专题栏目:ARVRMR虚拟现实

虚拟现实技术的重要特征是什么?

虚拟现实技术的重要特征之一是人在计算机所产生的三维空间中具有交互性。为了能及时、准确地获取交互过程中人的动作信息,需要有各类高精度、高可靠的跟踪定位设备,以保证被跟踪对象在场景中的位置要保持一致性、不漂移、不抖动,而且能够处理虚拟物体和现实物体之间的遮挡关系。一般情况下,诸如头盔显示器和数据手套这类的显示设备或交互设备都需要配备跟踪定位设备,如果没有空间跟踪定位装置的虚拟现实硬件设备,被跟踪对象可能会出现在不正确的空间位置上,影响沉浸性。

三维跟踪定位设备是实现人机之间沟通的非常重要的通信设备,是实时处理的关键之一,它的任务是检测位置与方位,并将其数据报告给虚拟现实系统。一般需要实时地检测运动物体在6个自由度上相对于某个固定物体的数值,即在X、Y、Z坐标上的位置值,以及围绕X、Y、Z轴的旋转值。这几个运动是相互正交的,因此共有6个独立变量,即对应于描述三维对象的宽度、高度、深度、俯仰(itch)角、转动(yaw)角和偏转(roll)角,称为6自由度(DOF),用于表征物体在三维空间中的位置与方位。

在虚拟现实应用中,描述空间跟踪定位器性能的主要指标是定位精度、分辨率、位置修改速率和延时,定位精度和分辨率是两个类似的指标,然而是有区别的,前者是指传感器所测出的位置与实际位置的差异,后者是指传感器所能测出的最小位置变化;位置修改速率是指传感器在一秒钟内所能完成的测量次数;延时是指被检测物体的某个动作与传感器测出该动作的时间间隔。如何减少抖动、噪声、漂移是这类传感器的关键技术。

三维定位跟踪设备对被检测的物体必须是无干扰的,也就是说,不论这种传感器是基于何种原理和应用何种技术,它都不应影响被测物体的运动,存在多个用户时,用户之间也不会相互影响,一般采用非接触式传感器目前,三维跟踪定位设备所采用的主要技术包括:磁跟踪技术( Magnetic trackers)、光学跟踪技术、机械跟踪技术(Mechanical track ers)、声学跟踪技术(Ultrasonic trackers)、惯性位置跟踪技术等。

内容来源:黄海 《虚拟现实技术》

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