虛擬環(huán)境中常用的視聽(tīng)設(shè)備原理與系統(tǒng)-資料下載頁(yè)
2025-05-13 06:15本頁(yè)面
【正文】 ? Virtual Research的飛行頭盔 為了滿足日益增長(zhǎng)的頭盔式顯示器的需要，其他公司已經(jīng)開始生產(chǎn)他們自己的產(chǎn)品。因正流行的一種顯示器是由 Virtual Research生產(chǎn)的飛行頭盔。從技術(shù)說(shuō)明觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，這種顯示器和 VPL的低分辨率 (Eyephone)在質(zhì)量上差別不大，它受到了正在使用的 LCD組件類型和視覺(jué)親統(tǒng)的影響。碰巧，這種飛行頭盔還使用了寬角度 LEEP系統(tǒng)。這種頭盔在頭盔形式和舒適程度方面設(shè)計(jì)得很好，其整體舒適程度比其他大多數(shù)的基于 LCD的頭盔式顯示器要好，因?yàn)樗亓肯鄬?duì)要輕，還容易保持平衡。 ? 基于 CRT的頭盔式顯示器 基于 CRT的頭盔式顯示器可能在顯示器技術(shù)系統(tǒng)中形成了最大的團(tuán)體，它在軍事領(lǐng)城得到了廣泛的發(fā)展，建立了廣泛的不同種類的頭盔式顯示器構(gòu)型。這種 CRT有著低成本、小規(guī)格、高分辨率能力的優(yōu)點(diǎn)。 ? 帶有光導(dǎo)纖維的頭盔式顯示器 對(duì)于一定的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，較低的空間分辨率是完全能夠滿足要求的。如果要求寬視域的話，那么情況就會(huì)變得很復(fù)雜。寬視域的視覺(jué)系統(tǒng)只是簡(jiǎn)單地抽取象素和有效地減少單位視角內(nèi)的密度， CRT設(shè)備比 LCD能提供較高的分辨率，但卻很笨重。因?yàn)殡娮邮睆?、點(diǎn)的聚焦和磷光體顆粒大小等原因而使 CRT的分辨率受到限制。滿足分辨率要求的小到足以安裝到一個(gè)頭盔式顯示器上的彩色 CRT現(xiàn)在還不存在。 對(duì)這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)解決方法是使用一個(gè)大屏幕、高分辨率的CRT作為圖象源，并把它的圖象連接到頭盔式顯示器上，彎曲的、緊湊的光導(dǎo)纖維被用來(lái)把遠(yuǎn)端 CRT的圖象傳送給頭盔上的視覺(jué)系統(tǒng)。 帶有光導(dǎo)纖維的顯示器的主要優(yōu)點(diǎn)在于它能夠使用非常高分辨率的顯示源，卻不給頭部帶來(lái)重量上的難題。 ? 聽(tīng)覺(jué)環(huán)境系統(tǒng) 聽(tīng)覺(jué)環(huán)境系統(tǒng)由語(yǔ)音與音響合成設(shè)備、識(shí)別設(shè)備和聲源定位設(shè)備所構(gòu)成。盡管視覺(jué)通道是最有競(jìng)爭(zhēng)力的主要的通道，但聽(tīng)覺(jué)通道通過(guò)向用戶提供輔助信息從而可以加強(qiáng)用戶對(duì)視覺(jué)通道的感知。 ? 聲音定位系統(tǒng) ? 3D聲音定位系統(tǒng) 隨著立體聲的發(fā)展，許多廠家試圖改進(jìn)聲音的立體感。為了能產(chǎn)生逼真的環(huán)境音，人們已嘗試使用四聲道系統(tǒng)。早期的環(huán)境音系統(tǒng)未考慮人頭的自由運(yùn)動(dòng)，因而人頭不得不保持固定的位置。虛擬頭錄制系統(tǒng)合理地引進(jìn)了環(huán)境音的效果。具有數(shù)字信號(hào)處理器的精確的頭跟蹤系統(tǒng)的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了真正的 3D聲音定位。 ? Convolvotron 空間聲音合成方法 Convolvotron中用的空間聲音合成方法涉及到具有濾波器的聲音信號(hào)的直接卷積，這些濾波器對(duì)應(yīng)于被測(cè)試的耳廓的沖擊響應(yīng)。響應(yīng)是通過(guò)由不同方向到達(dá)左耳道和右耳道的聲音測(cè)試得到的，比測(cè)試更好的分辨率響應(yīng)可以通過(guò)線性插值估計(jì)得到。 ? 處理器結(jié)構(gòu)體系 Convolvotron由兩個(gè)主要部件和一個(gè)主機(jī)組。主機(jī)是 IBM PC或 PC AT或兼容機(jī)。部件的計(jì)算核心包括四個(gè) INMOS A— 100級(jí)連數(shù)字信號(hào)處理器。每個(gè)部件包括帶有延遲線的 32個(gè)并行的 16X16乘加單元和直接級(jí)連的控制線。這個(gè)處理器鏈在計(jì)算 128階截?cái)?FIR濾波時(shí)，每 400ns得到一個(gè)輸出 ， 峰值處理速度超過(guò)每秒 3億次乘加。 Convolvotron的主要控制部件是由 TMS320／ C25數(shù)字信號(hào)處理器為 CPU的控制器，這塊卡插在主機(jī)擴(kuò)展槽中，它對(duì)處理器、 A/D及 D／ A轉(zhuǎn)換器、控制電路及從 TMS320／ C25到 PC的兩路端口提供了一些內(nèi)存。另外，這個(gè)開發(fā)系統(tǒng)具有一個(gè)匯編／鏈接及監(jiān)控軟件包，這允許開發(fā)人員在 IBM PC上編制和管理 TMS320／ C25的程序代碼。 該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)入如下圖所示，當(dāng)輸入緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)足夠時(shí)，它被送到 TMS320／ C25的后臺(tái)進(jìn)行卷積處理。通過(guò)將緩沖器內(nèi)容送往 A100運(yùn)算器，后臺(tái)進(jìn)程處理全部緩沖器上數(shù)據(jù)以產(chǎn)生部分輸出結(jié)果。 ? 小結(jié) 顯示設(shè)備依據(jù)光學(xué)圖象被提供的方式可以分為投影式和直視式。在直視式頭盔式顯示設(shè)備中，可能使用的顯示器包括： 各種 CRT 各種 LCD 熒光管 場(chǎng)致光 各種 LED 等離子板 液晶開關(guān)顯示器 微機(jī)械硅顯示器 其中微機(jī)械硅顯示器被認(rèn)為是將來(lái)最重要和最可能的新型 HMD顯示部件。在投影式頭盔式顯示設(shè)備中，可能使用的顯示器包括： 投影顯示器 光閥顯示器 激光掃描器 使用頭盔式顯示器 HMD需要了解焦距、出瞳、眼睛松弛度和視野等光學(xué)設(shè)計(jì)參數(shù)。
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