Аппаратура виртуальной реальности

1. Аппаратура виртуальной реальности

2. Содержание

Виртуальная реальность
Принцип работы
Шлемы виртуальной реальности
Стереомониторы
Перспективы развития
2

3. Как сделать мир виртуальным

3D - изображение
Бинокулярное зрение
Оценка удаленности, перекрытия объектов
Учет законов оптики: прозрачность, тени, освещенность
Проекция на плоскость
Два изображения – по одному на каждый глаз
Передача изображения для каждого глаза раздельно
Управление виртуальным миром
Система слежения
Устройства распознавания голоса
Биодатчики
3

4. Сферы применения

Обучение
Виртуальные экскурсии
Развлечения
Тренажеры
Виртуальные хирургические операции
3D-кино
Игры
Дизайн
Изучение поведения в задаваемых ситуациях
4

5. Шлем виртуальной реальности

Устройство
Аудио – наушники
Видео – два встроенных
монитора
Трекинг – отслеживание
положения и перемещения
Принцип работы
Подключение к хранилищу
информации и
воспроизведение
изображения
Трекинг для динамической
смены изображения
5

6.

6

7. Типы шлемов виртуальной реальности

Первые шлемы на лучевых трубках
Разрешение: 640 х 480
Громоздкие и неудобные
Дорогие
Шлемы с
мониторами
Разрешение
жидкокристаллическими
Раньше – 320 х 240
Сейчас – 640 х 480
Компактные
Намного дешевле
7

8. Новейшие технологии в шлемах виртуальной реальности

Шлемы с OLED – технологией
OLED-матрицы из органических
диодов
Разрешение: 800 х 600
Очень легкие
Низкое потребление энергии
Шлемы с технологией
дополненной реальности
Виртуальная картинка в реальном
мире
Технология недавно начала
активно разрабатываться
8

9. Дополненная реальность

Между реальностью и виртуальным миром – дополненная
реальность и дополненная виртуальная реальность
Дополненная реальность – объекты виртуального мира
добавляются в мир реально существующий
Дополненная виртуальная реальность – объекты реального
мира добавляются в виртуальный
9

10. Дополненная реальность (Augmented reality)

Комбинация реального и виртуального миров
Интерактивность
Понятие введено в 1990 г. Джароном Ланьером (Jaron Lanier)
Дополненная реальность + GPS
Mobile AV
10

11. Области применения дополненной реальности

В военных целях
Вывод информации о цели
Указание дислокации противника
Указание цели
Медицина – изучение «спрятанных» объектов
Указание направления движения
Дополнение части до целого
Дизайн зданий
Развлечения
11

12. Стереомонитор

Стереомонитор – устройство, способное вывести изображение,
которое будет восприниматься, как объемное
Бинокулярное зрение – основа стереоэффекта
Три типа стереомониторов
Автостереоскопические
Волюметрические
Два ракурса объемной сцены
Набор вокселей
Голографические
Голограмма
12

13. Автостереоскопический монитор

Разбиение пространства плоскостью на две половины – по
одной на каждый глаз
Трекинг для смещения плоскости разбиения
Простейшие способы реализации
Анаглиф
Параллакс-барьер
13

14. Анаглиф

Использование светофильтров для разделения изображений
Два цветовых канала – по одному на каждый глаз
Недостатки
Неполная цветовая передача
Нарушение восприятия окружающего мира на некоторое время
14

15. Параллакс - барьер

Разделение изображений с помощью щелей
Использование линз для сохранения яркости
Недостатки
Потеря стереоэффекта при изменении точки обозрения
Сокращение разрешения
Несколько разделяющих плоскостей
15

16. Волюметрический монитор

Физически разнесенные в объеме
дисплея вокселы
Способы реализации
Вращающийся экран
Светодиодная панель
Пакет меняющих прозрачность пластин
Светодиоды с подведенным
оптоволокном
Недостатки
Несовместимость с технологией
привнесенной реальности
Очень большая скорость потока данных
Очень дорого
16

17. Способы реализации волюметрического монитора (1)

Вращающийся экран
Нарезка сцен
Изображение не вибрирует
Очень сложная конструкция
Система зеркал
Синхронный поворот картинки на
экране и в проекторе
Трудоемкие расчеты – небольшие
изображения
Светодиодная панель
Вращающаяся панель со
светодиодами
Приемлемая сложность расчетов
Крупное изображение
17

18. Способы реализации волюметрического монитора (2)

Пакет меняющих прозрачность
пластин
Пластины могут пропускать свет или
рассеивать
На каждом экране – срез изображения
Нужно сглаживать изображение
Светодиоды с подведенным
оптоволокном
Вероятный вариант в ближайшем
будущем
Матрица светодиодов
Очень дорого
18

19. Голографический монитор

Воспроизведение подобия голограммы
Нужно пересчитывать изображение при изменении отклонения
луча
Голограмма объекта – совокупность голографических образов
его вокселей
Требуется очень большой поток данных
Пока получены только маленькие монохроматические
голограммы
19

20. Перспективы развития

OLED-матрицы
Дополненная виртуальная реальность
Собственные источники света
Изображение четче и реалистичнее
Физические вокселы
Моделирование изменений
Решение на базе уже существующих технологий
Новые системы слежения
Биодатчики
Устройства распознавания голоса
20

21.

21