专题栏目:ARVRMR虚拟现实

洞穴式立体显示装置是什么意思?

在1992年, DeFanti、 Sandin以及Cruz-Nera提出了CAVE系统,一种四面的沉浸式虚拟现实环境,成功解决了多用户问题。

CAVE英文全称 Cave Automatic Virtual Environment,中文译为“洞穴式自动虚拟环境”,是由 DeFanti、 Sandin以及Cruz-Nera于1992年提出的,成功地解决了多用户同时体验虚拟环境的问题,如图3-17所示。CAVE是一种基于投影的沉浸式虚拟现实显示系统,其特点是分辨率高、沉浸感强、交互性好。CAVE沉浸式虚拟现实显示系统以计算机图形学为基础,把高分辨率的立体投影显示技术、多通道视景同步技术、音响技术、传感器技术等完美地融合在一起,从而产生一个被三维立体投影画面包围的供多人使用的完全沉浸式的虚拟环境。CAVE投影系统是由3个面以上(含3面)硬质背投影墙组成的高度沉浸的虚拟演示环境,配合三维跟踪器,户可以在被投影墙包围的系统近距离接触虚拟三维物体,或者随意漫游“真实”的虚拟环境。

Seinajoki理工学院安装了芬兰的第一个CAVE数字化5面模拟显示环境,如图3-19所示。系统采用5台 Christie Mirage4000数字投影机,包含5个背投表面(左墙、后墙、右墙、地板和天花板)。空间尺寸为3m×3m(高2.4m),玻璃地板能够支撑超过5000kg的不规则载荷CAVE一次容纳1~5人时可获得最佳的沉浸体验。该环境是完全环绕的立体环境,采用覆有特殊涂层的屏幕,并使用反射镜折射光纤,以缩短投影距离。

美国伊利诺伊州的芝加哥大学2012年开发了一套名为“AVE2的CAVE系统“CAVE2”拥有72个屏幕及20个扬声器,需要36台电脑共同运行;投影直径24英尺高度达8英尺,可以让体验者以320°的视觉进入真正的虚拟现实世界。

CAVE沉浸式虚拟现实显示系统是一种全新的、高级的、完全沉浸式的数据可视化手段,可以应用于任何具有沉浸感需求的虚拟仿真应用领域。如虚拟设计与制造、虚拟装配、模拟训练、虚拟演示、虚拟生物医学工程、地质、矿产石油、航空航天、科学可视化军事模拟、指挥、虚拟战场、电子对抗、地形地貌、地理信息系统(GIS)建筑视景与城市规划、地震及消防演练仿真等。由于投影面几乎能够覆盖用户的所有视野,所以CAVE系统能提供给使用者一种前所未有的带有震撼性的身临其境的沉浸感受。CAVE存在的问题是价格昂贵、需要较大的空间与更多的硬件,目前也没有产品化与标准化,对使用的计算机系统图形处理能力也有极高的要求,而在一定程度上限制了它的普及和应用。

答案来源:黄海 《虚拟现实技术》

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