1.引言
随着科技的发展,网络世界日益与现实世界重叠。而虚拟现实交互技术将现实
彻底地、立体地虚拟化,人们将身在“太虚幻境”中,亲自感受物质生活外的虚拟时
空。
交互设计发展史上的每一个重要里程碑, 都源自技术和人性的碰撞。从最初的
纸带打孔, 发展到键盘输入、鼠标输入, 再到现在的触摸操作, 语音识别, 以及已经到
来的 3D 手势、眼动识别。未来还会实现脑机接口, 意念控制等。每一次的技术革
新及产品升级, 都会带来重大的人机交互方式变化。从其发展来看, 最核心的是要符
合人体的自然动作, 让人们以最舒适的方式获取信息。
2.虚拟现实交互简介
虚拟现实交互技术是一门新兴的综合信息技术,融合了数字图像处理、多媒体
技术、计算机图形学、传感器技术等多方面信息技术。它通过计算机图形学构成三
维数字模型,产生逼真的虚拟环境,在视觉上给用户一种立体的虚拟环境。与通常
的 CAD( 计算机辅助设计 ) 系统所产生的三维模型不同,它不是一个静态的世界,
而是一个互动的环境。
虚拟现实交互技术主要有以下四个特征:第一,强烈的临场感。用户在模拟环
境中,能够感到虚拟世界是真实存在的。第二,友好的交互性。交互性是指用户对
模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度。例如,用户 用手直
接抓取环境中的物体时,手里会有握着东西的感觉,并可以感觉到物体的重量,视
场中的物体也随着手的移动而移动。第三,多感知性。除了具有一般计算机的视觉
感知外,还具备听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知 , 甚至包括味觉感知、
嗅觉感知等。第四,虚拟现实世界的自主性。也就是说虚拟环境中的物体会依据物
理定律进行动作。
虚拟现实交互需要一定的技术基础。具体讲,虚拟现实交互技术就是使用以计
算机技术为核心的现代高科技,生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟
环境,用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互
影响,从而产生与亲临等同真实环境的感受和体验。那么,这种虚拟的真实世界是
如何形成的呢?首先,需要生成虚拟实体,虚拟实体主要是针对用户的生理感觉而
言;其次,用户通过人生理的自然技能同这个环境进行交互;最后,利用传感器完
成人和虚拟环境的交互。
从系统上看,虚拟现实交互系统包括检测模块、反馈模块、传感器模块、控制
模块以及建模模块等。在该系统中,主要采用了动态环境建模技术、实时三维图形
生成技术、立体显示和传感器技术及系统集成技术。
动态环境建模技术。使用动态环境建模技术可以获取实际环境的三维数据,并
利用获得的三维数据建立相应的虚拟环境模型。采用 CAD 技术或非接触式的视觉
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