沉浸虛擬世界：三維虛擬聲音的實(shí)現(xiàn)自然交互與傳感技術(shù)

1、沉浸虛擬世界：三維虛擬聲音的實(shí)現(xiàn)，自然交互與傳感技術(shù)戴上一副眼鏡，銜接電腦或手機(jī)，你就能進(jìn)入一個(gè)全新的虛擬世界，這種類(lèi)似科幻電影黑客帝國(guó)里的場(chǎng)景正在我們身邊發(fā)生，而讓這一切實(shí)現(xiàn)的技術(shù)就是最近火得不可的“虛擬現(xiàn)實(shí)”。虛擬現(xiàn)實(shí)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境，是一種多源信息融合的、交互式的三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真用法戶(hù)沉醉到該環(huán)境中。三維虛擬聲音的實(shí)現(xiàn)技術(shù)聽(tīng)覺(jué)信息是人類(lèi)僅次于視覺(jué)信息的其次傳感通道，是增加人在虛擬現(xiàn)實(shí)中的浸沒(méi)感和交互性的重要途徑。它作為多通道感知虛擬環(huán)境中的一個(gè)重要組成部分，一方面負(fù)責(zé)用戶(hù)與虛擬環(huán)境的語(yǔ)音輸入，另一方面生成虛擬世界中的三

2、維虛擬聲音。據(jù)羿戓設(shè)計(jì)所了解，聲音定位技術(shù)是三維虛擬聲音系統(tǒng)的核心，主要體現(xiàn)出三個(gè)特點(diǎn)：1、全向三維定位特性，可以在三維虛擬的空間中把實(shí)際的聲音信號(hào)定位到特定的一個(gè)虛擬專(zhuān)用源，用法戶(hù)精確推斷聲音的精確位置。在現(xiàn)實(shí)生活中，我們都是先聽(tīng)到聲音采納眼睛去看這個(gè)地方，但是三維聲音系統(tǒng)可以用法戶(hù)由眼睛凝視的方向和位置來(lái)監(jiān)測(cè)識(shí)別各種信息源，這對(duì)于有視覺(jué)干擾的虛擬環(huán)境中，是尤為重要的一點(diǎn)。2、三維實(shí)時(shí)跟蹤特性，可以在三維虛擬空間中實(shí)時(shí)跟蹤虛擬聲音位置變幻而變幻的能力。當(dāng)用戶(hù)頭部轉(zhuǎn)動(dòng)，在虛擬場(chǎng)景中，虛擬聲源的位置沒(méi)有任何變幻，但是它對(duì)于用戶(hù)頭部轉(zhuǎn)動(dòng)的位置發(fā)生了變幻，那么，用戶(hù)聽(tīng)覺(jué)感觸方面來(lái)說(shuō)也是不一樣的，三維

3、虛擬聲音系統(tǒng)具備這樣實(shí)時(shí)變幻的能力，可以解決看到的和聽(tīng)到的聲音相沖突的問(wèn)題，讓視覺(jué)越發(fā)具有沉醉氛圍。3、沉醉感與交互感，使得在加入三維虛擬聲音后能用法戶(hù)產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)，有助于增加臨場(chǎng)效果且可以隨用戶(hù)的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的臨場(chǎng)反應(yīng)和實(shí)時(shí)響應(yīng)能力。自然交互與傳感技術(shù)把語(yǔ)音和虛擬現(xiàn)實(shí)交互在一起，就可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)自然的交互。對(duì)vr興趣者來(lái)說(shuō)，位置跟蹤和手勢(shì)跟蹤意味著具備在虛擬世界中提供沉醉式的臨場(chǎng)感和徒手轉(zhuǎn)變虛擬世界的能力。我們可以通過(guò)各種類(lèi)型的把現(xiàn)實(shí)中的人與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)創(chuàng)建的虛擬環(huán)境銜接起來(lái)，讓你的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等各種感知抵達(dá)了一個(gè)我們從未到過(guò)的奇特世界。1、眼球追蹤實(shí)現(xiàn)交互，大多數(shù)人認(rèn)為眼球追蹤技術(shù)是解決虛擬

4、現(xiàn)實(shí)頭顯設(shè)備眩暈病問(wèn)題的突破之處，被稱(chēng)之為為“vr的心臟”。 因?yàn)檠矍蜃粉櫦夹g(shù)可以獲知人眼的真切凝視點(diǎn)，從而得到虛擬物體上視點(diǎn)位置的景深。因此它對(duì)于人眼位置的檢測(cè)，能夠?yàn)楫?dāng)前所處視角提供最佳的3d效果，使vr頭顯展現(xiàn)出的圖像更自然，延遲更小。2、動(dòng)作捕獲實(shí)現(xiàn)交互，可以讓用戶(hù)獲得徹低的沉醉感，真正“進(jìn)入”虛擬世界。目前市面上針對(duì)vr的動(dòng)捕系統(tǒng)還不是無(wú)數(shù)?，F(xiàn)有的一些也只能在特定的場(chǎng)景中用法，并且還要花費(fèi)比較長(zhǎng)的校準(zhǔn)和穿戴時(shí)光才干用法。但全身動(dòng)捕在無(wú)數(shù)場(chǎng)合并不是必需的，而它交互設(shè)計(jì)的一大痛點(diǎn)是沒(méi)有反饋，因此用戶(hù)很難感覺(jué)到自己的操作是否有效。3、肌電模擬實(shí)現(xiàn)交互，由于神經(jīng)通道是一個(gè)精巧而復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，從

