18新利最新登入虚拟现实是如何工作的

在虚拟现实环境中,一个用户体验浸或被里面的感觉和这个世界的一部分。他也可以交互以有意义的方式与他的环境。的组合的沉浸感和交互性网真。计算机科学家乔纳森·Steuer将它定义为“一个感觉现在的程度在介导的环境中,而不是直接的物理环境。“换句话说,一个有效的虚拟现实体验让你变得不知道你真正的环境,在虚拟环境中关注你的存在。

乔纳森Steuer提出浸的两个主要组件:深度的信息18luck手机登录和广泛的信息18luck手机登录。深度信息指的是数量18luck手机登录和质量的数据在用户接收到的信号在虚拟环境中进行交互。对于用户来说,这可能是指显示器的分辨率,环境的复杂性图形的复杂系统的音频输出,等等。Steuer定义宽度的信息为“感官维度同时呈现。18luck手机登录“虚拟环境体验有宽广的信息如果它刺激你所有的感官。18luck手机登录最优先考虑视觉和虚拟环境体验音频组件在其他sensory-stimulating因素,但是越来越多的科学家和工程师正在调查方法将用户的触觉。系统给用户被称为力反馈和触摸交互触觉系统。

浸入式教学是有效的,用户必须能够探索什么似乎是一个真人大小的虚拟环境,并能够无缝地改变视角。如果虚拟环境由一个基座中间的房间,用户应该能够查看底座从任何角度和观点应该根据用户正在转变。弗雷德里克·布鲁克斯博士说,虚拟现实技术和理论的先驱,它显示项目必须的帧速率至少20 - 30帧每秒为了创建令人信服的用户体验。

其他感官已经系统的输出应实时调整作为用户探索环境。如果环境包含3 d声音,用户必须确信声音的方向转变策略通过环境自然的方式。感官刺激必须是一致的,如果用户觉得沉浸在VE。如果已经显示了一个完全18新利最新登入静止的场景,你不会希望感受狂风。同样,如果已经让你在中间的飓风,你不会希望感觉微风或检测气味的玫瑰。

当用户行为之间的滞后时间,当虚拟环境反映了这一行动延迟。延迟通常指之间的延迟时间用户把他的头或眼睛移动和变化的角度来看,尽管这个词也可以用来在其他感官输出滞后。与飞行模拟器的研究显示,人类可以检测超过50毫秒的延迟。18新利最新登入当用户检测延迟,这使他意识到在一个人工环境和破坏的沉浸感。

一个身临其境的体验遭受如果用户成为意识到周围的现实世界。真正身临其境的体验让用户忘记了他的真实环境,有效地导致了电脑成为一个非实体。为了达到真正的沉浸的目的,开发人员必须想出输入为用户更自然的方法。只要用户意识到交互设备,他不是真正的沉浸。

在下一节中,我们来看看远程监控的其他方面:交互性。

沉浸在一个虚拟环境是一回事,但让用户感到真正涉及的也必须有一个元素交互。今天在VE系统使用技术常见的早期应用程序允许用户有一个相对被动的体验。用户可以观看预先录制好的电影戴着头戴显示设备(头盔显示器)。他们会坐在一个椅子运动和看电影因为系统受到各种刺激,如模拟风吹气。虽然用户感到一种浸,交互性仅限于环顾改变他们的观点。他们的路径是预先确定的和不变的。

今天,你可以找到虚拟过山车使用同样的技术。DisneyQuest在奥兰多,佛罗里达功能网络山,顾客可以设计自己的过山车,然后输入模拟器骑他们的虚拟创造。系统非常身临其境,但是除了初始设计阶段没有任何互动,所以它不是一个真实的虚拟环境的一个例子。

交互性取决于许多因素。Steuer表明这三个因素速度,范围和映射。Steuer速度定义为速度,用户的行为纳入电脑模型和反映在用户可以感知。范围是指有多少可能的结果可以从任18新利最新登入何特定用户操作结果。映射系统的能力产生自然的结果以响应用户的动作。

