移動(dòng)式頭盔沉浸系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種移動(dòng)式頭盔沉浸系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality，簡(jiǎn)稱VR，又叫靈境、幻真)是近年來(lái)出現(xiàn)的高新技術(shù)，也稱靈境技術(shù)或人工環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)是利用電腦模擬產(chǎn)生一個(gè)三維空間的虛擬世界，提供使用者關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般，可以及時(shí)、沒有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)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)的集合是一門富有挑戰(zhàn)性的交叉技術(shù)前沿學(xué)科和研宄領(lǐng)域。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)豐要包括模擬環(huán)境、感知、自然技能和傳感設(shè)各等方面。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)所生成的視覺感知外，還有聽覺、觸覺、力覺、運(yùn)動(dòng)等感知，甚至還包括嗅覺和味覺等，也稱為多感知。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)用戶的輸入做出實(shí)時(shí)響應(yīng)，并分別反饋到用戶的五官。目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)廣泛的應(yīng)用于軍事、航天、醫(yī)療、建筑、教育、工程、影視、娛樂(lè)等領(lǐng)域。
[0003]增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality，簡(jiǎn)稱AR)，是一種實(shí)時(shí)地計(jì)算攝影機(jī)影像的位置及角度并加上相應(yīng)圖像的技術(shù)，這種技術(shù)的目標(biāo)是在屏幕上把虛擬世界套在現(xiàn)實(shí)世界并進(jìn)行互動(dòng)。它是一種將真實(shí)世界信息和虛擬世界信息“無(wú)縫”集成的新技術(shù)，是把原本在現(xiàn)實(shí)世界的一定時(shí)間空間范圍內(nèi)很難體驗(yàn)到的實(shí)體信息(視覺信息，聲音，味道，觸覺等)，通過(guò)電腦等科學(xué)技術(shù)，模擬仿真后再疊加，將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，被人類感官所感知，從而達(dá)到超越現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)。真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時(shí)地疊加到了同一個(gè)畫面或空間同時(shí)存在。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，不僅展現(xiàn)了真實(shí)世界的信息，而且將虛擬的信息同時(shí)顯示出來(lái)，兩種信息相互補(bǔ)充、疊加。在視覺化的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中，用戶利用頭盔顯示器，把真實(shí)世界與電腦圖形多重合成在一起，便可以看到真實(shí)的世界圍繞著它。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)包含了多媒體、三維建模、實(shí)時(shí)視頻顯示及控制、多傳感器溶合、實(shí)時(shí)跟蹤及注冊(cè)、場(chǎng)景融合等新技術(shù)與新手段。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)提供了在一般情況下，不同于人類可以感知的信息。AR系統(tǒng)具有三個(gè)突出的特點(diǎn):①真實(shí)世界和虛擬世界的信息集成；②具有實(shí)時(shí)交互性；③是在三維尺度空間中增添定位虛擬物體。AR技術(shù)可廣泛應(yīng)用到軍事、醫(yī)療、建筑、教育、工程、影視、娛樂(lè)等領(lǐng)域。
[0004]目前應(yīng)用比較廣泛的為CAVE沉浸系統(tǒng)，CAVE以VR-Platform CAVE虛擬現(xiàn)實(shí)顯示系統(tǒng)為代表。CAVE是一種基于投影的沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)顯示系統(tǒng)，其特點(diǎn)是分辨率高，沉浸感強(qiáng)，交互性好。CAVE沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)顯示系統(tǒng)的原理比較復(fù)雜，它是以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)為基礎(chǔ)，把高分辨率的立體投影顯示技術(shù)、多通道視景同步技術(shù)、音響技術(shù)、傳感器技術(shù)等完美地融合在一起，從而產(chǎn)生一個(gè)被三維立體投影畫面包圍的供多人使用的完全沉浸式的虛擬環(huán)境。