虚拟现实

展项说明

虚拟现实技术(VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外,还有听觉、触觉、力觉、运动等感知,甚至还包括嗅觉和味觉等,也称为多感知。自然技能是指人的头部、眼睛转动或做手势或其他人体行为动作,由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据,并对用户的输人做出实时响应,分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。


技术原理

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虚拟现实是多种技术的综合,包括实时三维计算机图形技术、广角(宽视野)立体显示技术和对观察者头、眼和手的跟踪技术,以及触觉及力觉反馈、立体声、网络传输、语音输人输出技术等。下面对这些技术分别加以说明。

1.实时三维计算机图形技术

相比较而言.利用计算机模型产生图形图像并不是太难的事情。如果有足够准确的模型,又有足够的时间我们就可以生成不同光照条件下各种物体的精确图像但是这里的关键是“实时“。例如在飞行模拟系统中.图像的刷新相当重要同时对图像质量的要求也很高再加上非常复杂的虚拟环境,问题就变得相当困难。

2.显示

人看周围的世界时,由于两只眼晴的位置不同,得到的图像略有不同,这些图像在脑子里融合起来,就形成了一个关于周围世界的整体景象,这个景象中包括了距离远近的信息。当然,距离信息也可以通过其他方法获得,例如眼睛焦距的远近、物体大小的比较等。

VR系统中,双目立体视觉起了很大作用。用户的两只眼睛看到的不同图像是分别产生的,显示在不同的显示器上。有的系统采用单个显示器,但用户带上特殊的眼镜后,-只眼晴只能看到奇数帧图像,另一只眼晴只能看到偶数帧图像,奇、偶帧之间的不同也就使视差产生了立体感。

3.声音

人能够很好地判定声源的方向。在水平方向上,我们靠声音的相位差及强度的差别来确定声音的方向,因为声音到达两只耳朵的时间或距离有所不同。常见的立体声效果就是靠左右耳听到在不同位置录制的不同声音来实现的,所以会有一种方向感。现实生活里,当头部转动时听到的声音的方向就会改变,但目前在VR系统中,声音的方向与用户头部的运动无关。

4.感觉反馈

VR系统中,用户可以看到一个虚拟的杯子并可以设法去抓住它,但是用户的手没有真正接触杯子的感觉并有可能穿过虚拟杯子的“表面”,而这在现实生活中是不可能的。解决这一问题的常用装置是在手套内层安装一些可以振动的触点来模拟触觉。

5.语音

VR系统中,语音的输人输出也很重要。这就要求虚拟环境能听懂人的语言,并能与人实时交互。而让计算机识别人的语音是相当困难的,因为语音信号和自然语言信号有其“多边性”和复杂性。例如,连续语音中,词与词之间没有明显的停顿,同一词、同一字的发音受前后词、字的影响,不仅不同人说同一词会有所不同,就是同一人发音也会受到心理、生理和环境的影响而有所不同。目前,使用人的自然语言作为计算机输人有两个问题:首先是效率问题,为便于计算机理解、输入的语音可能会相当哆嗦;其次是正确性问题,计算机理解语音的方法是对比四配,而没有人的智能。

展示特点

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VR技术是伴随着“虚拟现实时代”的来临应运而生的一种新兴面独立的艺术门类。作为现代科技前沿的综合体现.VR技术是通过人机界面对复杂数据进行可视化操作与交互的一种新的艺 术语言形式。它吸引艺术家的重要之处,在于艺术思维与科技工具的密切交融和二者深层渗透所产生的全新的认知体验。与传统视窗操作下的新媒体艺术相比,交互性和扩展的人机对话.是VR技术呈现其独特优势的关键所在。从整体意义上说,VR技术是以新型人机对话为基础的交互性的艺术形式.其最大优势在于建构作品与参与者的对话,通过对话揭示意义生成的过程。艺术家通过对VR、AR等技术的应用,可以采用更为自然的人机交互手段控制作品的形式、塑造出更具沉浸感的艺术环境和现实情况下不能实现的梦想,并赋子创造的过程以新的含义。如具有VR性质的交互装置系统可以设置观众穿越多重感官的交互通道以及穿越装置的过程、艺术家可以借助软件和硬件的顺畅配合来促进参与者与作品之间的沟通与反馈、创造良好的参与性和可操控性,也可以通过视频界面进行动作捕捉,储存访问者的行为片段,以保持参与者的意识增强性为基础,同步放映增强效果和重新塑造、处理过的影像。

通过增强现实、混合现实等形式,将数字世界和真实世界结合在一。起,使得观众可以通过自身动作控制投影的文本,如数据手套可以提供力的反馈、可移动的场景360度旋转的球体空间,不仅增强了作品的沉浸感,而且可以使观众进人作品的内部,操纵它、观察它的过程,甚至赋予观众参与再创造的机会