虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)VR如今也是演繹的風(fēng)風(fēng)火火，包括更進(jìn)一步的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR設(shè)備，都給當(dāng)下的人們提供了不同的視覺(jué)體驗(yàn)和觸覺(jué)延伸，使人們對(duì)未來(lái)科技感十足的生活充滿(mǎn)了想象。只不過(guò)相當(dāng)一部分制造商并非掌握核心技術(shù)和持續(xù)的研發(fā)能力，處于跟隨市場(chǎng)主流和熱銷(xiāo)品復(fù)制的階段。VR是仿真技術(shù)的一個(gè)重要方向，是仿真技術(shù)與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)人機(jī)接口技術(shù)多媒體技術(shù)傳感技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)的集合，是一門(mén)富有挑戰(zhàn)性的交叉技術(shù)前沿學(xué)科和研究領(lǐng)域。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)主要包括模擬環(huán)境、感知、自然技能和傳感設(shè)備等方面。模擬環(huán)境是由計(jì)算機(jī)生成的、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的三維立體逼真圖像。感知是指理想的VR應(yīng)該具有一切人所具有的感知。除計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)所生成的視覺(jué)感知外，還有聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、力覺(jué)、運(yùn)動(dòng)等感知，甚至還包括嗅覺(jué)和味覺(jué)等，也稱(chēng)為多感知。自然技能是指人的頭部轉(zhuǎn)動(dòng)，眼睛、手勢(shì)、或其他人體行為動(dòng)作，由計(jì)算機(jī)來(lái)處理與參與者的動(dòng)作相適應(yīng)的數(shù)據(jù)，并對(duì)用戶(hù)的輸入作出實(shí)時(shí)響應(yīng)，并分別反饋到用戶(hù)的五官。傳感設(shè)備是指三維交互設(shè)備。
VR關(guān)鍵技術(shù)
虛擬現(xiàn)實(shí)是多種技術(shù)的綜合，包括實(shí)時(shí)三維計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)，廣角（寬視野）立體顯示技術(shù)，對(duì)觀(guān)察者頭、眼和手的跟蹤技術(shù)，以及觸覺(jué)/力覺(jué)反饋、立體聲、網(wǎng)絡(luò)傳輸、語(yǔ)音輸入輸出技術(shù)等。下面對(duì)這些技術(shù)分別加以說(shuō)明。
(1)實(shí)時(shí)三維計(jì)算機(jī)圖形
相比較而言，利用計(jì)算機(jī)模型產(chǎn)生圖形圖像并不是太難的事情。如果有足夠準(zhǔn)確的模型，又有足夠的時(shí)間，我們就可以生成不同光照條件下各種物體的精確圖像，但是這里的關(guān)鍵是實(shí)時(shí)。例如在飛行模擬系統(tǒng)中，圖像的刷新相當(dāng)重要，同時(shí)對(duì)圖像質(zhì)量的要求也很高，再加上非常復(fù)雜的虛擬環(huán)境，問(wèn)題就變得相當(dāng)困難。
(2)顯示
人看周?chē)氖澜鐣r(shí)，由于兩只眼睛的位置不同，得到的圖像略有不同，這些圖像在腦子里融合起來(lái)，就形成了一個(gè)關(guān)于周?chē)澜绲恼w景象，這個(gè)景象中包括了距離遠(yuǎn)近的信息。當(dāng)然，距離信息也可以通過(guò)其他方法獲得，例如眼睛焦距的遠(yuǎn)近、物體大小的比較等。
在VR系統(tǒng)中，雙目立體視覺(jué)起了很大作用。用戶(hù)的兩只眼睛看到的不同圖像是分別產(chǎn)生的，顯示在不同的顯示器上。有的系統(tǒng)采用單個(gè)顯示器，但用戶(hù)帶上特殊的眼鏡后，一只眼睛只能看到奇數(shù)幀圖像，另一只眼睛只能看到偶數(shù)幀圖像，奇、偶幀之間的不同也就是視差就產(chǎn)生了立體感。
用戶(hù)（頭、眼）的跟蹤：在人造環(huán)境中，每個(gè)物體相對(duì)于系統(tǒng)的坐標(biāo)系都有一個(gè)位置與姿態(tài)，而用戶(hù)也是如此。用戶(hù)看到的景象是由用戶(hù)的位置和頭（眼）的方向來(lái)確定的。
跟蹤頭部運(yùn)動(dòng)的虛擬現(xiàn)實(shí)頭套：在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)中，視場(chǎng)的改變是通過(guò)鼠標(biāo)或鍵盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，用戶(hù)的視覺(jué)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)感知系統(tǒng)是分離的，而利用頭部跟蹤來(lái)改變圖像的視角，用戶(hù)的視覺(jué)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)感知系統(tǒng)之間就可以聯(lián)系起來(lái)，感覺(jué)更逼真。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，用戶(hù)不僅可以通過(guò)雙目立體視覺(jué)去認(rèn)識(shí)環(huán)境，而且可以通過(guò)頭部的運(yùn)動(dòng)去觀(guān)察環(huán)境。
