• <xmp id="vhw13"></xmp>
      1. <bdo id="vhw13"></bdo>
        <track id="vhw13"></track>

        <menuitem id="vhw13"><strong id="vhw13"></strong></menuitem><tbody id="vhw13"><div id="vhw13"><address id="vhw13"></address></div></tbody>

        <menuitem id="vhw13"></menuitem>
      2. <track id="vhw13"></track>
      3. <track id="vhw13"><div id="vhw13"></div></track>

        熱門標簽:寫本科論文 寫作發表 工程師論文 寫一篇論文多少錢

        當前位置: 論文多少錢 > 計算機論文 > 觸覺交互中虛擬現實的發展趨勢和技術瓶頸

        觸覺交互中虛擬現實的發展趨勢和技術瓶頸

        時間:2021-08-27作者:陳勁舟
        本文導讀:這是一篇關于觸覺交互中虛擬現實的發展趨勢和技術瓶頸的文章,虛擬現實技術就是能夠使人們體驗到虛擬空間,并且和其進行交互的三維環境模擬系統,其是視覺感觀最完善的一種藝術表現形式,同時其具備極強的沉浸感,能夠給人們帶來如夢幻一般的多重感觀體驗。

          摘    要: 分析虛擬現實及觸覺交互技術的趨勢與瓶頸。主要研究虛擬現實的定義、產生與發展和虛擬現實技術及觸覺交互技術的趨勢,并對虛擬現實及觸覺交互技術發展過程所遇到的瓶頸進行分析。這個虛擬空間能夠給人們提供聽覺、視覺、味覺、觸覺與嗅覺等多種感官的全面的模擬,能使人員感覺自己真正地置身在這個完全逼真的三維環境內。本文也對觸覺交互中的觸覺傳感與觸覺顯示技術和相關的產品進行了介紹。

          關鍵詞 :     虛擬現實;觸覺交互技術;趨勢;瓶頸;

          虛擬現實技術主要的藝術表達形式不視覺表達。而在人類歷史發展的進程中視覺藝術發揮著極其巨大的作用,如古老的壁畫藝術、西漢皮影與近現代的電影電視等等都屬于視覺藝術,而這些都是人類社會發展的階段內經濟生活與科學技術水平的生動寫照,成為人類文明發展的精華所在。藝術來源于日常生活而高于生活,其不但可以記錄人類社會生活的各個方面,同時也體現了人們對于美好生活的向往,以及對未來的無限憧憬。視覺表達不僅讓故事的情節更生動的展現出來,也可以給人們帶來感觀上的享受[1]。

          1、 虛擬現實技術概述

          虛擬現實技術就是能夠使人們體驗到虛擬空間,并且和其進行交互的三維環境模擬系統,其是視覺感觀最完善的一種藝術表現形式,同時其具備極強的沉浸感,能夠給人們帶來如夢幻一般的多重感觀體驗。Virtual Reality是虛擬現實的英文名稱,意思就是虛擬的現實。也可以解釋為計算機創建的“現實”。虛擬現實含有兩層意義:其一,虛擬,不僅可以是假丘吉爾現實,也可以是數字化的現實,還可以是計算機創建的現實;其二,現實,是真正意義上的現實。假現實所依靠的是由計算機模擬產生的三維的虛擬空間。而這個虛擬空間能夠給人們提供聽覺、視覺、味覺、觸覺與嗅覺等多種感官的全面的模擬,能夠使用人員感覺自己真正地置身在這個完全逼真的三維環境內,能夠實時且無限的欣賞三維空間中的所有事物。虛擬現實的幾個最典型的特征是交互性、多感知性、沉浸性與構想性。

          1.1、 虛擬現實的交互性特征

          交互性側重于在虛擬環境中的事物可操作性與交互過程中的及時性與自然度。如當使用者用手去抓取虛擬環境內的物體時,手應該有所抓取物體的觸感,進而,用戶抓取的虛擬物體時也需要感知到其重,并且所抓取的物體可以隨著手來移動。
         

        觸覺交互中虛擬現實的發展趨勢和技術瓶頸
         

          1.2、 虛擬現實的多感知性

          虛擬現實的多感知性就是使用者置身于虛擬現實的環境中時,不但能夠在視覺中看到三維空間,同時也可以觸覺、聽覺、味覺或者嗅覺等方面的一種或者幾種來體會三維空間中東西,并且可以與其進行交互。理想化的虛擬現實技術應該能夠滿足人們所有的感知功能。但由于受到當前技術發展的限制,虛擬現實可以提供的感知功能還是十分有限的。一般情況下,虛擬現實的系統普遍可以提供視覺與聽覺這兩種感知,而其他的感知功能較為少見[2]。伴隨著觸覺交互技術的快速發展,近幾年來,已經開始出現能夠給虛擬現實系統提供觸覺交互感知的觸覺手套與力量反饋裝置,估計在以后的三到五年內,觸覺交互功能將可以與視覺、聽覺功能一樣,變為虛擬現實系統的基本功能配置。而味覺與嗅覺的相關技術研究較為滯后,這是因為其所涉及的是人體感覺器官的化學反應,主要分為氣體與液體對人體感覺器官的刺激,所以這兩種技術的突破難度很大,而推廣應用也就更加困難了。

