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vr虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的原理介紹
VR虛擬現(xiàn)實(shí)經(jīng)過幾年的預(yù)熱，已經(jīng)開始呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。你知道vr虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一些原理嗎?下面是百分網(wǎng)小編為你精心推薦的vr虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)原理，希望對您有所幫助。
vr虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)原理
顯示原理：
人看周圍的世界時，由于兩只眼睛的位置不同，得到的圖像略有不同，這些圖像在腦子里融合起來，就形成了一個關(guān)于周圍世界的整體景象，這個景象中包括了距離遠(yuǎn)近的信息。當(dāng)然，距離信息也可以通過其他方法獲得，例如眼睛焦距的遠(yuǎn)近、物體大小的比較等。
在VR系統(tǒng)中，雙目立體視覺起了很大作用。用戶的兩只眼睛看到的不同圖像是分別產(chǎn)生的，顯示在不同的顯示器上。有的系統(tǒng)采用單個顯示器，但用戶帶上特殊的眼鏡后，一只眼睛只能看到奇數(shù)幀圖像，另一只眼睛只能看到偶數(shù)幀圖像，奇、偶幀之間的不同也就是視差就產(chǎn)生了立體感。
用戶(頭、眼)的跟蹤：在人造環(huán)境中，每個物體相對于系統(tǒng)的坐標(biāo)系都有一個位置與姿態(tài)，而用戶也是如此。用戶看到的景象是由用戶的位置和頭(眼)的方向來確定的。
跟蹤頭部運(yùn)動的虛擬現(xiàn)實(shí)頭套：在傳統(tǒng)的計算機(jī)圖形技術(shù)中，視場的改變是通過鼠標(biāo)或鍵盤來實(shí)現(xiàn)的，用戶的視覺系統(tǒng)和運(yùn)動感知系統(tǒng)是分離的，而利用頭部跟蹤來改變圖像的視角，用戶的視覺系統(tǒng)和運(yùn)動感知系統(tǒng)之間就可以聯(lián)系起來，感覺更逼真。另一個優(yōu)點(diǎn)是，用戶不僅可以通過雙目立體視覺去認(rèn)識環(huán)境，而且可以通過頭部的運(yùn)動去觀察環(huán)境。
聲音：
人能夠很好地判定聲源的方向。在水平方向上，我們靠聲音的相位差及強(qiáng)度的差別來確定聲音的方向，因?yàn)槁曇舻竭_(dá)兩只耳朵的時間或距離有所不同。常見的立體聲效果就是靠左右耳聽到在不同位置錄制的不同聲音來實(shí)現(xiàn)的，所以會有一種方向感�，F(xiàn)實(shí)生活里，當(dāng)頭部轉(zhuǎn)動時，聽到的聲音的方向就會改變。但目前在VR系統(tǒng)中，聲音的方向與用戶頭部的運(yùn)動無關(guān)。
感覺反饋：
在一個VR系統(tǒng)中，用戶可以看到一個虛擬的杯子。你可以設(shè)法去抓住它，但是你的手沒有真正接觸杯子的感覺，并有可能穿過虛擬杯子的“表面”，而這在現(xiàn)實(shí)生活中是不可能的。解決這一問題的常用裝置是在手套內(nèi)層安裝一些可以振動的觸點(diǎn)來模擬觸覺。
語音：
在VR系統(tǒng)中，語音的輸入輸出也很重要。這就要求虛擬環(huán)境能聽懂人的語言，并能與人實(shí)時交互。而讓計算機(jī)識別人的語音是相當(dāng)困難的，因?yàn)檎Z音信號和自然語言信號有其“多邊性”和復(fù)雜性。
使用人的自然語言作為計算機(jī)輸入目前有兩個問題，首先是效率問題，為便于計算機(jī)理解，輸入的語音可能會相當(dāng)啰嗦。其次是正確性問題，計算機(jī)理解語音的方法是對比匹配，而沒有人的智能。
VR顯透鏡的工作原理
如果眼睛注視著遠(yuǎn)方，那注視點(diǎn)是無限遠(yuǎn)的。也就意味著光線是平行的，晶狀體處于休息狀態(tài)。
如果物體像這只小蒼蠅靠近你的眼睛，你要一直看著它，那晶狀體就會彎曲，光線平行狀態(tài)就會打破。想要一直看著這只蒼蠅的話，所有從蒼蠅身上發(fā)出的單一的光，都需要聚焦在眼睛的一點(diǎn)上。
如果蒼蠅靠近太近的話，晶狀體彈性不夠，無法彎曲，眼睛就失去了焦點(diǎn)。
這就是為什么頭顯需要特制的透鏡，以便能修正晶狀體的光源的角度，重新被人眼讀取。
因?yàn)楣馐菑牟煌嵌壬涞骄铙w上的，所以會感覺眼睛與事物的距離較遠(yuǎn)，而事實(shí)上距離并沒有那么遠(yuǎn)。
為了頭顯透鏡能更薄更輕，部分頭顯使用了菲涅爾透鏡。這款透鏡與普通透鏡的曲率一致，但其一面刻錄了大小不一的螺紋。
但使用菲涅爾透鏡意味著你需要做出一定的犧牲。你可以制作出多螺紋透鏡，從而能看到更清晰的圖像。但是光線無法聚焦在一點(diǎn)上，曲率也總是不正確的。
另外，你也可以使用螺紋較少的菲涅爾透鏡，有助于光束集中和提高對比度，但圖像的清晰度就會受損。
這就是虛擬現(xiàn)實(shí)頭顯透鏡的基本工作原理。
VR技術(shù)應(yīng)用范圍
游戲產(chǎn)業(yè)
目前VR技術(shù)應(yīng)用比較廣泛的就是游戲行業(yè)，通過VR技術(shù)，很好加強(qiáng)了游戲的體驗(yàn)，從而帶動游戲產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。
