多媒體虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述-文庫吧資料
2025-01-26 05:32本頁面
【正文】 想是利用體積略大的包圍盒將對象包圍起來，在進行碰撞檢測時，首先進行包圍盒的相交測試，只有包圍盒相交的物體才做進一步的碰撞檢測。 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 碰撞檢測技術(shù) ? 在虛擬世界中漫游，人與物體以及物體與物體之間的碰撞是不可避免的，為了保證虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的真實性，就要對碰撞進行檢測，并作出相應(yīng)的反應(yīng)，否則就會發(fā)生諸如人穿墻而過這種不真實的現(xiàn)象，對碰撞問題的處理包括碰撞檢測和碰撞響應(yīng)兩個方面，對他們都有實時性的要求，從檢測出碰撞的發(fā)生到系統(tǒng)作出響應(yīng)要在盡量短的時間內(nèi)完成，最長不超過 50ms，否則系統(tǒng)無法正常運行。 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 2. 基于圖像的場景生成技術(shù) ? 目前，基于圖像的場景生成技術(shù)主要有以下兩種： （ 1）全景技術(shù) ? 全景技術(shù)是選擇一個觀察點，利用魚眼數(shù)碼相機旋轉(zhuǎn)一周拍攝下一組畫面，然后利用軟件去生成所在視點不同視角的場景。 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) （ 4）可見消隱 ? 場景分塊技術(shù)與觀察者所處的位置有關(guān)，而可見消隱技術(shù)則與觀察者的視線有關(guān)，系統(tǒng)只顯示當前能看見的場景，而隱去視線以外的部分，這樣也可以降低場景的復(fù)雜度，提高顯示速度。 （ 3）場景分塊 ? 將一個復(fù)雜的場景劃分為若干個互相不可見的子場景，每次只繪制可見部分，這樣可降低場景的復(fù)雜度，減少繪制多邊形的數(shù)目，提高顯示速度。 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) （ 1）預(yù)測計算 ? 根據(jù)物體的運動規(guī)律，如行進的方向和速度，在繪制下一幀畫面之前采用預(yù)測、外推等方法提前計算出下一幅場景，以提高顯示速度。這就要求圖像的生成和顯示的速度在每秒 10～ 30幀。 2. 聽覺環(huán)境系統(tǒng) ? 聽覺環(huán)境系統(tǒng)由語音與音響合成設(shè)備、識別設(shè)備和聲源定位設(shè)備所構(gòu)成。三維虛擬聲重現(xiàn)技術(shù)包括聲音定位與跟蹤系統(tǒng)、聽覺環(huán)境系統(tǒng)。 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 立體顯示技術(shù) ? 立體圖像產(chǎn)生的方法是：對同一景物分別產(chǎn)生兩幅對應(yīng)于左、右眼的具有一定視差的圖像，觀察者借助立體眼鏡等設(shè)備，使左、右眼分別看到不同的圖像，然后經(jīng)過大腦的融合，形成立體圖像。 6．全局光照 ? 生成真實感圖形的光照效果的主要方法有光線跟蹤技術(shù)和輻射度技術(shù)。 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 5．紋理貼圖 ? 紋理表現(xiàn)了物體表面的自然特征。非均勻有理 B樣條 (簡稱 NURBS， Non Uniform Rational Basic Spline)正是這樣一種數(shù)學(xué)方法。行為建模不僅賦予物體外形特征，而且賦予物體行為和反應(yīng)能力，如果說幾何建模是虛擬現(xiàn)實的基礎(chǔ)，那么行為建模則賦予虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)以生命，行為建模真正體現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的根本特征。建模技術(shù)包括體素和結(jié)構(gòu)兩個方面。幾何建模技術(shù)主要研究對物體的幾何信息表示與處理、幾何信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和構(gòu)造函數(shù)以及操縱數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的算法。 （ 3）虛擬環(huán)境的生成必須滿足實時性的要求，能及時地隨用戶的操作而改變。虛擬現(xiàn)實的環(huán)境建模技術(shù)不同于一般的圖形建模技術(shù)，主要表現(xiàn)在以下三點： （ 1）虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中的場景和物體有自己的行為，而不是靜止的或簡單的運動。環(huán)境建模技術(shù)是虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)軟件設(shè)計的基礎(chǔ)，三維場景實時生成技術(shù)和三維虛擬聲重現(xiàn)技術(shù)是使虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)具有真實感、沉浸感和交互性的關(guān)鍵，碰撞檢測技術(shù)是衡量虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)真實可用性的一個重要方面。 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) ? 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是用計算機生成的虛擬世界，用戶可以通過視覺、聽覺、觸覺等多種感官與虛擬世界進行交互，而虛擬世界能夠迅速而準確地做出反應(yīng)。它采用光纖設(shè)備把外部圖像源輸送到頭盔上。這兩種頭盔的主要缺點一是通常較重，二是比較危險。 頭盔顯示器 ? 根據(jù)頭盔的主要圖像源是否在頭盔上，可將頭盔分為兩類。在虛擬環(huán)境的實現(xiàn)中，存在于現(xiàn)實世界中的用戶和在計算機中定義的虛擬物體之間的交互作用不得不通過一個力反饋設(shè)備調(diào)解。壓力反饋系統(tǒng)是把壓力加到操縱者手上，從而使人能夠根據(jù)運動及壓力的感受情況進行控制。 力學(xué)反饋手套技術(shù)提供給用戶一種虛擬手控制系統(tǒng)，使用戶可以選擇或操縱機器子系統(tǒng)并能自然感覺到觸覺和力量模擬反饋。 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的硬件 觸覺與力學(xué)反饋裝置 1. 力學(xué)反饋手套 ? 力學(xué)反饋手套是在計算機的控制下，通過對手指的運動產(chǎn)生阻尼，從而使用戶的手產(chǎn)生力感。它利用復(fù)雜的磁骨骸和傳感器技術(shù)，可以測量每個指關(guān)節(jié)的彎曲角。鼠標局限于二維平面，而手套則提供了一個三維操作空間。數(shù)據(jù)手套的使用增加了虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的真實感。 3. 三維空間探針 ? 三維空間探針是一種直觀、便宜，既能仿真絕對的位置和方向、又能仿真相對的位置和方向的 I/O設(shè)備。三維空間傳感器是用來檢測絕對位置和方向的。一臺 (組 )視頻攝像機拍攝人及其動作，然后由圖像處理技術(shù)來確定人的位置及動作。 6. 圖像提取跟蹤器 ? 圖像提取跟蹤器是一種計算密度最高的跟蹤器。 5. 光學(xué)跟蹤器 ? 光學(xué)跟蹤器是一種紅外跟蹤器。 3. 機械跟蹤器 ? 機械跟蹤器通過精密的機械框架和連接來測量指定點的位置和指向。 1. 電磁波跟蹤器 ? 此類跟蹤器利用小型天線發(fā)出的磁場，由多個接收天線接收信號并通過計算得到三維的位置坐標和方向。 （ 2）交互性 （ 3）構(gòu)想性 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)概述 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的應(yīng)用 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的硬
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