在用戶(hù)與計(jì)算機(jī)的交互中，鍵盤(pán)和鼠標(biāo)是目前最常用的工具，但對(duì)于三維空間來(lái)說(shuō)，它們都不太適合。在三維空間中因?yàn)橛辛鶄€(gè)自由度，我們很難找出比較直觀(guān)的辦法把鼠標(biāo)的平面運(yùn)動(dòng)映射成三維空間的任意運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)在，已經(jīng)有一些設(shè)備可以提供六個(gè)自由度，如3Space數(shù)字化儀和SpaceBall空間球等。另外一些性能比較優(yōu)異的設(shè)備是數(shù)據(jù)手套和數(shù)據(jù)衣。
(3)聲音
人能夠很好地判定聲源的方向。在水平方向上，我們靠聲音的相位差及強(qiáng)度的差別來(lái)確定聲音的方向，因?yàn)槁曇舻竭_(dá)兩只耳朵的時(shí)間或距離有所不同。常見(jiàn)的立體聲效果就是靠左右耳聽(tīng)到在不同位置錄制的不同聲音來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以會(huì)有一種方向感。現(xiàn)實(shí)生活里，當(dāng)頭部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，聽(tīng)到的聲音的方向就會(huì)改變。但目前在VR系統(tǒng)中，聲音的方向與用戶(hù)頭部的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)。
(4)感覺(jué)反饋
在一個(gè)VR系統(tǒng)中，用戶(hù)可以看到一個(gè)虛擬的杯子。你可以設(shè)法去抓住它，但是你的手沒(méi)有真正接觸杯子的感覺(jué)，并有可能穿過(guò)虛擬杯子的“表面”，而這在現(xiàn)實(shí)生活中是不可能的。解決這一問(wèn)題的常用裝置是在手套內(nèi)層安裝一些可以振動(dòng)的觸點(diǎn)來(lái)模擬觸覺(jué)。
(5)語(yǔ)音
在VR系統(tǒng)中，語(yǔ)音的輸入輸出也很重要。這就要求虛擬環(huán)境能聽(tīng)懂人的語(yǔ)言，并能與人實(shí)時(shí)交互。而讓計(jì)算機(jī)識(shí)別人的語(yǔ)音是相當(dāng)困難的，因?yàn)檎Z(yǔ)音信號(hào)和自然語(yǔ)言信號(hào)有其“多邊性”和復(fù)雜性。例如，連續(xù)語(yǔ)音中詞與詞之間沒(méi)有明顯的停頓，同一詞、同一字的發(fā)音受前后詞、字的影響，不僅不同人說(shuō)同一詞會(huì)有所不同，就是同一人發(fā)音也會(huì)受到心理、生理和環(huán)境的影響而有所不同。
使用人的自然語(yǔ)言作為計(jì)算機(jī)輸入目前有兩個(gè)問(wèn)題，首先是效率問(wèn)題，為便于計(jì)算機(jī)理解，輸入的語(yǔ)音可能會(huì)相當(dāng)啰嗦。其次是正確性問(wèn)題，計(jì)算機(jī)理解語(yǔ)音的方法是對(duì)比匹配，而沒(méi)有人的智能。
VR設(shè)備防水防潮防腐蝕的必要性
顯然VR是一個(gè)關(guān)系到人體多個(gè)器官協(xié)調(diào)感受的系統(tǒng)，檢驗(yàn)越逼真就越復(fù)雜，設(shè)備牽涉到虛擬現(xiàn)實(shí)頭套、VR眼鏡、手套等多種設(shè)備和多種技術(shù)，在玩家使用過(guò)程中這些設(shè)備都密切接觸人體，而隨著游戲的深入，玩家也逐漸沉浸其中。
越是刺激緊張的游戲越容易讓使用者出現(xiàn)頭、手等部位出汗的情況，如果配帶有MAC裝置在游戲中進(jìn)行語(yǔ)音對(duì)講，講話(huà)時(shí)唾液飛沫可能會(huì)噴濺到MAC部位，一些擺放于公共場(chǎng)合經(jīng)營(yíng)用的VR設(shè)備尤其如此，因?yàn)闀?huì)有重復(fù)使用，多人共用等情況。
一場(chǎng)激烈的VR游戲近乎一個(gè)熱身運(yùn)動(dòng)，所以VR設(shè)備在設(shè)計(jì)制造時(shí)應(yīng)充分考慮到環(huán)境因素，一個(gè)高品質(zhì)的VR設(shè)備應(yīng)具備防水氣、防汗水、耐鹽霧、防潮濕、防霉變、防腐蝕、抑菌的特質(zhì)，這樣才能使VR設(shè)備的使用壽命更長(zhǎng)，品質(zhì)更好。
那么VR設(shè)備如何做到防水、防潮、耐鹽霧腐蝕呢？除了外觀(guān)和密封處理要得當(dāng)之外，重中之重是內(nèi)部電路板、電子部件的防護(hù)，因?yàn)楹顾畷?huì)在使用的過(guò)程中逐漸滲透，進(jìn)入到設(shè)備內(nèi)部，汗液和汗水水氣中的鹽分和有機(jī)物會(huì)逐漸沉積附著在線(xiàn)路板和元器件上，慢慢腐蝕電子部件，久而久之，會(huì)使電路板上的元器件形成虛焊、氧化等現(xiàn)象，因此對(duì)VR設(shè)備中電路板的防護(hù)很重要。
青山新材料電路板納米涂層很好的解決了VR等智能設(shè)備PCB防護(hù)問(wèn)題，可以使PCB板元器件表面形成一層超薄防護(hù)膜，同時(shí)散熱性能好，施工工藝簡(jiǎn)單，只需要對(duì)VR設(shè)備的PCB進(jìn)行浸泡涂覆即可。
青山新材料納米涂層屬速干型，表干時(shí)間為1分鐘，3-5分鐘全干，無(wú)異味，符合ROHS、REACH認(rèn)證，是目前VR虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備防水防潮、防鹽霧腐蝕的好選擇。
- 2017-06-09
