文档介绍：虚拟现实技术虚拟现实技术申蔚申蔚曾文琪曾文琪清华大学出版社 2-2第第2 2章章虚拟现实技术概论虚拟现实技术概论 跟踪定位设备 立体显示设备 手部数据交互设备 虚拟声音输出设备 其他交互设备 虚拟现实硬件系统的集成 2-3 跟踪定位设备跟踪定位设备典型的工作方式是:由固定发射器发射出信典型的工作方式是:由固定发射器发射出信号,该信号将被附在用户头部或身上的机动传感号,该信号将被附在用户头部或身上的机动传感器截获,传感器接收到这些信号后进行解码并送器截获,传感器接收到这些信号后进行解码并送入计算部件处理,最后确定发射器与接收器之间入计算部件处理,最后确定发射器与接收器之间的相对位置及方位,数据随后传输到时间运行系的相对位置及方位,数据随后传输到时间运行系统进而传给三维图形环境处理系统。统进而传给三维图形环境处理系统。 2-4 跟踪定位设备跟踪定位设备 电磁波跟踪器 超声波跟踪器 光学跟踪器 其他类型跟踪器 跟踪传感设备的性能比较 2-5 跟踪定位设备跟踪定位设备 电磁波跟踪器电磁波跟踪器电磁波跟踪器是一种较为常见的空间跟踪电磁波跟踪器是一种较为常见的空间跟踪定位器,一般由一个控制部件,几个发射器和几定位器,一般由一个控制部件,几个发射器和几个接收器组成。个接收器组成。 2-6 跟踪定位设备跟踪定位设备 电磁波跟踪器电磁波跟踪器??优点是其敏感性不依赖于跟踪方位,基本不受视优点是其敏感性不依赖于跟踪方位,基本不受视线阻挡的限制,体积小、价格便宜,因此对于手线阻挡的限制,体积小、价格便宜,因此对于手部的跟踪大都采用此类跟踪器。部的跟踪大都采用此类跟踪器。??缺点是其延迟较长,跟踪范围小,且容易受环境缺点是其延迟较长,跟踪范围小,且容易受环境中大的金属物体或其他磁场的影响,从而导致信中大的金属物体或其他磁场的影响,从而导致信号发生畸变,跟踪精度降低。号发生畸变,跟踪精度降低。 2-7 跟踪定位设备跟踪定位设备 超声波跟踪器超声波跟踪器超声波跟踪器是声学跟踪技术最常用的一超声波跟踪器是声学跟踪技术最常用的一种,其工作原理是发射器发出高频超声波脉冲种,其工作原理是发射器发出高频超声波脉冲(频率(频率 20KHz 20KHz 以上),由接收器计算收到信号以上),由接收器计算收到信号的时间差、相位差或声压差等,即可确定跟踪对的时间差、相位差或声压差等,即可确定跟踪对象的距离和方位。象的距离和方位。 2-8 跟踪定位设备跟踪定位设备 超声波跟踪器超声波跟踪器按测量方法的不同,超声波跟踪定位技术可分为: 按测量方法的不同,超声波跟踪定位技术可分为: ??飞行时间( 飞行时间( Time Of Flight Time Of Flight , , TOF TOF )测量法)测量法同时使用多个发射器和接收器,通过测量超声波从同时使用多个发射器和接收器,通过测量超声波从发出到反射回来的飞行时间计算出准确的位置和方向。发出到反射回来的飞行时间计算出准确的位置和方向。??相位相干( 相位相干( Phase Coherent Phase Coherent , , PC PC )测量法)测量法通过比较基准信号和发射出去后发射回来的信号之间通过比较基准信号和发射出去后发射回来的信号之间的相位差来确定距离。的相位差来确定距离。 2-9 跟踪定位设备跟踪定位设备 光学跟踪器光学跟踪器光学跟踪器可以使用多种感光设备,从普光学跟踪器可以使用多种感光设备,从普通摄像机到光敏二极管都有。光源也是多种多样通摄像机到光敏二极管都有。光源也是多种多样的,如自然光、激光或红外线等,但为避免干扰的,如自然光、激光或红外线等,但为避免干扰用户的观察视线,目前多采用红外线方式。用户的观察视线,目前多采用红外线方式。 2- 10 跟踪定位设备跟踪定位设备 光学跟踪器光学跟踪器光学跟踪器使用的主要三种技术: 光学跟踪器使用的主要三种技术: ??标志系统标志系统通常是利用传感器(如照相机或摄像机)监测发射器通常是利用传感器(如照相机或摄像机)监测发射器(如红外线发光二极管)的位置进行追踪。(如红外线发光二极管)的位置进行追踪。??模式识别系统模式识别系统把发光器件按某一阵列排列,并将其固定在被跟踪对把发光器件按某一阵列排列,并将其固定在被跟踪对象身上,由摄像机记录运动阵列模式的变化,通过与已象身上,由摄