导航在虚拟环境中是一种交互性。如果一个用户可以直接自己的运动环境中,它可以被称为一个交互式体验。大多数虚拟环境包括其他形式的互动,因为用户可以很容易地成为勘探的无聊几分钟后。计算机科学家玛丽•惠顿指出,设计糟糕的交互可以大大减少浸的感觉,而想办法让用户可以增加它。当有趣和迷人的虚拟环境,用户更愿意抛开怀疑,成为沉浸。

真正的交互性还包括能够修改环境。良好的虚拟环境将如何应对用户的行为,是有意义的,即使是有意义的范围内的虚拟环境。如果一个虚拟环境古怪和不可预知的方式的变化,就有可能破坏用户的远程监控。

在下一节中,我们将看看一些已经使用的硬件系统。

今天,大多数系统是由正常个人电脑。电脑足够复杂的开发和运行软件需要创建虚拟环境。图形通常由强大的处理显卡最初的设计视频游戏社区。同样的视频卡,让你玩《魔兽世界》可能是驱动图形为一个先进的虚拟环境。

已经系统用户需要一种方法来显示图像。HMDs许多系统使用,包含两个耳机监控,每只眼睛。创建一个立体图像效果,给予深度的幻觉。早期的hmd使用阴极射线管(CRT)显示器是笨重的,但提供了良好的分辨率和质量,或液晶显示器(LCD)显示器是便宜很多,但无法与CRT显示器的质量竞争。今天,LCD显示屏更先进、提高分辨率和色彩饱和度,比CRT监视器已经变得更加普遍。

其他已经系统项目图片在墙上,地板和天花板的房间,被称为洞穴自动虚拟环境(洞穴)。芝加哥大学的第一洞显示设计,使用后投影技术来显示图像的墙壁、地板和天花板的一个小房间。用户可以移动显示的一个洞穴里,戴着特殊的眼镜来完成移动通过一个虚拟环境的假象。洞穴显示给用户一个更广泛的视野,这有助于在浸。他们还让一群人同时分享经验(尽管显示只跟踪一个用户的角度来看,意味着其他人在房间里会被动观察者)。洞穴显示器是非常昂贵的,需要更多的空间比其他系统。

显示技术跟踪系统密切相关。跟踪系统分析用户的取向的观点,因此计算机系统发送正确的图片来直观显示。大多数系统需要用户处理单元以绳索固定,限制了可用的运动范围。追踪技术的发展往往落后于其他虚拟现实技术,因为这种技术主要是VR-focused市场。没有其他学科或应用程序的要求,没有那么多的兴趣开发新的方法来追踪用户动作和的观点。

输入设备在虚拟现实系统中也很重要。目前,输入设备包括控制器和电子手套和两个或三个按钮语音识别软件。没有标准的控制系统在纪律。VR科学家和工程师不断寻找方法让用户输入尽可能自然增加远程监控的感觉。一些更常见的形式的输入设备:

科学家们也正在探索的可能性,为虚拟现实开发生物传感器使用。一个生物传感器可以检测和解释神经和肌肉活动。正确校准生物传感器,计算机可以解释如何移动用户在物理空间和虚拟空间,转化为相应的动作。18新利最新登入生物传感器可以直接附着在皮肤上的一个用户,也可能被纳入手套或紧身衣。生物传感器套装的一个限制是,他们必须为每个用户定制或传感器无法正常排队用户的身体。

玛丽•惠顿,UNC-Chapel山认为,娱乐产业将推动大多数VR技术的发展。的视频游戏行业特别是了图形和声音的发展功能,工程师可以纳入虚拟现实系统的设计。一个预先•惠顿发现特别有趣的是任天堂Wii游戏机的魔杖控制器。控制器不仅是商用设备和一些跟踪能力;也负担得起的和吸引人的一般不玩视频游戏。因为跟踪和输入设备是两个领域,传统上已经落后于其他虚拟现实技术,该控制器可以第一个新一波的技术进步有用的虚拟现实系统。

