體感技術(shù)總結(jié)

體感技術(shù)目錄010203體感技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)慣性感測光學(xué)感測慣性+光學(xué)感測體感技術(shù)的應(yīng)用概念技術(shù)手段總結(jié)01

概念體感技術(shù)：可以實(shí)現(xiàn)人們很直接地使用肢體動作，與周邊的裝置或環(huán)境互動，而無需使用任何復(fù)雜設(shè)備，

便可讓人們身歷其境地與內(nèi)容做互動虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)它利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)

境是一種多源信息融合的交互式的三維動態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真使用戶沉浸到該環(huán)境中。體

感技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一個(gè)重要分支02

體感技術(shù)

至今全世界在體感技術(shù)上的演進(jìn)，依照體感方式與原理的不同，主要可分為三大類：慣性感測、光學(xué)感測以及慣性及光學(xué)聯(lián)合感測。

慣性感測：主要是以慣性傳感器為主，例如用重力傳感器，陀螺儀以及磁傳感器等來感測使用者肢體動作的物理參數(shù)，再根據(jù)這些物理參數(shù)來求得使用者在空間的各種動作。

光學(xué)傳感器：主要是通過光學(xué)感測器獲取人體影像，然后與相應(yīng)的內(nèi)容互動

聯(lián)合感測：在手柄上放置一個(gè)重力傳感器，用來偵測手部三軸向的加速度；使用紅外傳感器用來感測電視屏幕前方的紅外線發(fā)射器訊號，主要可用來偵測手部在垂直以及水平方向的位移。慣性感測.原理：通過無線信號進(jìn)行手持設(shè)備定位，然后在手持設(shè)備內(nèi)固定加速計(jì)和陀螺儀，實(shí)現(xiàn)3D空間體感感測；主要的代表產(chǎn)品有：任天堂推出的“WiiRemote”（2006）、速位互動推出的“CyWee”。聯(lián)合感測

采用紅外攝像頭發(fā)射紅外光，經(jīng)手持設(shè)備進(jìn)行定位，通過3D空間的感測來實(shí)現(xiàn)“體感操作”。主要的代表產(chǎn)品有索尼推出的“PSMOVE+PSEYE”（2010）、北京永利寧科技推出的“VirTouch”(2012)、深圳泰山科技推出的“愛動體感運(yùn)動機(jī)”（2011）?！癙SMOVE+PSEYE”:PSMove在三維空間中的定位是依靠其頂部光球?qū)崿F(xiàn)的，光球距離攝像頭越遠(yuǎn)，其投射到攝像頭中的圖像面積就越小，根據(jù)圖像的大小可以精確計(jì)算其與攝像頭之間的距離變化，從而確定其在三維空間中的準(zhǔn)確坐標(biāo)。PSMOVE手柄內(nèi)部有一個(gè)三軸陀螺儀，一個(gè)三軸加速以及一個(gè)地球磁場感應(yīng)器，再加上PSEYE的空間定位，從而將MOVE手柄的任何操作細(xì)節(jié)1：1地還原到游戲中。同時(shí)PSMOVE的動作感應(yīng)運(yùn)算是由CELL處理器中的一個(gè)SPE協(xié)處理器負(fù)責(zé)。Move手柄是通過藍(lán)牙2.0傳輸操作信號。