影視娛樂
影視方面也是VR技術(shù)應(yīng)用比較突出的一塊，通過佩帶VR技術(shù)，可以使得觀眾有身臨其境的感覺，更能渲染作品的豐富度。
教學(xué)應(yīng)用
在教學(xué)時，通常會有一些非常抽象的現(xiàn)象難以解釋，這時可以使用VR技術(shù)建立虛擬的實(shí)驗(yàn)室，用于解釋某些抽象的概念。
城市規(guī)劃
通過數(shù)據(jù)資料，可以很好地進(jìn)行大型復(fù)雜工程項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計，能很好地規(guī)避設(shè)計風(fēng)險和設(shè)計錯誤。
裝飾設(shè)計
VR技術(shù)不但可以當(dāng)媒體使用，而且還可以當(dāng)設(shè)計工具使用。在裝修房屋通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以提高了設(shè)計質(zhì)量與效率。而且還方便設(shè)計者的時間和資源。
旅游行業(yè)
通過VR技術(shù)，你可以足不出戶的體驗(yàn)各地風(fēng)景。輕松實(shí)現(xiàn)窮游世界的夢想。
醫(yī)學(xué)領(lǐng)域
建立虛擬的人體模型，借助外設(shè)感應(yīng)設(shè)備，可以進(jìn)行模擬的手術(shù)，使醫(yī)生能進(jìn)行重復(fù)模擬手術(shù)，加大手術(shù)的成功率，并提高醫(yī)生對手術(shù)的熟練度。
拓展：
基本特征：
多感知性
指除一般計算機(jī)所具有的視覺感知外，還有聽覺感知、觸覺感知、運(yùn)動感知，甚至還包括味覺、嗅覺、感知等。理想的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)該具有一切人所具有的感知功能。
存在感
指用戶感到作為主角存在丁模擬環(huán)境中的真實(shí)程度。理想的模擬環(huán)境應(yīng)該達(dá)到使用戶難辨真假的程度。
交互性
指用戶對模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度。
自主性
指虛擬環(huán)境中的物體依據(jù)現(xiàn)實(shí)世界物理運(yùn)動定律動作的程度。
技術(shù)特點(diǎn)：
VR藝術(shù)是伴隨著“虛擬現(xiàn)實(shí)時代”的來臨應(yīng)運(yùn)而生的一種新興而獨(dú)立的藝術(shù)門類，在《虛擬現(xiàn)實(shí)藝術(shù)：形而上的終極再創(chuàng)造》一文中，關(guān)于VR藝術(shù)有如下的定義：“以虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)等人工智能技術(shù)作為媒介手段加以運(yùn)用的藝術(shù)形式，我們稱之為虛擬現(xiàn)實(shí)藝術(shù)，簡稱VR藝術(shù)。該藝術(shù)形式的主要特點(diǎn)是超文本性和交互性�！�
“作為現(xiàn)代科技前沿的綜合體現(xiàn)，VR藝術(shù)是通過人機(jī)界面對復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化操作與交互的一種新的藝術(shù)語言形式，它吸引藝術(shù)家的重要之處，在于藝術(shù)思維與科技工具的密切交融和二者深層滲透所產(chǎn)生的全新的認(rèn)知體驗(yàn)。與傳統(tǒng)視窗操作下的新媒體藝術(shù)相比，交互性和擴(kuò)展的人機(jī)對話，是VR藝術(shù)呈現(xiàn)其獨(dú)特優(yōu)勢的關(guān)鍵所在。從整體意義上說，VR藝術(shù)是以新型人機(jī)對話為基礎(chǔ)的交互性的藝術(shù)形式，其最大優(yōu)勢在于建構(gòu)作品與參與者的對話，通過對話揭示意義生成的過程。
藝術(shù)家通過對VR、AR等技術(shù)的應(yīng)用，可以采用更為自然的人機(jī)交互手段控制作品的形式，塑造出更具沉浸感的藝術(shù)環(huán)境和現(xiàn)實(shí)情況下不能實(shí)現(xiàn)的夢想，并賦予創(chuàng)造的過程以新的含義。如具有VR性質(zhì)的交互裝置系統(tǒng)可以設(shè)置觀眾穿越多重感官的交互通道以及穿越裝置的過程，藝術(shù)家可以借助軟件和硬件的順暢配合來促進(jìn)參與者與作品之間的溝通與反饋，創(chuàng)造良好的參與性和可操控性;也可以通過視頻界面進(jìn)行動作捕捉，儲存訪問者的行為片段，以保持參與者的意識增強(qiáng)性為基礎(chǔ)，同步放映增強(qiáng)效果和重新塑造、處理過的影像;通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、混合現(xiàn)實(shí)等形式，將數(shù)字世界和真實(shí)世界結(jié)合在一起，觀眾可以通過自身動作控制投影的文本，如數(shù)據(jù)手套可以提供力的反饋，可移動的場景、360度旋轉(zhuǎn)的球體空間不僅增強(qiáng)了作品的沉浸感，而且可以使觀眾進(jìn)入作品的內(nèi)部，操縱它、觀察它的過程，甚至賦予觀眾參與再創(chuàng)造的機(jī)會。”
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