|
|
隨著科學(xué)技術(shù)和社會(huì)生產(chǎn)力的不斷發(fā)展,,各行各業(yè)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的需求日益旺盛,。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)也取得了巨大進(jìn)步,并逐步成為一個(gè)新的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域,。那么,,一個(gè)典型的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)都由哪幾部分組成呢?
虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)(Virtual Reality System,,簡(jiǎn)稱(chēng)VR,;又譯作靈境、幻真)是近年來(lái)出現(xiàn)的圖形圖像領(lǐng)域的高新技術(shù),,也被稱(chēng)為靈境技術(shù)或人工環(huán)境,。虛擬現(xiàn)實(shí)是利用電腦模擬產(chǎn)生一個(gè)三度空間的虛擬世界,提供使用者關(guān)于視覺(jué),、聽(tīng)覺(jué),、觸覺(jué)等感官的模擬,,讓使用者如同身臨其境一般,可以及時(shí),、沒(méi)有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物,。
一個(gè)典型的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)、輸入/輸出設(shè)備,、應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)等部分組成,。
1.計(jì)算機(jī)
在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中,計(jì)算機(jī)起著至關(guān)重要的作用,,可以稱(chēng)之為虛擬現(xiàn)實(shí)世界的心臟,。它負(fù)責(zé)整個(gè)虛擬世界的實(shí)時(shí)渲染計(jì)算,用戶和虛擬世界的實(shí)時(shí)交互計(jì)算等功能,。
由于計(jì)算機(jī)生成的虛擬世界具有高度復(fù)雜性,尤其在大規(guī)模復(fù)雜場(chǎng)景中,,渲染虛擬世界所需的計(jì)算機(jī)量級(jí)巨大,,因此虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)對(duì)計(jì)算機(jī)配置的要求非常高。
2.輸入/輸出設(shè)備
虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)要求用戶采用自然的方式與虛擬世界進(jìn)行交互,,傳統(tǒng)的鼠標(biāo)和鍵盤(pán)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的,,這就需要采用特殊的交互設(shè)備,用以識(shí)別用戶各種形式的輸入,,并實(shí)時(shí)生成相對(duì)應(yīng)的反饋信息,。
目前,常用的交互設(shè)備有用于手勢(shì)輸入的數(shù)據(jù)手套,、用于語(yǔ)音交互的三維聲音系統(tǒng),、用于立體視覺(jué)輸出的頭盔顯示等。
3. 應(yīng)用軟件
為了實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng),,需要很多輔助軟件的支持,。這些輔助軟件一般用于準(zhǔn)備構(gòu)建虛擬世界所需的素材。例如:在前期數(shù)據(jù)采集和圖片整理時(shí),,需要使用AutoCAD和Photoshop等二維軟件和建筑制圖軟件,;在建模貼圖時(shí),需要使用3DMax,、MAYA等主流三維軟件,;在準(zhǔn)備音視頻素材時(shí),需要使用Audition,、Premiere等軟件,。
為了將各種媒體素材組織在一起,形成完整的具有交互功能的虛擬世界,,還需要專(zhuān)業(yè)的虛擬現(xiàn)實(shí)引擎軟件,,它主要負(fù)責(zé)完成虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的模型組裝,、熱點(diǎn)控制、運(yùn)動(dòng)模式設(shè)立,、聲音生成等工作,。另外,它還要為虛擬世界和后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù),、虛擬世界和交互硬件建立起必要的接口聯(lián)系,。成熟的虛擬現(xiàn)實(shí)引擎軟件還會(huì)提供插件接口,允許客戶針對(duì)不同的功能需求而自主研發(fā)一些插件,。
4.數(shù)據(jù)庫(kù)
虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中,,數(shù)據(jù)庫(kù)的作用主要是存儲(chǔ)系統(tǒng)需要的各種數(shù)據(jù),例如地形數(shù)據(jù),、場(chǎng)景模型,、各種制作的建筑模型等各方面信息。對(duì)于所有在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中出現(xiàn)的物體,,在數(shù)據(jù)庫(kù)中都需要有相應(yīng)的模型,。
如今市面上的虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡、虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔都為基于頭盔顯示器的典型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng),。它由計(jì)算機(jī),、頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套,、力反饋裝置,、話筒、耳機(jī)等設(shè)備組成,。該系統(tǒng)*先由計(jì)算機(jī)生成一個(gè)虛擬世界,,由頭盔顯示器輸出的一個(gè)立體現(xiàn)實(shí)的景象;用戶可以通過(guò)頭的轉(zhuǎn)動(dòng),、手的移動(dòng),、語(yǔ)言等與虛擬世界進(jìn)行自然交互;計(jì)算機(jī)能根據(jù)用戶輸入的各種信息實(shí)時(shí)進(jìn)行計(jì)算,,即時(shí)地交互行為進(jìn)行反饋,,由頭盔式顯示器更新相應(yīng)的場(chǎng)景顯示,由耳機(jī)輸出虛擬立體聲音,、由力反饋裝置產(chǎn)生觸覺(jué)(力覺(jué))反饋,。
虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中應(yīng)用**多的交互設(shè)備是頭盔顯示器和數(shù)據(jù)手套。但是如果把使用這些設(shè)備作為虛擬顯示系統(tǒng)的標(biāo)志就顯得不夠準(zhǔn)確,。因?yàn)?,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是在計(jì)算機(jī)應(yīng)用和人機(jī)交互方面的全新領(lǐng)域,當(dāng)前這一領(lǐng)域的研究還處于初步階段,未來(lái)人們還會(huì)研制出其他更具沉浸感的交互設(shè)備,,讓我們一起期待吧,!
|