虛擬現(xiàn)實(VR)與數(shù)據(jù)手套的研究

    1. 1　虛擬現(xiàn)實的基本構成及其分類

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

    虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)構成模型如圖1所示。

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

    人是虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的“核心”,人能與虛擬世界對話,體驗虛擬世界的臨境感,人的參與使虛擬現(xiàn)實更為重要。

    媒體件將從聽覺、視覺和觸覺得到的信息加以綜合,并以和諧的形式進行反饋處理。

    數(shù)據(jù)件和網(wǎng)絡件是指在虛擬現(xiàn)實中需要進行雙向會話和數(shù)據(jù)交流,必須依賴面向對象的數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡通訊等基礎設施。

    虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)按其功能高低大體分為4類:

    一是桌面虛擬現(xiàn)實系統(tǒng),也稱窗口中的VR。它主要在臺式計算機上實現(xiàn),所以成本低,功能也最簡單,主要用于CAD、CAM、建筑設計、桌面游戲等領域。

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

    三是分布式虛擬現(xiàn)實系統(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)同開發(fā)各種虛擬現(xiàn)實的利用。它通常是沉浸虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的發(fā)展,也就是把分布于不同地方的沉浸虛擬現(xiàn)實系統(tǒng),通過因特網(wǎng)連接起來,共同實現(xiàn)某種用途。美國大型軍用交互仿真系統(tǒng)NPSNET以及因特網(wǎng)上多人游戲MUD便是這類系統(tǒng)。

    四是增強現(xiàn)實或混合現(xiàn)實系統(tǒng)。它是把真實環(huán)境和虛擬環(huán)境結合起來的一種系統(tǒng),既可減少構成復雜真實環(huán)境的開銷,又可對實際物體進行操作,真正達到了亦真亦幻的境界,是今后的發(fā)展方向之一。