          1.3、 虛擬現實的沉浸性

          虛擬現實的沉浸性又可以被稱作臨場感,其重點關注的是使用者體驗的真實性,使用者身處于虛擬現實的環境中,其所感覺到的需要與現實世界中的一致,做到難辨真假,理想中的虛擬現實環境內的事物不但應該在視覺、聽覺與觸覺方面接近于現實世界,在味覺與嗅覺方面也應該保持一致。

          1.4、 虛擬現實的構想性

          虛擬現實的構想性則側重于關注虛擬現實必須具備廣闊的,可供想你的空間,可供人類拓展的認知范圍,既能夠呈現存在著的真實環境,同時也能夠隨自己的意愿來構建客觀虛擬的對象,甚至可以構建不可以存在的環境。

          2、 虛擬現實的發展趨勢

          虛擬現實是一個緩慢形成的概念,它的技術由遠到近的在不斷的進步中,并在其發展的過程中內涵也在不斷的調整與豐富。虛擬現實技術的實質在于建立一種人為的可以和其展開自由交互的“世界”,在其中使用者能夠隨時的探究或者移動環境中的事物。沉浸性是虛擬現實的最理想的追求目標,其可以通過佩戴特制頭盔顯示器、數據手套與身體運動跟蹤器來實現。從而讓使用者從視覺、聽覺與觸覺方面在虛擬場景內體驗。能夠預計到的是,短期內游戲玩家們能夠佩戴頭盔、穿著游戲專用的手套與衣服在虛擬現實的游戲空間中體驗身臨其境的感覺,此種技術的發明將會給當前已有的各種大型游戲帶來顛覆性的改革,與此同時也極大的推動了科技的發展。以虛擬現實技術的發展進程來看,未來虛擬現實技術的探索依然會延續“低成本、高性能”的發展原則,從硬件與軟件兩個部分進行研究,其發展的趨勢主要歸納為以下幾點[3]。

          2.1、 動態環境建模技術

          建立虛擬環境是虛擬現實技術的核心內容,而獲取現實環境的三維數據是動態環境建模技術的目的所在,并且可以根據需求來構建相符合的虛擬環境模型。

          2.2 、實時生成與顯示三維圖形技術

          三維圖形的生成與顯示技術已經較為成熟,但關鍵在于三維圖的實時生成技術還未出現,以不降低圖形的質量與復雜程度作為基礎,怎樣提升刷新的頻率是未來主要的研究內容。另外,虛擬現實技術還依賴于傳感器與立體顯示技術的發展,現存的虛擬設備依然無法滿足虛擬現實系統的需求,急需研究開發新型三維圖形生成與顯示技術。

          2.3、 研究開發新型交互設備

          虛擬現實技術可以實現用戶自由的和虛擬世界中的事物進行交互,宛如身臨其境,憑借的是穿戴輸入輸出設備主要包括頭盔顯示器、數據手套和衣服及三維位置傳感器與聲音產生器等等。所以,新型、低價位、感應性優良的數據手套與衣服將會成為開展后續研究的主要方向。

          2.4、 智能語音虛擬現實建模

          虛擬現實技術的建模是較為復雜的工作,必須投入大量的時間與精力。倘若把虛擬現實技術和智能技術、語音識別技術相互整合,就能夠極大的解決這類問題。我們可以采用語音識別技術轉化為建模時所需要的數據,從而能夠更好的描述模型的屬性、方法與特點。之后,可以使用計算機的人工智能技術與圖形處理技術實施設計、導航與評價。用對象表示模型,并且可以把多種基礎模型靜態或者動態的相互連接,從而建立起系統的模型。而業界當前研究的難題在于人工智能,而人工智能在各領域中都具有重要作用,其在虛擬現實世界中也具有極大的用處,優質的人工智能系統能夠很好的減少人工勞動,具備積極的作用[4]。