一些程序员想象互联网发展成一个三维的虚拟空间,在你浏览虚拟景观获取信息和娱乐。18luck手机登录网站可以形成一个三维位置,允许用户探索比以前更多的文字的方式。程序员开发出了几种不同的计算机语言和Web浏览器来实现这个愿景。这些包括:

当然,许多已经专家认为没有头盔显示器,以互联网为基础的系统是不真实的虚拟环境。他们缺乏关键元素的浸,尤其是跟踪和和真人大小的图像显示。

在1990年代早期,公众的接触虚拟现实很少超越一个相对原始的一些块状示范数据被追逐在棋盘原油翼龙。在娱乐产业仍感兴趣的虚拟现实应用游戏和戏剧经验,真正有趣的用途VR系统在其他领域。

一些建筑师创建虚拟模型的建设计划,这样人们可以步行穿过结构之前,甚至奠定了基础。客户可以移动外观和内饰和提问,甚至建议更改设计。虚拟模型可以给你一个更准确的想法如何通过建筑会感觉比一个微型模型。18新利最新登入

汽车公司利用虚拟现实技术构建虚拟原型的新汽车,生产单一物理部分之前彻底测试它们。设计师可以改变而无需取消整个模型,就像他们经常与物理的。开发过程变得更加有效和便宜。

虚拟环境中使用的培训项目军事,空间程序甚至医学生。军方一直是虚拟现实技术的支持者和发展。培训计划可以包括从汽车模拟战斗。总的来说,虚拟现实系统是更安全的,从长远来看,更便宜的比选择训练方法。士兵经历了广泛的虚拟现实训练已被证明是在传统条件下那些训练有素的一样有效。

在医学上,员工可以使用虚拟环境训练从手术诊断病人。外科医生用虚拟现实技术不仅培训和教育,而且还通过使用机械设备进行远程手术。第一个机器人手术1998年在巴黎的一所医院。最大的挑战在使用虚拟现实技术执行机器人手术延迟,因为任何延误在这样一个微妙的过程可以感受到自然的外科医生。这种系统还需要提供良好的感官反馈的外科医生。

另一个使用虚拟现实技术是心理治疗。埃默里大学的芭芭拉Rothbaum博士和美国乔治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)的拉里·霍奇斯博士率先使用虚拟环境在治疗患有恐惧症等心理疾病。他们使用虚拟环境暴露疗法的一种形式,在病人暴露在控制条件下,刺激使他痛苦。应用程序有两大优势真正的暴露疗法:这是更方便和病人更愿意尝试治疗,因为他们知道这不是真实的世界。他们的研究导致了公司的创始几乎更好,出售虚拟现实疗法系统14个国家的医生。

在下一节中,我们将看看一些担忧与虚拟现实技术和挑战。

虚拟现实领域的大挑战是发展中更好的跟踪系统,寻找更自然的方式,允许用户在虚拟环境中进行交互和减少所花费的时间来构建虚拟空间。虽然有一些跟踪系统公司已经出现的早期,虚拟现实,大多数公司都很小,不会持续很长时间。同样,没有多少公司正在输入设备专门为虚拟现实应用。大多数虚拟现实开发人员不得不依赖和适应技术最初用于另一种纪律,他们希望该公司生产技术保持业务。至于创建虚拟世界,它可以花很长时间来创建一个令人信服的虚拟环境,更现实的环境,时间越长。可能需要一个程序员团队一年多复制一个真正的房间里准确的虚拟空间。

已经系统开发人员的另一个挑战是创建一个系统,避免不良工效学。许多系统依赖于硬件,阻碍用户或通过物理约束限制了他的选择。没有精心设计的硬件,用户可以有困难与他的平衡感或惯性减少网真,或者他可以体验cybersickness,症状包括定向障碍和恶心。似乎并非所有用户的风险cybersickness——有些人可以探索虚拟环境几个小时没有不良影响,而其他几分钟后会感到恶心。

