基于光電虛擬現(xiàn)實(shí)

1、虛擬現(xiàn)實(shí)組員：董少毅 賈海超 蘭延豪 劉軍東 王東方 徐俊朋 徐延通 楊群想虛擬現(xiàn)實(shí)是利用電腦模擬產(chǎn)生一個(gè)三維空間的虛擬世界提供使用者關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般，可以及時(shí)、沒有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)虛擬現(xiàn)實(shí)有三個(gè)特性：沉浸性:是指用戶感覺到好像完全處于虛擬現(xiàn)實(shí)中一樣，被虛擬世界包圍,理想的虛擬現(xiàn)實(shí)可以讓用戶難辨真假。交互性:是指用戶與虛擬世界以自然的方式進(jìn)行交互，通過人的肢體運(yùn)動(dòng)以及特定的硬件設(shè)備感受來(lái)自虛擬世界的實(shí)時(shí)反饋。想象性:是指虛擬環(huán)境是人想象出來(lái)的，同時(shí)這種想象體現(xiàn)了設(shè)計(jì)中的相應(yīng)的思想，因而可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)一定的目標(biāo)虛擬現(xiàn)實(shí)的若干關(guān)鍵

2、技術(shù) 三維計(jì)算機(jī)圖形技術(shù) 立體顯示技術(shù) 立體聲 網(wǎng)絡(luò)傳輸 語(yǔ)音輸入輸出技術(shù)等三維立體顯示技術(shù)立體視覺顯示技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)中重要的支持技術(shù)，而且要實(shí)現(xiàn)完美的立體顯示技術(shù)較為復(fù)雜。我們之所以感受到立體物體，是由于人的左右眼得到的圖像相似但有細(xì)微差異，大腦對(duì)其進(jìn)行融合產(chǎn)生空間感。我們借助特定的硬件設(shè)備，使左右眼觀察到細(xì)微差異的圖像，從而恢復(fù)出三維深度信息立體顯示實(shí)現(xiàn)方法彩色眼鏡法偏振光眼鏡法串行式立體顯示法裸眼立體顯示法彩色眼鏡法：它主要利用濾光片只能通過相同顏色光線的特點(diǎn)，讓左右眼戴不同顏色的濾光片，從而左右眼看到不同的影像，實(shí)現(xiàn)立體顯示。但這種方法使人兩眼的色覺不平衡，觀眾容易產(chǎn)生疲勞（利用彩色眼

3、鏡法產(chǎn)生的立體圖片）偏振光眼鏡法：它利用了光是一種橫波以及偏振光只能通過特定方向的狹縫的特點(diǎn)。在電影放映時(shí)，兩個(gè)電影機(jī)同時(shí)放映兩個(gè)畫面，重疊在一個(gè)屏幕上，鏡頭前裝有相差90度的偏振片。觀眾的左右眼分別戴在偏振軸互為90度的，并與放映畫面的偏振光相應(yīng)方向的偏振鏡片，從而形成立體效果。串行式立體顯示法：它是一種分時(shí)的串行立體顯示技術(shù)，它以一定的頻率交替顯示兩幅圖像，用戶通過以相同頻率同步切換的眼鏡來(lái)觀察圖像，左右眼只能看到相應(yīng)的圖像。眼鏡的開關(guān)轉(zhuǎn)換頻率對(duì)圖像的立體效果起著關(guān)鍵性的作用。若轉(zhuǎn)換頻率太低，人眼不能感受到圖像的連續(xù)，若轉(zhuǎn)換頻率太高，會(huì)產(chǎn)生干擾現(xiàn)象。一般來(lái)說，轉(zhuǎn)換頻率控制在40到60幀/秒

4、較為適合。裸眼立體顯示：三維立體液晶顯示技術(shù)巧妙結(jié)合了雙眼的視覺差和圖片三維的原理，自動(dòng)生成了兩幅圖片，由于雙眼觀看液晶的角度不同，左右眼看到不同的圖像，因此不要戴上立體眼鏡就可以看到立體圖像。下圖是裸眼立體顯示的原理示意圖，圖中示意了兩種實(shí)現(xiàn)原理三維虛擬聲音的實(shí)現(xiàn)技術(shù)除了視覺，人們獲得外界信息的第二途徑就是聽覺。我們把在虛擬場(chǎng)景中能使用戶準(zhǔn)確判斷出聲源位置，符合人們?cè)谡鎸?shí)世界中聽覺方式的聲音稱為三維虛擬聲音。三維虛擬聲音系統(tǒng)的核心是聲音定位技術(shù)，它有三個(gè)主要特征。三維虛擬聲音系統(tǒng)全向三維定位特性三維實(shí)時(shí)跟蹤特性沉浸感與交互感三大特性全向三維定位特性：指在三維虛擬空間中把實(shí)際聲音信號(hào)定位到特定