          2.5、 分布式虛擬現實技術的未來

          分布式虛擬現實技術是未來虛擬現實技術發展的主要方向。伴隨著大量DVE開發系統與工具的發明,DVE的應用也融入到了各個領域,其中包括醫療、建筑、訓練和教學及協同設計等方面。仿真的訓練與教學是DVE的一個主要的應用領域,包括了虛擬戰場與輔助教學等方面。此外,開發人員還用DVE系統來實施協同工作。隨著近些年來Internet的應用與普及,很多融合Internet的DVE應用可以讓處于世界不同地區的用戶協同工作。通過網絡把分散于不同地區的虛擬現實系統連續起來,使用協調統一的結構、標準、數據庫與協議,從而能夠構筑起在時間與空間上相互融合的虛擬合成環境,用戶能夠自由地進行交互。其應用價值在航空航天科技中極為顯著,由于國際空間站的使用國家分布于世界的不同地區,所以分布式虛擬現實訓練環境可以不要求各國建立仿真系統,如此不但降低了在研制與設備方面的投入費用,還減少了工作的調動所帶來的巨大費用及異地生活的不適應。

          3、 虛擬現實技術的瓶頸

          3.1、 環境與對象3D建模

          虛擬現實系統具備兩個坐標空間:其一是現實世界中的坐標空間;其二為虛擬世界的坐標空間。當用戶在虛擬環境中進行交互時,用戶置身于現實世界的絕對空間內,而交互中的對象卻處于虛擬世界中,兩個世界的坐標需要構筑一種映射關系,如此才可以實現用戶精確操控虛擬對象。

          3.2 、海量數據通信

          在虛擬現實交互的過程中,不管是獲取圖像傳感器的數據,還是場景的立體顯示,都會牽涉到大量的圖片、影像數據的傳輸。尤其是交互的過程中隨著用戶虛擬視覺場景的轉換,其中會涉及到大量的影像傳輸與數據計算,數據量巨大。而在系統內有多個交互對象時,數據的傳輸量將會急速增加,如此不但對硬件系統性能提出了更高的要求,同時還要求數據傳輸的性能保持一流。假如在傳輸數據的過程中出現滯后,必會極大的影響到用戶的體驗,以當前計算機網絡發展的情況來說,在這一方面的保障不容樂觀。

          3.3 、虛擬傳感器

          當前已有的虛擬現實大部分為視頻拍攝的影像,其中的立體對象與環境雖能通過視覺來進行觀察,但卻不能用于直接觸覺方面的探索,加之不能獲取立體對象與環境的幾何尺寸的相關參數,因此,很難判斷與計算用戶和立體對象間的位置與觸碰情況。所以當前在這個方面所投入的研究工作極為有限,仍沒有成熟的算法能夠借鑒[5]。

          3.4 、裸眼3D顯示

          裸眼3D顯示相較于頭戴式顯示更具有顯著的優越性,但裸眼3D顯示當前仍然存在著諸多不能解決的困難,其一,用戶必須被局限于特定的范圍內;其二,存在眩暈感;其三,霧幕與水幕類的裸眼顯示對真實感與視場環境產生影響;其四,LED葉片法生成的裸眼影像的質量較差;其五,空氣分子等離子體顯示等難以顯示彩色影像;其六,由于物理或者視場障礙的存在,裸眼3D電視與LED葉片裸眼顯示中的用戶不能進入虛擬空間,并且在交互時不能用飲用觸覺方式進行。

          4 、結論

          綜上所述,未來的虛擬現實也許會成為遍布全世界的一個綜合性的平臺,人類自出生時就開始在虛擬世界的理想國度內獲取唯一的身份且伴隨其一生,人類在擁有屬于自己虛擬社會生活與空間時,也可以使用虛擬貨幣展開買賣房屋、做生意等方面的業務。

          參考文獻

          [1]張傳合虛擬現實技術在環境安全與應急工作中的應用研究[J].化工設計通訊,2021,47()-99-100.
          [2]袁東姬廣超,李婧,等基于虛擬現實的頭盔顯示目鏡系統設計[J]紅外,2021.42();33-37.
          [3]郭園.童倩倩鄭宇鎧等融合多元觸覺和沉浸式視覺的可移植VR軟件框架[J]系統仿真學報,2020,32(7):1385-1392.
          [4]吳佳林淺析虛擬現實技術及其應用[J]通訊世界2019,26(2):103-104.
          [5]倪斌虛擬現實技術與VR設備在心理干預治療中的應用[J].計算機產品與流通,2018(2):168-169.

        關聯標簽:
        聯系我們
        • 寫作QQ:3008635931
        • 發表QQ:3008635930
        • 服務電話:13701839868
        • 售后電話:18930493766
        • 郵箱:shlunwen@163.com
        網站地圖 | 網站介紹 | 聯系我們 | 服務承諾| 服務報價| 論文要求 | 期刊發表 | 服務流程

        將微信二維碼保存到相冊

        打開微信掃一掃從相冊識別

        1.點擊下面按鈕復制QQ號

        3008546108

        2.打開QQ→添加好友/群

        粘貼QQ號,加我為好友

        男女肉粗暴进来120秒动态图