構(gòu)建一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

構(gòu)建一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的硬軟件引見(jiàn)構(gòu)建一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)需求軟、硬件的支持，硬件方面主要有：(1)高性能計(jì)算機(jī)。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)必需有運(yùn)算速度高、圖形才干強(qiáng)的計(jì)算機(jī)硬件支持，以實(shí)時(shí)處置復(fù)雜的圖像并縮短參與者的視覺(jué)延遲。例如，SGI公司的InfiniteRealityTM系統(tǒng)的紋理填充可到達(dá)每秒20.6G象素，紋理下載速度是336Mbyte/秒，每秒可以處置244M、5×5的RGBA圖像。(2)頭盔顯示器。頭盔顯示器提供一種察看虛擬世界的手段，通常支持兩個(gè)顯示源及一組光學(xué)器件。這組光學(xué)器件將圖像以預(yù)先確定的間隔投影到參與者面前，并將圖形放大以加寬視域。(3)跟蹤定位系統(tǒng)。為了與三維虛擬世界交互，必需感知參與者的視野，即跟蹤其頭部的位置和方向，這需求在頭盔上安裝頭部跟蹤傳感器。為了在虛擬世界中挪動(dòng)物體或挪動(dòng)參與者的身體，必需跟蹤察看者的手位和手勢(shì)，甚至于全身的各肢體的位置，此時(shí)參與者需求穿戴數(shù)手套和數(shù)據(jù)服裝。另外，也可運(yùn)用三維或六維鼠標(biāo)和空間球等安裝與虛擬世界進(jìn)展交互。(4)立體聲音響和三維空間定位安裝系統(tǒng)。借助立體聲音響可以加強(qiáng)者們對(duì)虛擬世界的實(shí)踐體驗(yàn)。聲音安裝采集或合成自然聲音信號(hào)，并利用特殊處置技術(shù)使這些信號(hào)在360°球體中空間化，使參與者即使頭部在運(yùn)動(dòng)也能覺(jué)得到聲音堅(jiān)持在原處不變。(5)觸覺(jué)/力量反響安裝。觸覺(jué)反響安裝使參與者除了接受虛擬世界物體的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)信號(hào)外，同時(shí)還能接受其觸覺(jué)刺激，如紋理、質(zhì)地感；力量反響安裝那么可以提供虛擬物體對(duì)人體的作用力，或虛擬物體之間的吸引力和排斥力的信號(hào)。在軟件方面，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)除普通所需的軟件支撐環(huán)境之外，主要是需求提供一個(gè)產(chǎn)生虛擬環(huán)境的工具集或產(chǎn)生虛擬環(huán)境的"外殼"。它至少具有以下的功能:→可以接受各種高性能傳感器的信息，如頭盔的跟蹤信息；→能生成立體的顯示圖形；→能把各種數(shù)據(jù)庫(kù)(如地形地貌數(shù)據(jù)庫(kù)、物體籠統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)等)、各種CAD軟件進(jìn)展調(diào)用和互聯(lián)的集成環(huán)境。具有典型代表性的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)軟件有:虛擬世界工具箱WorldToolKit(WTK)、MultiGenCreator、Vega、Maya、IRISPerformer、VTree、OpenGVS等等。典型的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)由效果產(chǎn)生器、實(shí)景仿真器、運(yùn)用系統(tǒng)和幾何構(gòu)造系統(tǒng)組成。(1)效果產(chǎn)生器。效果產(chǎn)生器是完成人與虛擬環(huán)境交互的硬件接口安裝，包括能產(chǎn)生沉浸感的各類(lèi)輸入安裝，例如，頭盔顯示器、立體聲耳機(jī)等，以及能測(cè)定視野方向和手指動(dòng)作的輸安裝，例如頭部方向探測(cè)器和數(shù)據(jù)手套等。(2)實(shí)景仿真器。實(shí)景仿真器是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的中心部分，它由計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)、軟件開(kāi)發(fā)具及配套硬件(如圖形和聲效卡)組成，接納或發(fā)送效果產(chǎn)生器產(chǎn)生或接納的信號(hào)。(3)運(yùn)用系統(tǒng)。運(yùn)用系統(tǒng)是面向詳細(xì)問(wèn)題的軟件部分，描畫(huà)仿真的詳細(xì)內(nèi)容，包括仿真的時(shí)態(tài)邏輯、構(gòu)造，以及仿真對(duì)象之間和仿真對(duì)象與用戶之間的交互關(guān)系。運(yùn)用軟件的內(nèi)容直接取決于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的運(yùn)用目的。(4)幾何構(gòu)造系統(tǒng)。幾何構(gòu)造系統(tǒng)提供了描畫(huà)仿真對(duì)象的物理屬性(外形、顏色、位置等)信息，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的運(yùn)用系統(tǒng)在生成虛擬世界時(shí)需求運(yùn)用和處置這些信息。實(shí)物虛化、虛物實(shí)化和高效的計(jì)算機(jī)信息處置是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三個(gè)主要方面。實(shí)物虛化是將現(xiàn)實(shí)世界的多維信息映射到計(jì)算機(jī)的數(shù)字空間生成相應(yīng)的虛擬世界。主要包括實(shí)體建模、空間跟蹤、聲音定位、視覺(jué)跟蹤和視點(diǎn)感應(yīng)等關(guān)鍵技術(shù)。這些技術(shù)將現(xiàn)實(shí)世界中的各種事物的多維特性映射到計(jì)算機(jī)的數(shù)字空間生成虛擬世界中的對(duì)應(yīng)事物，并使得虛擬環(huán)境對(duì)用戶操作的檢測(cè)和操作數(shù)據(jù)的獲取成為能夠。虛物實(shí)化是使計(jì)算機(jī)生成的虛擬世界中的事物所產(chǎn)生的對(duì)人的感官的各種刺激盡能夠逼真地反響給用戶，從而使人產(chǎn)生沉浸感。主要是視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、力覺(jué)和觸覺(jué)等感知技術(shù)。高效的計(jì)算機(jī)信息處置，包括信息獲取、傳輸、識(shí)別、轉(zhuǎn)換，涉及實(shí)際、方法、交互工具和開(kāi)發(fā)環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)實(shí)物虛化和虛物實(shí)化的手段和途徑。普通來(lái)說(shuō)，虛擬現(xiàn)實(shí)中計(jì)算機(jī)信息處置需求高計(jì)算速度、強(qiáng)處置