你知道嗎?虛擬現實技術劃分為這大四類

大大的太陽 2019-04-25 16:52 虛擬現實技術

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首先需要說明的是,虛擬現實技術很早就有,最早發源于美國軍事領域,然后傳到國內的軍事領域,然后是房地產等行業,本人作為傳統虛擬現實行業的參入者,對虛擬現實做一個簡單梳理。



按照傳統虛擬現實的發展,和最新的流行趨勢,我們也可以把各種類型的虛擬現實技術劃分四類:


瀏覽式虛擬現實


桌面虛擬現實利用個人計算機和低級工作站進行仿真,將計算機的屏幕作為用戶觀察虛擬境界的一個窗口。通過各種輸入設備實現與虛擬現實世界的充分交互,這些外部設備包括鼠標,追蹤球,力矩球等。它要求參與者使用輸入設備,通過計算機屏幕觀察360度范圍內的虛擬境界,并操縱其中的物體,但這時參與者缺少完全的沉浸,因為它仍然會受到周圍現實環境的干擾。桌面虛擬現實最大特點是缺乏真實的現實體驗,但是成本也不低,在中國90年代之后,在很多行業應用比較廣泛。


                         三通道投影瀏覽式虛擬現實系統


千萬級花費的CAVE系統,具有視角追蹤和雙投影立體顯示功能,沉浸感也很強


三面cave系統,有視角跟蹤和立體顯示功能


工程機械訓練,訓練人員如何操控機械


沉浸式虛擬現實


也就是現在特別火的虛擬現實頭盔系統,特點是沉浸感有大大由于之前的投影式虛擬現實系統,使用戶有一種置身于虛擬境界之中的感覺。它利用頭盔式顯示器(見圖)或其它設備,把參與者的視覺、聽覺和其它感覺封閉起來,并提供一個新的、虛擬的感覺空間,并利用位置跟蹤器、數據手套、其它手控輸入設備、聲音等使得參與者產生一種身臨其境、全心投入和沉浸其中的感覺。


htc vive虛擬現實頭盔


oculus的頭盔


增強現實性的虛擬現實


增強現實性的虛擬現實不僅是利用虛擬現實技術來模擬現實世界、仿真現實世界,而且要利用一些實物來增強參與者對真實環境的感受,也就是增強現實中無法感知或不方便的感受。這種系統在專業領域有個名詞叫做 半實物仿真,最早應用于軍事領域,典型的實例是各種軍事模擬器,它既有視覺上的帶有很強沉浸感的投影或者頭盔系統,也可以有安裝很多真實的輔助設施,例如:飛機的真實儀表,真實操作臺和座椅。



典型的飛行模擬機器布局,上圖還沒有運動支撐平臺



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 上圖是帶有六自由度運動平臺的,一套這樣的系統在千萬級別花費



未標題-1.png

上圖都是有真實座艙和儀表的,只是運行邏輯是被改造的。 


這種增強型 并帶有半實物仿真的模擬訓練系統早已有之,最早應該開始于20世紀六七十年代的美軍軍事仿真項目,旨在對部隊提供軍事模擬訓練,減少實際訓練成本,提高訓練效果。


分布式虛擬現實


分布式虛擬現實 旨在將上述虛擬系統和其他系統(可以包含真實系統,也可以包含半實物系統),組成一個嚴格的聯網標準,例如,一輛在訓練場地上的真實坦克和一個坦克模擬器系統 聯網,虛擬的和真實的進行對戰演練,也是可以的。


多個系統通過計算機網絡連接在一起,同時參加一個虛擬空間,共同體驗虛擬經歷,那虛擬現實則提升到了一個更高的境界,這就是分布式虛擬現實系統。在分布式虛擬現實系統中,多個用戶可通過網絡對同一虛擬世界進行觀察和操作,以達到協同工作的目的,在這個系統中,美軍很早就制訂了嚴格的網絡成員遵循標準體系,這個標準叫HLA。

HLA 是1995年美國國防部(DOD)發布的建模與仿真大綱(DOD M&S Master Plan) 中第一個目標開發建模和仿真通用技術框架中的首要內容,其主要目的是促進仿真應用的互操作性和仿真資源的可重用性。1996年10月美國防部正式規定HLA為國防部范圍內仿真項目的標準技術框架,開始推行HLA,并以之作為替代原有的 DIS、ALSP等標準。同時提交IEEE,作為IEEE1516發布。

目前最典型的分布式虛擬現實系統是SIMNET,SIMNET由坦克仿真器通過網絡連接而成,用于部隊的聯合訓練。通過SIMNET,位于德國的仿真器可以和位于美國的仿真器一樣運行在同一個虛擬世界,參與同一場作戰演習。

在現今的消費者領域,當然不必像軍事仿真那么嚴格,多人聯網虛擬現實游戲,就是一個小號的民用分布式虛擬現實模型。



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