虚拟现实技术ppt课件.ppt
《虚拟现实技术ppt课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《虚拟现实技术ppt课件.ppt(43页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、虚拟现实技术 申蔚 曾文琪 清华大学出版社 2-2 第2章 虚拟现实技术概论 2.1 跟踪定位设备 2.2 立体显示设备 2.3 手部数据交互设备 2.4 虚拟声音输出设备 2.5 其他交互设备 2.6 虚拟现实硬件系统的集成 2-3 2.1 跟踪定位设备 典型的工作方式是:由固定发射器发射出 信号,该信号将被附在用户头部或身上的机动 传感器截获,传感器接收到这些信号后进行解 码并送入计算部件处理,最后确定发射器与接 收器之间的相对位置及方位,数据随后传输到 时间运行系统进而传给三维图形环境处理系统 。 2-4 2.1 跟踪定位设备 2.1.1 电磁波跟踪器 2.1.2 超声波跟踪器 2.1.
2、3 光学跟踪器 2.1.4 其他类型跟踪器 2.1.5 跟踪传感设备的性能比 较 2-5 2.1 跟踪定位设备 2.1.1 电磁波跟踪器 电磁波跟踪器是一种较为常见的空间跟踪 定位器,一般由一个控制部件,几个发射器和 几个接收器组成。 2-6 2.1 跟踪定位设备 2.1.1 电磁波跟踪器 l优点是其敏感性不依赖于跟踪方位,基本不受 视线阻挡的限制,体积小、价格便宜,因此对 于手部的跟踪大都采用此类跟踪器。 l缺点是其延迟较长,跟踪范围小,且容易受环 境中大的金属物体或其他磁场的影响,从而导 致信号发生畸变,跟踪精度降低。 2-7 2.1 跟踪定位设备 2.1.2 超声波跟踪器 超声波跟踪器是
3、声学跟踪技术最常用的一 种,其工作原理是发射器发出高频超声波脉冲 (频率20KHz以上),由接收器计算收到信号 的时间差、相位差或声压差等,即可确定跟踪 对象的距离和方位。 2-8 2.1 跟踪定位设备 2.1.2 超声波跟踪器 按测量方法的不同,超声波跟踪定位技术可分为 : l飞行时间(Time Of Flight,TOF)测量法 同时使用多个发射器和接收器,通过测量超声波 从发出到反射回来的飞行时间计算出准确的位置和方向 。 l相位相干(Phase Coherent,PC)测量法 通过比较基准信号和发射出去后发射回来的信号之 间的相位差来确定距离。 2-9 2.1 跟踪定位设备 2.1.3
4、 光学跟踪器 光学跟踪器可以使用多种感光设备,从普 通摄像机到光敏二极管都有。光源也是多种多 样的,如自然光、激光或红外线等,但为避免 干扰用户的观察视线,目前多采用红外线方式 。 2-10 2.1 跟踪定位设备 2.1.3 光学跟踪器 光学跟踪器使用的主要三种技术: l标志系统 通常是利用传感器(如照相机或摄像机)监测发射 器(如红外线发光二极管)的位置进行追踪。 l模式识别系统 把发光器件按某一阵列排列,并将其固定在被跟踪 对象身上,由摄像机记录运动阵列模式的变化,通过与 已知的样本模式进行比较从而确定物体的位置。 l激光测距系统 将激光通过衍射光栅发射到被测对象,然后接收经 物体表面反射
5、的二维衍射图的传感器记录。 2-11 2.1 跟踪定位设备 2.1.3 光学跟踪器 光学跟踪器虽然受视线阻挡的限制且工作 范围较小,但其数据处理速度、响应性都非常 好,因而较适用于头部活动范围相当受限而要 求具有较高刷新率和精确率的实时应用。 2-12 2.1 跟踪定位设备 2.1.4 其他类型跟踪 器 1、机械跟踪器 通常把参考点和跟踪对象直接通过连杆装置相连 ,采用刚体框架,一方面可以支撑观察设备,另一方 面可以测量跟踪对象的位置和方位。 2、惯性跟踪器 惯性跟踪器也是采用机械方法,其原理是利用小 型陀螺仪测量跟踪对象在其倾角、偏角和转角方面的 数据。 3、图像提取跟踪器 一般是由一组摄像
6、机拍摄人及其动作,然后通过 图像处理技术的运算和分析来确定人的位置及动作。 2-13 2.1 跟踪定位设备 2.1.5 跟踪传感设备的性能比 较 跟踪定位器的性能指标主要包括: l精度:指检测目标位置的正确性,即误差范围 。 l分辨率:指跟踪定位器所能检测到的最小变化 范围,小于此值将检测不到。 l响应时间:包括采样率、数据率、更新率和延 迟时间等4个指标。 l抗干扰性:指跟踪定位器在相对恶劣的条件下 避免出错的能力。 2-14 2.1 跟踪定位设备 2.1.5 跟踪传感设备的性能比 较 跟踪器类类型精 度分 辨 率响 应应 时时 间间跟 踪 范 围围 电 磁 波3mm0.1mm1mm0.03
7、mm50 ms半径1.6m的半球形 超 声 波 依空气密度变 化 10mm0.5mm30 ms45m3 光 学1 mm2mm0.02mm 1 ms 48m3(可扩展至14m3 ) 3种常用跟踪技术的主要性能指标对比 2-15 2.2 立体显示设备 人眼立体视觉效应的原理 :当人在现实生 活中观察物体时,双眼之间67cm的距离(瞳 距)会使左、右眼分别产生一个略有差别的影 像(即双眼视差),而大脑通过分析后会把这 两幅影像融合为一幅画面,并由此获得距离和 深度的感觉。 2-16 2.2 立体显示设备 2.2.1 固定式立体显示设备 2.2.2 头盔显示器 2.2.3 手持式立体显示设备 2-17
8、 2.2 立体显示设备 2.2.1 固定式立体显示 设备 1、台式VR显示设备 一般使用标准计算机监视器,配合双目立体眼镜组成。 根据监视器的数目不同,还可分为单屏式和多屏式两类 。 最简单也是最便宜的 VR视觉显示模式, 但缺乏沉浸感。 2-18 2.2 立体显示设备 2.2.1 固定式立体显示 设备 2、投影式VR显示设备 一般可以通过并排放置多个显示器创建大型显示墙,或 通过多台投影仪以背投的形式投影在环幕上,各屏幕同 时显示从某一固定观察点看到的所有视像,由此提供一 种全景式的环境。 2-19 2.2 立体显示设备 2.2.1 固定式立体显示 设备 2、投影式VR显示设备 (1)墙式投
9、影显示设备: 可采用平面、柱面、球面的屏幕形式。 2-20 2.2 立体显示设备 2.2.1 固定式立体显示 设备 2、投影式VR显示设备 (2)响应工作台式显示设备 (Responsive Work Bench,RWB): 一般由投影仪、反射镜和 显示屏(一种特制玻璃) 组成,投影仪将立体图像 投射到反射镜面上,再由 反射镜将图像反射到显示 屏上。 2-21 2.2 立体显示设备 2.2.1 固定式立体显示 设备 2、投影式VR显示设备 (3)洞穴式投影显示设备(CAVE): CAVE就是由投影显示屏包围而成的一个立体空 间 (洞穴),分别有4面式、5面式或6面式CAVE系 统。 2-22
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 虚拟现实 技术 ppt 课件
链接地址:https://www.31doc.com/p-2668363.html