但是游戲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原因，對(duì)于超近距離的沉浸體驗(yàn)不好，另外該系統(tǒng)必須要有固定的場(chǎng)地及專業(yè)的安裝調(diào)試人員，導(dǎo)致成本昂貴，部署復(fù)雜，靈活性差。因此具有一定的局限性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供了一種移動(dòng)式頭盔沉浸系統(tǒng)，通過(guò)封閉用戶的視覺、聽覺、運(yùn)動(dòng)感、甚至是觸覺、味覺等，給予玩家完全的沉浸感，另外再加上整體設(shè)備的小型化的集成，讓背負(fù)成為可能，可以不受場(chǎng)地限制，隨時(shí)都可以使用。
[0006]為達(dá)到本實(shí)用新型的目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種移動(dòng)式頭盔沉浸系統(tǒng)，其包括:佩戴在用戶頭部上并向用戶提供虛擬畫面的頭盔顯示器、佩戴在用戶耳朵上并向用戶提供聽覺的立體耳機(jī)、佩戴在用戶身體上并根據(jù)用戶的身體姿勢(shì)進(jìn)行反饋信號(hào)的身體姿勢(shì)追蹤器、設(shè)置在用戶身體上并給予用戶感官上反饋的交互設(shè)備、以及分別與頭盔顯示器、立體耳機(jī)、身體姿勢(shì)追蹤器、交互設(shè)備均相連的便攜式計(jì)算機(jī)。
[0007]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步包括如下附屬技術(shù)方案:
[0008]所述頭盔顯示器為雙目頭戴式顯示器并至少部分遮蓋用戶的眼睛，所述便攜式計(jì)算機(jī)為高性能背負(fù)式小型計(jì)算機(jī)，所述立體耳機(jī)為多聲道耳機(jī)。
[0009]所述頭盔顯示器至少包括兩個(gè)目鏡。
[0010]所述身體姿勢(shì)追蹤器包括設(shè)置在人體關(guān)節(jié)部分的多個(gè)傳感器組成。
[0011]所述交互設(shè)備為按鍵、傳感器、陀螺儀、電磁螺線管或電磁發(fā)聲線圈驅(qū)動(dòng)的機(jī)械振動(dòng)、壓電晶體、形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)的探針陣列、氣動(dòng)系統(tǒng)或以上的組合體。
[0012]所述傳感器為多軸傳感器，為三軸陀螺儀、三軸加速傳感器、三軸磁感應(yīng)傳感器、或者以上的組合。
[0013]還包括向便攜式計(jì)算機(jī)提供電力的電池。
[0014]本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)是:
[0015]本實(shí)用新型能夠?qū)⒂脩糇畲蟪潭鹊膸氲教摂M世界中，提供使用者關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般，可以及時(shí)、沒有限制地觀察、交互三維空間內(nèi)的事物。
【附圖說(shuō)明】
[0016]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:
[0017]圖1為本實(shí)用新型的正面示意圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型的背面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例:如圖1-2所示，本實(shí)用新型提供一種移動(dòng)式頭盔沉浸系統(tǒng)的具體實(shí)施例，其包括:佩戴在用戶頭部上并向用戶提供虛擬畫面的頭藍(lán)顯示器I (HMD，Head MountedDisplay)、佩戴在用戶耳朵上并向用戶提供聽覺的立體耳機(jī)2、佩戴在用戶身體上并根據(jù)用戶的身體姿勢(shì)進(jìn)行反饋信號(hào)的身體姿勢(shì)追蹤器3、設(shè)置在用戶身體上并給予用戶感官上反饋的交互設(shè)備4、分別與頭盔顯示器1、立體耳機(jī)2、身體姿勢(shì)追蹤器3、交互設(shè)備4均相連的便攜式計(jì)算機(jī)5、以及向便攜式計(jì)算機(jī)5提供電力的電池6。
[0020]頭盔顯示器I為雙目頭戴式顯示器，給用戶提供沉浸的虛擬畫面。立體耳機(jī)2為多聲道耳機(jī)，給予用戶逼真的聽覺感受，能夠區(qū)分多個(gè)方向的聲音。身體姿勢(shì)追蹤器3用來(lái)跟蹤人體全姿態(tài)或者部分姿態(tài)狀態(tài)，并帶入到系統(tǒng)里面。交互設(shè)備4為一種或者多種人機(jī)交互設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶對(duì)環(huán)境中的虛擬物體的操控或者虛擬世界的事情給予用戶感官上的反饋。便攜式計(jì)算機(jī)5為高性能的小型計(jì)算機(jī)，體積和重量足夠小，滿足用戶背負(fù)需要，提供高性能的圖形、計(jì)算、數(shù)據(jù)交換能力，模擬出三維世界。電池6為高能量、便攜式電池，為相關(guān)的設(shè)備提供持續(xù)、可移動(dòng)電力支持。由此整體實(shí)現(xiàn)用戶在虛擬世界中完全的自主操作，和現(xiàn)實(shí)世界一樣。