VR虚拟现实技术是怎样让人沉浸的 2021-02-21

摘要 ：VR虚拟现实技术是怎样让人沉浸的

虚拟现实(Viaual Reality，简称VR)作为一种综合计算机图形技术、多媒体技术、传感器技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术以及仿真技术等多种科学技术而发展起来的计算机领域的新技术，目前所涉及的研究应用领域已经包括军事、医学、心理学、教育、科研、商业、影视、娱乐、制造业、工程训练等。VR技术已经被公认为是21世纪重要的发展学科以及影响人们生活的重要技术之一。
VR虚拟现实技术



自从计算机发明以来，计算机一直是传统信息处理环境的主体，它只具有在数字化的单维信息空间中处理问题的才能。而事实上，人类是依靠自己的感知和认知才能全方位的获取知识，是在多维化的信息空间中知道问题。这样就发生了人类知道问题的知道空间与计算机处理问题的信息空间不一致的对立，人类被排斥在计算机为主体的信息处理环境之外，并且较难以直接理解信息处理东西的处理结果，更难以把人类的感知才能和认知经历与计算机信息处理环境直接联系起来。因而，人们迫切需要打破现有的数字计算机只能处理单纯数字信息的限制，树立一个能容纳图像、声音、化学气味等多种信息源的信息空间，人们不光能够从外部观察信息处理的结果，并且能经过视觉、听觉、嗅觉、口令、手势等多种形式参加到信息处理环境中去，这种信息处理环境被称为虚拟环境。虚拟环境是由计算机生成的，经过视、听、触觉等作用于用户，使之发生感同身受感觉的交互式视景仿真。

虚拟现实是一种能够创建和体验虚拟国际的计算机体系(其中虚拟国际是整体虚拟环境的总称)。通过虚拟现实体系所建立的信息空间，已不再是单纯的数字信息空间，而是一个容纳多种信息的多维化的信息空间(Cyberspace)，人类的感性认识和理性认识才能都能在这个多维化的信息空间中得到充沛的发挥。



要创建一个能让参与者具有感同身受感，具有完善地交互作用才能的虚拟现实体系，在硬件方面，需求高性能的计算机软硬件和各类先进的传感器；软件方面，主要是需求提供一个能产生虚拟环境的东西集。

虚拟现实技术的特征



VR用三个“I”，“Immersion”、“Interaction”、“Imagination”来阐明虚拟现实的特征，即沉溺、交互、幻想，三者缺一不可。
1、沉溺性(Immersion)

是指用户作为主角存在于虚拟环境中的实在程度。使用者戴上头盔显示器和数据手套等交互设备，便可将自己置身于虚拟环境中，成为虚拟环境中的一员。使用者与虚拟环境中的各种目标的相互作用，就如同在实际国际中的相同。使用者在虚拟环境中，一切感觉都是那么逼真，有一种感同身受的感觉。



2、交互性(Interaction)

是指用户对模仿环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的天然程度。虚拟实际体系中的人机交互是一种近乎天然的交互，使用者不只可以利用电脑键盘、鼠标进行交互，并且可以通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。核算机能依据使用者的头、手、眼、言语及身体的运动，来调整体系出现的图像及声音。使用者通过本身的言语、身体运动或动作等天然技能，就能对虚拟环境中的目标进行考察或操作。



3、多感知性(Imagination)。

因为虚拟实际体系中装有视、听、触、动觉的传感及反响设备，因而，使用者在虚拟环境中通过人机交互，可取得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知，然后到达感同身受的感受。研讨和开发VR是为了扩展人类的认知与感知能力，建立和谐的人机环境。VR技能是人与技能完善的结合，它是核算机图形学和人-机交互技能发展之产物，人在整个体系中占有十分重要的地位。利用VR技能的手法，使我们对所研讨的目标和环境取得“感同身受”的感受，然后提高人类认知的广度与深度，拓宽人类认识客观国际的“认识空间”和“办法空间”，终究到达更本质地反映客观国际的实质。



沉溺式VR体系



沉溺式VR体系利用头盔显示器和数据手套等各种交互设备把用户的视觉、听觉和其他感觉封闭起来，而使用户实在成为VR体系内部的一个参与者，并能利用这些交互设备操作和驾驭虚拟环境，产生一种感同身受、全心投入和沉溺其中的感觉。



