Засоби діалогу для систем віртуальної реальності

У системах віртуальної реальності, на відміну від звичайних додатків комп'ютерної графіки, як правило, потрібно виведення і введення тривимірної координатної інформації, як для управління положеннями об'єктів, що синтезуються, так і для визначення координат частин тіла оператора і напряму його погляду.

Space ball. Одним з перших з'явилося облаштування спейсбол (space ball), що є конструктивним об'єднанням мишки і невеликого трекбола. Мишка переміщається оператором по столу і забезпечує введення двох координат. Введення третьої координати забезпечується обертанням кульки трекбола великим пальцем руки. Для маніпулювання об'єктами в тривимірному просторі часто використовується техніка віртуальної сфери. Керований об'єкт оточується (уявною) сферою. Для переміщення сфери використовується миша, а обертання сфери і поміщеного в неї об'єкту забезпечується обертанням кульки трекбола.

Head Mounted Display. У системах віртуальної реальності використовуються облаштування виведення у вигляді монтованих на голові дисплеїв (Head Mounted Display - HMD) з бінокулярним всенаправленим монітором (Binocular Omni - Orientation Monitor - BOOM) із засобами відстежування положення голови (head tracking) і навіть відстежуванням положення ока (eye tracking). Це потрібно для створення ефекту "занурення" із стереоскопічним зображенням і оперативною зміною сцени при поворотах голови і/або очей.

Використовувані в HMD рідкокристалічні дисплеї зазвичай невисокого дозволу (до 417×277 пікселів). Порівняйте це з 1280×1024 і 1600×1200 для настільних систем або з дозволом монітором для телебачення високої чіткості (ТВВЧ) - 1920×1035 і 1920×1135. Тому ведуться інтенсивні дослідження по створенню засобів відображення для систем віртуальної реальності, що мають високе розділення при прийнятних значеннях електромагнітних наведень. Одна з таких систем, що використовують мініатюрні монохромні прецизійні електронні трубки і рідкокристалічні затвори, забезпечує дозвіл до 2000×2000. Цікаве рішення полягає у формуванні зображення лазером безпосередньо на сітківці, але ці пропозиції доки далекі від комерційної реалізації.

Відстежування положення голови забезпечується або механічними важільними системами, або комплектом інфрачервоних або електромагнітних датчиків.

Power Glove, Date Glove, Date Suit. Безпосереднє введення геометричної інформації про положення частин тіла з підтримкою тактильного і навіть силового зворотного зв'язку забезпечується рукавичками і костюмами даних.

Дешева рукавичка даних - Power Glove, використовувана для ігор, забезпечує тільки чотири рівні даних.

У більше просунутій рукавичці даних Date Glove фірми VPL (мал. 0.13.1) для визначення кутів згинання пальців використовуються оптичні волокна. Для забезпечення тактильного зворотного зв'язку використовуються пневматичні активатори.

Рис. 0.6.1: Рукавиця даних фірми VPL

Були експерименти забезпечення тактильного зворотного зв'язку за рахунок вібрації п'єзокристалів.

Точніше введення координатної інформації забезпечують системи з використанням механічного важільного экзоскелета руки (Exos Dexterous Handmaster) і датчиками кутів згинання пальців на основі ефекту Холу. Це дозволяє досягти точності 0.5. Системи з экзоскелетом дозволяють забезпечити і силовий зворотний зв'язок.

Простіший прилад, що використовує силовий зворотний зв'язок, був розроблений фірмою Digital і є руків'ям, подібним до руків'я газу в мотоциклі, яка може міняти свій опір скручуванню.

Проблема в забезпеченні тактильного і силового зворотного зв'язку полягає в тому, що користувач реагує на дії і вносить зміни швидше, ніж система зможе зреагувати. Для хорошого відчуття об'єкту система тактильного зворотного зв'язку повинна забезпечувати швидкість близько 100-300 Гц, що майже на порядок вище за звичайну швидкість перезапису візуальної інформації.

Піджак даних (Date Suit) по принципах роботи подібний до рукавички даних і відрізняється тільки кількістю датчиків.

Дата добавления: 2015-10-16