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延伸拓展
产品详情:VR交互设备(二)(1)力觉反馈装置力觉和触觉实际是两种不同的感知,触觉包括的感知内容更加丰富如接触感、质感、纹理感以及温度感等;力觉感知设备要求能反馈力的小和方向,与触觉反馈装置相比,力反馈装置相对成熟一些。目前已经有的力反馈装置有:力量反馈臂,力量反馈操纵杆,笔式六自由度游戏棒等。其主原理是有计算机通过里反馈系统对用的、腕、臂等运动产生阻力从而使用感受到用力的方向和小。由于人对力觉感知非常敏感,一般精度的装置根本无法满足要求,而研制高精度里反馈装置又相当昂贵,这是人们面临的难题之一。(2)运动捕捉系统在VR系统中为了实现人与VR系统的交互,必须确定参与者的头部、、身体等位置的方向,准确地跟踪测量参与者的动,将这些动实时监测来,以便将这些数据反馈给显示和控制系统。这些工对VR系统是必不可少的,也正是运动捕捉技术的研究内容。到目前为止,常用的运动捕捉技术从原理上说可分为机械式、声学式、电磁式、和光学式。同时,不依赖于传感器而直接识别人体人体特征的运动捕捉技术也将很快进入实用。从技术角度来看,运动捕捉就是要测量、跟踪、记录物体在三维空间中的运动轨迹。(3)机械式运动捕捉机械式运动捕捉依靠机械装置来跟踪和测量运动轨迹。典型的系统由多个关节和刚性连杆组成,在可转动的关节中装有角度传感器,可以测得关节转动角度的变化情况。装置运动是,根据角度传感器测得的角度变化和连杆的昂度,可以得杆件末端点在空间中的位置和运动轨迹。实际上,装置上任何一点的轨迹都可以求,刚性连杆也可以换成长度可变的伸缩杆。机械式运动捕捉的一种应用形式是将欲捕捉的运动物体与机械结构相连,物体运动带动机械装置,从而被传感器记录下来。这种方法的优点是成本低、精度高、可以做到实时测量,还可以允许多个角同时表演,但是使用起来非常不方便,机械结构对表演者的动的阻碍和限制很。(4)声学运动捕捉常用的声学捕捉设备由发送器、接收器和处理单元组成。发送器是一个固定的超声波发送器,接收器一般由呈三角形排列的三个超声波探头组成。通过测量声波从发送器到接收器的时间或者相位差,系统可以确定接收器的位置和方向。这类装置的成本较低,但对运动的捕捉有较的延迟和滞后,实时性较差,精度一般不很高,声源和接收器之间不能有的遮挡物,受噪声影响和多次反射等干扰较。由于空中声波的速度与压、湿度、温度有关,以必须在算法中做相应的补偿。(5)电磁式运动捕捉电磁式运动捕捉是比较常用的运动捕捉设备。一般由发射源、接受传感器和数据处理单元组成。发射源在空间按照一定时空规律分布的电磁场;接受传感器安置在表演者沿着身体的相关位置,随着表演者在电磁场中运动,通过电缆或者无线方式与数据处理单元相连。它对环境的要求比较严格,在使用场地附近不能有金属物品,否则会干扰电磁场,影响精度。系统的允许范围比光学式要小,特别是电缆对使用者的活动限制比较,对于比较剧烈的运动则不适用。(6)光学式运动捕捉光学式运动捕捉通过对目标上特定光点的监视和跟踪来完成运动捕捉的任务。目前常见的光学式运动捕捉多数居于计算机视觉原理。从理论上说,对于空间中的一个点,只要他能同时被两个相机缩减,则根据同一时刻两个相机拍摄的图像和相机参数,可以确定这一时刻该点在空间中的位置。当相机以足够高的速率连续拍摄时,从图像序列中就可以得到该店的运动轨迹。这种方法的缺点就是价格昂贵,虽然可以实时捕捉运动,但后期处理的工量非常,对于表演场的光照、反射情况有一定的要求,装置定标也比较繁琐。
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