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虛擬實境系統的分類:桌面式VR、沉浸式VR、增強式VR

虛擬實境系統的分類

在實際應用中, 根據VR技術對沉浸程度的高低和交互程度的不同, 將VR系統劃分瞭解4種類型:沉浸式VR系統、桌面式VR系統、增強式VR系統、分散式VR系統。 其中桌面式VR系統因其技術非常簡單, 需投入的成本也不高, 在實際應用中較廣泛。

(1)桌面式VR系統

桌面式VR系統也稱視窗VR, 它是利用個人電腦或圖形工作站等設備, 採用立體圖形、自然交互等技術, 產生三維立體空間的交互場景, 利用電腦的螢幕作為觀察虛擬世界的一個視窗, 通過各種輸入裝置實現與虛擬世界的交互。

桌面式VR系統一般要求參與者使用空間位置跟蹤定位設備和其他輸入裝置, 如數據手套和6個自由度的三維空間滑鼠, 使使用者雖然坐在監視器前, 卻可以通過電腦螢幕觀察360°範圍內的虛擬世界。

在桌面式VR系統中, 電腦的螢幕是使用者觀察虛擬世界的一個視窗, 在一些VR工具軟體的説明下, 參與者可以在模擬過程中進行各種設計。 使用的硬體設備主要是立體眼鏡和一些交互設備(如數據手套、空間位置跟蹤定位設備等)。 立體眼鏡觀看電腦螢幕中虛擬三維場景的立體效果, 它所帶來的立體視覺能使使用者產生一定程度的沉浸感。

有時為了增強桌面式VR系統的效果, 在桌面式VR系統中還可以加入專業的投影設備, 以達到增大螢幕觀看範圍的目的。

桌面式VR系統具有以下主要特點:

①對硬體要求極低, 有時只需要電腦或是增加資料手套、空間位置跟蹤定位設備等。

②缺少完全沉浸感, 參與者不完全沉浸, 因為即使戴上立體眼鏡, 仍然會受到周圍現實世界的干擾。

③應用比較普遍, 因為它的成本相對較低, 而且它也具備了沉浸式VR系統的一些技術要求。

(2)沉浸式VR系統

沉浸式VR系統利用頭盔顯示器和資料手套等各種交互設備把使用者的視覺、聽覺和其他感覺封閉起來, 而使使用者真正成為VR系統內部的一個參與者, 並能利用這些交互設備操作和駕馭虛擬環境, 產生一種身臨其境、全心投入和沉浸其中的感覺。

沉浸式VR系統的特點

① 高度的沉浸感。 沉浸式VR系統採用多種輸入與輸出設備來營造一個虛擬的世界, 並使用戶沉浸於其中, 同時還可以使用戶與真實世界完全隔離, 不受外面真實世界的影響。

② 高度即時性。 在虛擬世界中要達到與真實世界相同的感覺, 如當人運動時, 空間位置跟蹤定位設備需及時檢測到, 並且經過電腦運算, 輸出相應的場景變化, 並且這個變化必需是及時的, 延遲時間要很小。

沉浸式VR系統的分類

常見的沉浸式VR系統有:基於頭盔式顯示器的VR系統、投影式VR系統、遙在系統。

基於頭盔式顯示器採用頭盔式顯示器或投影式VR系統是或投影式顯示系統來實現完全投入。 它把現實世界與之隔離, 使參與者從聽覺到視覺都能投入到虛擬環境中去。

遙在系統是一種遠端控制形式, 常用於VR系統與機器人技術相結合的系統。

(3)增強式VR系統

增強式VR系統簡稱增強現實(AR),它既允許用戶看到真實世界,同時也能看到疊加在真實世界上的虛擬物件,它是把真實環境和虛擬環境結合起來的一種系統,既可減少構成複雜場景的開銷(因為部分虛擬環境由真實環境構成),又可對實際物體進行操作(因為部分物體是真實環境)。

增強式VR系統有以下3個特點:

①真實世界和虛擬世界融為一體。

②具有即時人機交互功能。

③真實世界和虛擬世界是在三維空間中整合的。

(3)增強式VR系統

增強式VR系統簡稱增強現實(AR),它既允許用戶看到真實世界,同時也能看到疊加在真實世界上的虛擬物件,它是把真實環境和虛擬環境結合起來的一種系統,既可減少構成複雜場景的開銷(因為部分虛擬環境由真實環境構成),又可對實際物體進行操作(因為部分物體是真實環境)。

增強式VR系統有以下3個特點:

①真實世界和虛擬世界融為一體。

②具有即時人機交互功能。

③真實世界和虛擬世界是在三維空間中整合的。

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