到圖書的具置或者很難找到分館的具置,通過虛擬現(xiàn)實(shí),可以在網(wǎng)上模擬一個3D效果的圖書館內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及具體環(huán)境。
利用三維場景建模技術(shù)在計(jì)算機(jī)中生成接近于現(xiàn)實(shí)世界的、逼真的虛擬圖書館是構(gòu)建3D效果圖書館的主要工作之一。人類感知信息的主要手段是通過視覺來完成的,因此3D效果圖書館的沉浸感直接影響了虛擬世界的逼真程度。由此可知,構(gòu)造三維場景模型在整個可視化圖書館系統(tǒng)中占有非常重要的地位。讀者可以在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中清晰快捷的找到館內(nèi)的任何一個位置大大的節(jié)約了進(jìn)入館內(nèi)以后的時間
2.2 虛擬現(xiàn)實(shí)在圖書檢索中的應(yīng)用
在數(shù)字圖書館中,圖書檢索是一個重要的環(huán)節(jié),通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),把圖書的關(guān)鍵信息(如書名、作者、出版社、出版日期等)進(jìn)行三維展示、三維閱讀和免費(fèi)下載觀看,進(jìn)入三維空間以后,用戶或者參與者可以通過手來控制三維樣書,跟過角度、近距離的觀看圖書的書脊、封皮等,以此來判斷要借閱的圖書或要查詢的圖書是否是一本書。
2.3虛擬現(xiàn)實(shí)在交互中的應(yīng)用
虛擬的交互場景可以讓讀者有一種身臨其境的感覺,讀者通過操作鍵盤、鼠標(biāo)或者其他交互設(shè)備,按照自己的意圖來控制自己所處的位置,達(dá)到更快捷、更準(zhǔn)確的效果來進(jìn)行瀏覽和查詢。
3 小結(jié)
隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展,虛擬實(shí)驗(yàn)室、虛擬會議室,虛擬演播室等技術(shù)形式已經(jīng)出現(xiàn),將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于圖書館的環(huán)境的重現(xiàn)也已隨處可見,但由于網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制,網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展還處于初級階段,如何能夠?qū)⑻摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)更好的應(yīng)用到圖書館中還有待于研究和探討。VR 必將以更多、更先進(jìn)的方式應(yīng)用于未來數(shù)字圖書館的建設(shè)中。數(shù)字圖書館從而也要實(shí)現(xiàn)功能的拓展,得到更大程度的利用,開拓?cái)?shù)字圖書館的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1] 出.從可視虛擬書店到虛擬圖書館——談虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在數(shù)字圖書館的應(yīng)用[J].現(xiàn)代情報,2009(7):98-101.
一、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的構(gòu)成
虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)須涉及到人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子學(xué)、傳感器、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、智能控制等多個學(xué)科,一般來說完整的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)由以下幾部分構(gòu)成:
1.傳感器模塊:是用戶與虛擬環(huán)境的接口,一方面接受用戶的操作并將其作用于虛擬環(huán)境;另一方面將操作結(jié)果以綜合形式反饋給用戶,使用戶形成對虛擬環(huán)境的感知。
2.檢測模塊:用于檢測分析由傳感器模塊接收到的用戶操作,并將其轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)操作指令傳輸給控制模塊操控虛擬環(huán)境。
控制模塊:是仿真系統(tǒng)的核心部分,既可以仿真控制虛擬環(huán)境以應(yīng)對用戶操作,又可以將虛擬環(huán)境的反饋通過反饋模塊控制傳感器使用戶獲得仿真體驗(yàn)。
3.反饋模塊:接收來自控制模塊的處理信息為用戶提供實(shí)時反饋。
4.建模模塊:獲得現(xiàn)實(shí)世界的三維表示,并由此構(gòu)成對應(yīng)的虛擬環(huán)境。
二、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及成本構(gòu)成
虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及成本構(gòu)成主要包括以下幾個方面:
1.動態(tài)環(huán)境建模技術(shù):虛擬環(huán)境的建立是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的核心內(nèi)容。動態(tài)環(huán)境建模技術(shù)的目的是獲取實(shí)際環(huán)境的三維數(shù)據(jù),并根據(jù)應(yīng)用的需要,利用獲取的三維數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的虛擬環(huán)境模型。三維數(shù)據(jù)的獲取可以采用CAD技術(shù)(有規(guī)則的環(huán)境),而更多的環(huán)境則需要采用非接觸式的視覺建模技術(shù),兩者的有機(jī)結(jié)合可以有效地提高數(shù)據(jù)獲取的效率。這里的開發(fā)成本主要表現(xiàn)為環(huán)境三維模型和貼圖帶來的系統(tǒng)空間及時間占用,如果不能較好的優(yōu)化模型和貼圖將會嚴(yán)重影響整個系統(tǒng)的視覺效果及運(yùn)行速度,大量浪費(fèi)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源,甚至導(dǎo)致復(fù)雜場景環(huán)境無法實(shí)現(xiàn)。