5、虛擬專用源的能力。它能使用戶準(zhǔn)確判斷出聲音的精確位置，從而符合人們的真實(shí)聽覺方式。三維實(shí)時(shí)跟蹤特性：是指三維虛擬空間中實(shí)時(shí)跟蹤虛擬聲音位置變化的能力。三維虛擬聲音的沉浸感：指加入三維虛擬聲音后能使用戶產(chǎn)生身臨其境的感覺，有助于增強(qiáng)臨場(chǎng)效果。三維聲音的交互特性：、指隨用戶的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的臨場(chǎng)反應(yīng)和實(shí)時(shí)響應(yīng)能力。 用語(yǔ)音和虛擬現(xiàn)實(shí)進(jìn)行交互是我們的一個(gè)目標(biāo)，語(yǔ)音技術(shù)主要分為語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)和語(yǔ)言合成技術(shù)。語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)是指將人說話的語(yǔ)言信號(hào)轉(zhuǎn)換為可以被計(jì)算機(jī)程序所識(shí)別的信息。一般包括參數(shù)提取，參考模式建立，模式識(shí)別等過程。語(yǔ)音合成技術(shù)是指用人工的方法產(chǎn)生語(yǔ)音技術(shù)。實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音輸出有兩種方法，一是錄音/重放；二是

6、文語(yǔ)轉(zhuǎn)換。如果將語(yǔ)音合成與語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)結(jié)合起來(lái)，就可以讓用戶和虛擬環(huán)境進(jìn)行簡(jiǎn)單的語(yǔ)音交互了，從而實(shí)現(xiàn)人機(jī)自然的交互。自然交互與傳感技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)強(qiáng)調(diào)交互的自然性，就是讓人們?nèi)缤谂c真實(shí)世界進(jìn)行交流。人可以使用眼睛，耳朵，手勢(shì)，語(yǔ)音等方式與虛擬現(xiàn)實(shí)中的物體進(jìn)行交互。手勢(shì)識(shí)別：手勢(shì)是一種簡(jiǎn)單方便的交互方式。手勢(shì)識(shí)別可以分為兩種，一種是基于數(shù)據(jù)手套的識(shí)別，另一種是基于視覺的手勢(shì)識(shí)別。基于數(shù)據(jù)手套的手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)就是利用數(shù)據(jù)手套和位置跟蹤器來(lái)捕捉手勢(shì)的運(yùn)動(dòng)軌跡和檢測(cè)手的方向（虛擬現(xiàn)實(shí)手套）手指彎曲程度等信息，根據(jù)這些信息對(duì)手勢(shì)進(jìn)行分析。手勢(shì)識(shí)別這種方法的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)識(shí)別率高，缺點(diǎn)是不方便。基于視覺的手勢(shì)識(shí)別是從視覺通道獲得信號(hào)，通常采用攝像機(jī)采集手勢(shì)信息，由攝影機(jī)連續(xù)拍攝手的運(yùn)動(dòng)，再用邊界特征識(shí)別的方法判斷出具體手勢(shì)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是輸入設(shè)備簡(jiǎn)單，但識(shí)別率較低，實(shí)時(shí)性較差。面部表情的識(shí)別：現(xiàn)實(shí)人際交往中，人的表情傳遞了很多微妙的信息。對(duì)人臉的識(shí)別是虛擬現(xiàn)實(shí)交互中很重要的部分。但目前的人臉表情的識(shí)別還不太成熟。人臉檢測(cè)的基本思想是建立人臉模型。根據(jù)對(duì)人臉知識(shí)的利用方式，可以將人臉檢測(cè)分為兩大類：基于特征的人臉檢測(cè)方法和基于圖像的人臉檢測(cè)方法?；谔卣鞯娜四槞z測(cè)方法直接利用人臉信息，比如人臉膚色，人臉的幾何構(gòu)造等?；趫D像的人臉檢