虚拟现实(VR)与数据手套的研究

    1. 1　虚拟现实的基本构成及其分类

    在虚拟的现实中,人们利用头盔显示器、图形眼镜、数据服、立体声耳机、数据手套及脚踏板等多维输入输出设备通过传感器装置与计算机生成的三维虚拟环境交互作用,可获得视觉、听觉、触觉等多种感知反馈,并按照自己的意愿去实时地改变虚拟环境。

    虚拟现实系统构成模型如图1所示。

    虚拟现实系统中包括人件(HumanWare) 、媒体件(MediaWare) 、数据件(DataWare)和网络件(NetworkWare) 4部分。

    人是虚拟现实系统的“核心”,人能与虚拟世界对话,体验虚拟世界的临境感,人的参与使虚拟现实更为重要。

    媒体件将从听觉、视觉和触觉得到的信息加以综合,并以和谐的形式进行反馈处理。

    数据件和网络件是指在虚拟现实中需要进行双向会话和数据交流,必须依赖面向对象的数据库和网络通讯等基础设施。

    虚拟现实系统按其功能高低大体分为4类:

    一是桌面虚拟现实系统,也称窗口中的VR。它主要在台式计算机上实现,所以成本低,功能也最简单,主要用于CAD、CAM、建筑设计、桌面游戏等领域。

    二是沉浸虚拟现实系统,如各种用途的体验器,使人有身临其境的感觉,各种培训、演示以及高级游戏等用途均可用这种系统。

    三是分布式虚拟现实系统,它在因特网环境下,充分利用分布于各地的资源,协同开发各种虚拟现实的利用。它通常是沉浸虚拟现实系统的发展,也就是把分布于不同地方的沉浸虚拟现实系统,通过因特网连接起来,共同实现某种用途。美国大型军用交互仿真系统NPSNET以及因特网上多人游戏MUD便是这类系统。

    四是增强现实或混合现实系统。它是把真实环境和虚拟环境结合起来的一种系统,既可减少构成复杂真实环境的开销,又可对实际物体进行操作,真正达到了亦真亦幻的境界,是今后的发展方向之一。