一些心理学家担心,沉浸在虚拟环境中可能心理上影响用户。他们认为,VE系统,用户在暴力的情况下,特别是在暴力的永久保存的人,可能导致用户变得麻木。实际上,有一个担心,娱乐系统可以繁殖一代反社会者。别人不担心脱敏,但警告说,说服VE经验可能会导致一种网络成瘾。有几个玩家忽略了他们真正的生活的新闻网上,游戏内的存在。与虚拟环境可能更容易上瘾。

另一个新兴的顾虑是犯罪行为。在虚拟世界中,定义如谋杀或性犯罪行为一直是个问题。什么时候当局指控一个人可以真正的犯罪行为在虚拟环境中呢?研究表明,人们可以有真正的身体和情绪反应的刺激在一个虚拟环境,所以很有可能一个虚拟攻击的受害者能感觉到真正的情感创伤。攻击者可以惩罚导致现实生活中的痛苦?我们还没有这些问题的答案。

在下一节中,我们来看看虚拟现实的历史。

虚拟现实的概念已经存在了几十年,尽管公众只意识到它在1990年代初。在1950年代中期,一个名为莫顿Heilig构想了一个戏剧经验的摄影师,会刺激观众的感官,吸引他们的故事更有效。1960年,他建立了一个单用户控制台称为Sensorama包括一个立体显示,球迷,气味排放国,立体音响演讲者和一个移动的椅子上。他还发明了一种头安装电视在3 d显示,旨在让用户看电视。用户被动观众的电影,但Heilig的许多概念将会发现他们的方式进入虚拟现实领域。

飞歌公司工程师开发了第一个头盔显示器1961年,被称为Headsight。头盔包括视频屏幕和跟踪系统,工程师与一个闭路摄像系统。他们打算使用头盔显示器在危险的情况下,远程用户可以观察一个真实的环境,调整相机的角度把他的头。贝尔实验室使用一个类似的直升机飞行员的头盔显示器。他们HMDs的联系红外摄像机直升飞机的底部,使飞行员有一个清晰的视野,而在黑暗中飞行。

1965年,一位名叫伊凡萨瑟兰的计算机科学家设想他所谓的“最终显示”。使用此显示,一个人可以在一个虚拟的世界,会出现物理世界一样真实用户住在。这个愿景引导几乎所有的在虚拟现实领域的发展。萨瑟兰的概念包括:

1966年,萨瑟兰拴在一个建立了一个头盔显示器电脑系统。电脑提供的所有图形显示(HMDs到目前为止,只有有关相机)。他使用的HMD的悬架系统,因为它太沉重的用户支持轻松。立体头盔显示器可以显示图片,给深度的幻觉,它还可以跟踪用户的头部动作,以便适当的视野会改变用户环顾四周。

NASA,美国国防部和美国国家科学基金会资助的虚拟现实项目的研究和开发。的美国中央情报局萨瑟兰贡献了80000美元的研究经费。早期应用程序主要是掉进了汽车模拟器类别和被用于训练。因为飞行模拟器的经验相似但不相同的真正的航班军事NASA和航空公司制定政策,要求飞行员有显著延迟时间(至少一天)之间的一个模拟飞行和一个真正的飞行,以防他们的真实性能。

多年来,虚拟现实技术仍然远离公众的视线。几乎所有的开发集中在车辆模拟,直到1980年代。然后,在1984年,一个计算机科学家迈克尔McGreevy开始实验与虚拟现实技术进步的一种方式人类- - - - - -电脑接口(人机交互)设计。人机交互在虚拟现实研究仍然起着很大的作用,而且它导致媒体捡VR几年后的想法。

Jaron Lanier虚拟现实在1987年创造了这个术语。在1990年代,媒体关注虚拟现实的概念,跑。由此产生的宣传给了很多人一个不现实的期望的虚拟现实技术能做什么。随着公众意识到虚拟现实还没有成熟的他们被引导去相信,兴趣减弱。虚拟现实这个词开始消失与公众的期望。今天,已经开发人员尽量不要夸大已经系统的功能或应用程序,他们也倾向于避免术语虚拟现实。

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