2.實(shí)時三維圖形生成技術(shù):三維圖形的生成技術(shù)已經(jīng)較為成熟,其關(guān)鍵是如何實(shí)現(xiàn)“實(shí)時”生成。為了達(dá)到實(shí)時的目的,至少要保證圖形的刷新率不低于15楨/秒,最好是高于30楨/秒。在不降低圖形的質(zhì)量和復(fù)雜度的前提下,如何提高刷新頻率將是該技術(shù)的研究內(nèi)容。隨著新一代高性能圖形處理器三維渲染技術(shù)的實(shí)用化,經(jīng)過適當(dāng)優(yōu)化模型貼圖的虛擬環(huán)境實(shí)時生成已不再是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成本瓶頸了—大多數(shù)主流圖形處理器已可以輕松勝任此項(xiàng)任務(wù),不必再增加額外的開發(fā)成本。
3.立體顯示和傳感器技術(shù):虛擬現(xiàn)實(shí)的交互能力依賴于立體顯示和傳感器技術(shù)的發(fā)展?,F(xiàn)有的傳感器技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足系統(tǒng)的需要。例如,數(shù)據(jù)手套有延遲大、分辨率低、作用范圍小、使用不便等缺點(diǎn);虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的跟蹤精度和跟蹤范圍也有待提高,因此有必要開發(fā)新的三維顯示技術(shù)。由此可見,現(xiàn)有的立體顯示和傳感器技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高仿真度虛擬環(huán)境的構(gòu)建要求,并且由于技術(shù)的不成熟性還極大的提高了系統(tǒng)開發(fā)的成本。據(jù)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)開發(fā)成本的40%以上將消耗在該方面,因此是低成本虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)開發(fā)必須解決的問題。
3.仿真控制技術(shù):自然環(huán)境中的各物體之間是有相互作用的,簡單的說就是各種力場的存在特性。幾乎所有的運(yùn)動和交互動作都要涉及到約束力學(xué),這意味著仿真環(huán)境及身處其中的用戶應(yīng)該在合理的作用力影響下活動。因此虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)需要模擬環(huán)境中出現(xiàn)的大量物體的材料及物理力學(xué)特性,單從需要仿真的數(shù)量及類型上看就會極大地增加系統(tǒng)實(shí)際的工作量及成本,更何況虛擬環(huán)境中物體之間紛繁復(fù)雜的相互影響關(guān)系了。事實(shí)上針對這些問題現(xiàn)代工程物理學(xué)也沒有一種簡單有效的解決方法,故而要想找到合理簡單的數(shù)學(xué)模型并最終形成算法是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的重要研究方向。就目前的情況來看仿真度要求越高算法的實(shí)現(xiàn)就越困難,系統(tǒng)開發(fā)成本就越巨大。
4.系統(tǒng)集成技術(shù):由于虛擬現(xiàn)實(shí)中包括大量的感知信息和模型,因此系統(tǒng)的集成技術(shù)起著至關(guān)重要的作用。集成技術(shù)包括信息的同步技術(shù)、模型的標(biāo)定技術(shù)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)、數(shù)據(jù)管理模型、識別和合成技術(shù)等等。目前的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)開發(fā)通常都是單獨(dú)開發(fā)相關(guān)的部分,致使系統(tǒng)存在開發(fā)難度及工作量巨大、可重復(fù)利用率低、通用性差等缺陷,這也是系統(tǒng)開發(fā)中成本高昂的重要原因之一。
三、低成本化虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)解決方案分析
使虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)方面無法大規(guī)模應(yīng)用的高昂開發(fā)成本,主要來源于高精度三維環(huán)境模擬,高度真實(shí)的動力學(xué)仿真設(shè)計(jì)及高度沉浸感的交互式感覺器及三維顯示技術(shù)等幾個方面。綜合來看,虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)對虛擬環(huán)境及虛擬交互的仿真度要求越高則系統(tǒng)的開發(fā)成本就越大,因此有必要提出適度仿真的概念,以解決當(dāng)前高成本阻礙應(yīng)用的問題,至于完善的問題盡可以在應(yīng)用擴(kuò)展的同時,隨著技術(shù)的發(fā)展逐漸解決。
首先,合理的選擇虛擬三維環(huán)境模型的建模方式和優(yōu)化方法就可以大大節(jié)省對系統(tǒng)資源的消耗,如手工建模方式中的可編輯多邊形建模,就可以在環(huán)境或物體尺寸精度要求不高的情況下,以少量的多邊形網(wǎng)格和極少的代價獲得非常精致的視覺效果,而使用有效的優(yōu)化方法還可以進(jìn)一步提高網(wǎng)格的效率。同時選擇通用化成熟的商品建模工具也可以大大提高建模的效率,使原來用編輯手段實(shí)現(xiàn)的效果開發(fā)變得簡單、快捷,這就大大降低了相應(yīng)的成本消耗。
其次,在工業(yè)產(chǎn)品的大多數(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中,降低對傳感器及立體顯示的似真度要求也可以在降低成本的前提下保持相對較好的環(huán)境沉浸感,比如,技術(shù)比較成熟的環(huán)幕顯示技術(shù),虛擬洞穴顯示技術(shù)雖然還不是立體顯示技術(shù),但其視覺效果已可以滿足大多數(shù)的沉浸交互應(yīng)用了,而使用傳統(tǒng)的鼠標(biāo)指點(diǎn)設(shè)備代替復(fù)雜的數(shù)據(jù)手套等高技術(shù)傳感器,雖然對用戶的沉浸體驗(yàn)有很大的影響,但依然可以滿足大多數(shù)的低成本系統(tǒng)的要求,而開發(fā)成本卻可以極大下降。