聯(lián)合感測VirTouch核心工作原理：通過紅外LED光源發(fā)射紅外光,經(jīng)過手指上戴的指環(huán)反射(指環(huán)外圈鑲嵌玻璃、內(nèi)圈有紅外反射涂層),用裝有可見光濾波片(濾掉可見光、透過紅外光)的攝像頭捕捉紅外線,產(chǎn)生控制器的輸入信號。指環(huán)的作用有二:1、反射紅外光,2、以其圓心為識別點(diǎn),可以精確識別單點(diǎn)輸入的信號;重要的是,此方案可以形成三維輸入,識別上下左右與景深程度光學(xué)感測主要特征：有攝像頭無手持設(shè)備；通過高分辨率的廣角攝像頭，采用類似“動作捕捉”方式來判斷識別用戶的姿勢動作，來實(shí)現(xiàn)體感操作。Kinect：Kinect骨架追蹤處理流程的核心是一個(gè)無論周圍環(huán)境的光照條件如何，都可以讓Kinect感知世界的CMOS紅外傳感器。該傳感器通過黑白光譜的方式來感知環(huán)境：純黑代表無窮遠(yuǎn)，純白代表無窮近。黑白間的灰色地帶對應(yīng)物體到傳感器的物理距離。它收集視野范圍內(nèi)的每一點(diǎn)，并形成一幅代表周圍環(huán)境的景深圖像。傳感器以每秒30幀的速度生成景深圖像流，實(shí)時(shí)3D地再現(xiàn)周圍環(huán)境。LEAPMOTION:LeapMotion中有兩個(gè)攝像頭，可以從不同角度捕捉畫面，它能同時(shí)追蹤多個(gè)目標(biāo)，包括：所有手掌的列表及信息；所有手指的列表及信息；手持工具（細(xì)的、筆直的、比手指長的東西，例如一枝筆）的列表及信息；所有可指向?qū)ο螅≒ointableObject），即所有手指和工具的列表及信息；LeapMotion會給這些目標(biāo)分配一個(gè)單獨(dú)的ID，并檢測運(yùn)動數(shù)據(jù)，產(chǎn)生運(yùn)動信息，并通過算法復(fù)原手掌在真實(shí)世界三維空間的運(yùn)動信息。Haptix:Haptix和LeapMotion的工作方式比較類似，但前者對于手勢的掃描需要在平面而非空中進(jìn)行。Haptix僅有一個(gè)外接攝像頭大小，能夠被放置或者夾在任意位置，并能夠在任意的平面上跟蹤用戶所執(zhí)行的多點(diǎn)觸控手勢。光學(xué)感測LEAPMOTION:LeapMotion中有兩個(gè)攝像頭，可以從不同角度捕捉畫面，它能同時(shí)追蹤多個(gè)目標(biāo)，包括：所有手掌的列表及信息；所有手指的列表及信息；手持工具（細(xì)的、筆直的、比手指長的東西，例如一枝筆）的列表及信息；所有可指向?qū)ο螅≒ointableObject），即所有手指和工具的列表及信息；LeapMotion會給這些目標(biāo)分配一個(gè)單獨(dú)的ID，并檢測運(yùn)動數(shù)據(jù)，產(chǎn)生運(yùn)動信息，并通過算法復(fù)原手掌在真實(shí)世界三維空間的運(yùn)動信息。LEAPMOTION手掌中心的位置（三維向量，相對于傳感器坐標(biāo)原點(diǎn)，毫米為單位）；手掌移動的速度（毫米每秒）；手掌的法向量（垂直于手掌平面，從手掌掌心向外指）；手掌朝向的方向；根據(jù)手掌彎曲的弧度確定虛擬的球體中心、半徑；LEAPMOTION對于每個(gè)手掌，亦可檢測出平移、旋轉(zhuǎn)（手掌的轉(zhuǎn)動）、縮放（手指分開、聚合）的信息。檢測的數(shù)據(jù)如全局變換一樣，包括：旋轉(zhuǎn)的軸向向量；旋轉(zhuǎn)的角度；描述旋轉(zhuǎn)的矩陣；縮放因子；平移向量；Kinect

提到體感技術(shù)和深度攝像頭，很多人的第一印象就是微軟的Kinect。然而微軟的第一代Kinect技術(shù)來自Primesense的授權(quán)。2005年創(chuàng)建于以色列的PrimeSense可謂深度攝像頭技術(shù)的先驅(qū)，然而它在13年被蘋果收購。之后市場上的深度攝像頭廠商基本出現(xiàn)一家，被微軟、英特爾、Google、蘋果等巨頭收購一家?！案鞑糠謩e人都做不出來，那我們都只能自己做。除了激光投影模組和CMOS，其它都是我們自己做的。具體來說，3D攝像頭模組里面，RGB模組比較容易，激光投影模組，紅外投影模組和主芯片是三個(gè)核心部件，也是里面最難的地