沉溺式VR体系的特色



① 高度的沉溺感。

沉溺式VR体系采用多种输入与输出设备来营造一个虚拟的国际，并使用户沉溺于其中，一起还可以使用户与实在国际彻底阻隔，不受外面实在国际的影响。



② 高度实时性。

在虚拟国际中要到达与实在国际相同的感觉，如当人运动时，空间位置盯梢定位设备需及时检测到，并且通过核算机运算，输出相应的场景变化，并且这个变化必需是及时的，延迟时间要很小

沉溺式VR体系的分类



常见的沉溺式VR体系有：根据头盔式显示器的VR体系、投影式VR体系、遥在体系。



根据头盔式显示器采用头盔式显示器或投影式VR体系是或投影式显示体系来完成完全投入。它把实际国际与之阻隔，使参与者从听觉到视觉都能投入到虚拟环境中去。



遥在体系是一种远程控制方法，常用于VR体系与机器人技能相结合的体系。



VR沉溺式技能的发展趋势



沉溺式技能正在快速发展，一定程度上改变了消费者、企业与数字国际的互动方法。用户期望更大程度上从2D界面转移到更感同身受的3D国际，从3D捕捉更丰富、更滑润的图景，从3D取得新的体会。



在未来五年：3D接口及相关技能环节将发生连续变化，人工智能有望从2018年开端对沉溺式解决方案发生更大的影响，包括增加个性化元素。



榜首：使用3D输入/出接口取代传统的平面交互



人工智能和计算机视觉技能的前进将为3D图画扫描、创立和消费者用户事例供给更多的价值。预计计算机视觉功能将越来越多地嵌入智能手机和智能终端。亚马逊最近投资于人体实验室，用于3D人体模型扫描。一些草创企业和公司，如Styku和Bodi.me，正在推动3D人体扫描，以完成对衣服的虚拟试穿和健康状况评估。



空间音频的前进可以为用户供给既能将声音放置在3D环境中，又能检测作声音位置来历的体会。Google VR音频体系创立多个虚拟扬声器来再现声波。空间音频的前进可以为用户供给在三维环境中放置声音以及勘探声音的位置源的体会，而DearVR空间衔接简化了集成音频之间的互动环境和3D空间渲染。



智能手机厂商的强大投资，为3D深度感知成为智能手机的标配功能拓荒了路途。苹果公司现已将3D深度传感技能嵌入到新的iphone x中。它使用了Tof深度传感器。索尼推出了其Xperia xz1系列的3D创立者应用程序，该应用程序经过用单个摄像头从多个视点拍摄物体或表面来创立3D图画。Gartner预计，我国、韩国等其他手机大公司将在2018年敏捷效仿这一做法。



最近，高通和奇景光电宣告协作，利用结构光模块（SLIM）3d depthsensing提升Android智能手机的功能；英特尔的RealSense 3D传感摄像头解决方案现已嵌入在个人电脑和平板电脑；Windows 10支持的混合PC机中的3D摄像机已用于windows体系进入验证。



微软正活跃推动3D、混合实际与其全息镜头的交融，其Windows 10于2017年10月发布的更新，供给了许多3D工具，如制作3D或启用3D目标到Office。微软最近收购了社交VR公司altspaceVR。脸谱网推出了它的社交VR渠道脸谱网空间。



在室内使用3D全息广告渠道正在变得可行，商业化的供货商如三星、英特尔、国家地理、天空和百事可乐等主要品牌正在加快3D全息图布局，以提高产品和品牌体会。跟着厂商不断提高产品知名度，主流产品的价格不断下降，相机商场正在发生变化。像脸谱网这样的公司经过供给一个渠道来创立和共享虚拟内容，正有效地激发用户的兴趣。



沉溺式技能的前进，加上人工智能和计算机视觉，将重塑用户与数字国际、实际国际互动的未来。从使用3D获取更丰富、滑润的输入，到使用3D来出现新体会，用户的期望将从2D界面逐渐转向更丰富、更沉溺式的3D国际。



关于触及与3D技能协作的战略规划者，需要快速树立与图画处理、专业软件、图画传感器公司的关系，这将是在价值链中占据高地的关键。这一价值链将环绕3D移动设备和智能手机商场增长而增长。5G网络、专心于人机界面(HCI)改进的专用AI芯片将加快这一竞争。