5、外部皮膚刺激是不太可能的，所以利用肌肉電刺激來(lái)模擬真切感覺(jué)需要還有一定的難度。目前的生物技術(shù)水平無(wú)法利 用肌肉電刺激來(lái)高度模擬實(shí)際感覺(jué)。用肌電模擬實(shí)現(xiàn)交互。通過(guò)震驚馬達(dá)，產(chǎn)生震驚感，這個(gè)在普通的嬉戲手柄中可以體驗(yàn)到，以及肌肉電刺激系統(tǒng)，通過(guò)刺激肌肉收縮運(yùn)動(dòng)。兩者的結(jié)合能夠給人們帶來(lái)一種錯(cuò)覺(jué)，在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候產(chǎn)生類(lèi)似真正場(chǎng)景帶來(lái)的“沖擊感”。4、觸覺(jué)反饋實(shí)現(xiàn)交互，主要是按鈕和震驚反饋，大多通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)手柄實(shí)現(xiàn)，這樣高度特化簡(jiǎn)化的交互設(shè)備的優(yōu)勢(shì)明顯是能夠十分自如地在諸如嬉戲等應(yīng)用中用法，但是它無(wú)法適應(yīng)越發(fā)廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。5、語(yǔ)音實(shí)現(xiàn)交互，用戶(hù)在體驗(yàn)時(shí)主要是環(huán)顧四面，不斷發(fā)覺(jué)和探究。圖形指示可能會(huì)對(duì)沉醉

6、感產(chǎn)生影響，這時(shí)假如用戶(hù)和vr世界舉行語(yǔ)音交互，會(huì)越發(fā)自然，而且它是無(wú)處不在無(wú)時(shí)不有的，用戶(hù)不需要移動(dòng)頭部和尋覓它們，在任何方位任何角落都能和他們溝通。6、方向追蹤實(shí)現(xiàn)交互，可用來(lái)控制用戶(hù)在vr中的前進(jìn)方向，但無(wú)數(shù)時(shí)候都會(huì)受空間的限制，追蹤調(diào)節(jié)方向也可能會(huì)有轉(zhuǎn)不過(guò)去的狀況。交互設(shè)計(jì)師給出了解決計(jì)劃，按下鼠標(biāo)右鍵則可以讓方向回到原始的正視方向或者叫做重置當(dāng)前注視的方向，或者可以通過(guò)搖桿調(diào)節(jié)方向，或按下按鈕回到初始位置。但是這也有可能會(huì)用法很累，減弱了舒服性。7、真切場(chǎng)地實(shí)現(xiàn)交互，把虛擬世界構(gòu)建在物理世界之上，讓用法者能夠感覺(jué)到周?chē)奈矬w并用法真切的道具，比如手提燈、劍、槍等，中國(guó)媒體稱(chēng)之為“地表

7、最強(qiáng)消遣設(shè)施”。這種的缺點(diǎn)是規(guī)模及投入較大，且只能適用于特定的虛擬場(chǎng)景，在場(chǎng)景應(yīng)用的廣泛性上受限。8、手勢(shì)跟蹤實(shí)現(xiàn)交互，有兩種方式，一種是光學(xué)跟蹤，其次種是數(shù)據(jù)手套。光學(xué)跟蹤的優(yōu)勢(shì)在于用法門(mén)檻低，場(chǎng)景靈便，用戶(hù)不需要在手上穿脫設(shè)備，并且將來(lái)在一體化移動(dòng)vr頭顯上挺直集成光學(xué)手部跟蹤用作移動(dòng)場(chǎng)景的交互方式是一件很可行的事情。但因?yàn)橐晥?chǎng)受局限，需要用戶(hù)付出腦力和體力才干實(shí)現(xiàn)的交互是不會(huì)勝利的，用法手勢(shì)跟蹤會(huì)比較累而且不直觀，沒(méi)有反饋。數(shù)據(jù)手套的優(yōu)勢(shì)在于沒(méi)有視場(chǎng)限制，而且徹低可以在設(shè)備上集成反饋機(jī)制。但是用戶(hù)需要穿脫設(shè)備，而且作為一個(gè)外設(shè)其用法場(chǎng)景還是受局限。9、傳感器實(shí)現(xiàn)交互，能夠協(xié)助人們與多維的vr信息環(huán)境舉行自然地交互。比如，人們進(jìn)入虛擬世界是想在虛擬世界中處處走走看看，但目前這些大多數(shù)是設(shè)備上的各種傳感器產(chǎn)生的，比如智能感應(yīng)環(huán)、光敏傳感器、視覺(jué)傳感器等，能夠通過(guò)脈沖電流讓皮膚產(chǎn)生相應(yīng)的感覺(jué)，或是把嬉戲中觸覺(jué)、嗅覺(jué)等各種感知傳送到大