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再谈虚拟现实设备中的传感器应用与集成

虚拟现实又称VR,是一项涉及计算机图形学、人机交互技术、传感器技术、人工智能等领域的综合集成技术,它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉,使人作为参与者通过适当装置,自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。这一技术有望在电影动画、医疗、购物、房地产等多个领域有无可限量的发展。

 

传感器技术对VR体验来说至关重要,资料图


作为一种检测装置,传感器对虚拟现实体验中的交互性有着至关重要的影响。传感器能感受到被测量的物理信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号,或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

以在VR设备中的追踪器为例,设计者除了关心追踪器是不是能提供足够的更新率,还要考虑静态准确度,如测定物体位置的准确度、动态准确度(测定移动量的准确度)实时相延迟等因素。特别是时相延迟,由于现在的追踪器都有处理器进行运算,如果物体持续移动,输出结果将永远不等于目前位置。如果输出和目前位置差太多,使用者会感觉出不真实,甚至产生不快与头晕。

 

惯性式测量传感器大量用于VR设备中,资料图


而目前,业内采用的追踪方式主要是惯性式和光学式,它们各有优劣,惯性式不需要考虑遮挡、成本低,但全身装备麻烦、需要充电,而光学式精度高、成本高、可以实现多人追踪。业内专家认为,未来光学和惯性的混合方案可能会成为主流,但存在混合文件难以处理等问题,技术难度较大。

再比如力觉交互的传感器,目前主要用在力反馈操纵杆、触觉数据手套等设备中及。虚拟环境的触觉感知的生成和表现比较困难,目前主要利用气压传感器、振动触感、电子触感、神经和肌肉模拟等方法研制具有触觉反馈的数据手套。目前在VR领域,触觉交互这块相对来说还不够成熟,一些机器人公司在这方面有一定的技术积累,我们可以期待更成熟的产品问世。

在已经拥有顶级配置的硬件情况下,如何充分发挥出VR设备硬件的性能,软件开发与系统集成便起到了重要的作用。系统集成常常具有高度的特性化与定制化,在不同的应用场景中,需要相对应的系统集成解决方案。对于传感器提供商而言,不断对VR领域各类传感器进行集成优化,相信会对VR设备的性能提升大有脾益。

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