Película de vídeo interactiva
La tecnología de realidad virtual tiene una virtualidad que trasciende la realidad. El dispositivo central del sistema de realidad virtual sigue siendo la computadora. Una de sus principales funciones es generar gráficos en el campo virtual, por lo que también se le llama estación de trabajo de gráficos. Actualmente, las estaciones de trabajo más utilizadas en este campo son las estaciones de trabajo dedicadas producidas por SGI, SUN y otros fabricantes. Sin embargo, las recientes estaciones de trabajo de gráficos para microcomputadoras basadas en chips Intel Pentium III (cuarta generación) y tarjetas aceleradoras de gráficos son muy rentables y pueden surgir repentinamente. Los dispositivos de visualización de imágenes son dispositivos periféricos clave para producir efectos visuales estereoscópicos. Los productos comunes actualmente incluyen gafas con válvula de luz, proyectores 3D, pantallas montadas en cascos, etc. Entre ellos, la pantalla montada en el casco superior proporciona una escena virtual amplia y de alta resolución al tiempo que protege el mundo real, y está equipada con auriculares estéreo, que pueden brindar a las personas una fuerte sensación de inmersión. Otros periféricos se utilizan principalmente para implementar funciones interactivas con realidad virtual, incluidos guantes de datos, ratones 3D, rastreadores de movimiento, dispositivos de retroalimentación de fuerza, sistemas de síntesis y reconocimiento de voz, etc. Las perspectivas de aplicación de la tecnología de realidad virtual son muy amplias. Partió de las necesidades de los campos militar y aeroespacial, pero en los últimos años, la aplicación de la tecnología de realidad virtual ha entrado en la industria, el diseño arquitectónico, la educación y la formación, la cultura y el entretenimiento y otros campos. Está cambiando nuestras vidas. Virtualidad y realidad tienen significados contradictorios. Juntar estas dos palabras parece no tener sentido, pero el desarrollo de la tecnología les ha dado un nuevo significado. Es difícil encontrar una definición clara de realidad virtual. Según J. Laniar, el científico que propuso por primera vez el concepto de realidad virtual, la realidad virtual también se llama realidad imaginaria, que significa "un mundo artificial sintetizado por computadoras electrónicas". A partir de ahora podemos ver claramente que este campo está estrechamente relacionado con la informática y que la ciencia de la información es el requisito básico para sintetizar la realidad virtual.
Edite las características principales de este párrafo
Percepción múltiple: la llamada percepción múltiple significa que, además de la percepción visual que posee la tecnología informática general, también existen percepción auditiva. percepción y percepción de fuerza, percepción táctil, percepción de movimiento e incluso percepción del gusto y percepción del olfato. La tecnología de realidad virtual ideal debería tener capacidades sensoriales que todos tengan. Debido a las limitaciones de las tecnologías relacionadas, especialmente la tecnología de detección, las funciones de detección de la tecnología de realidad virtual se limitan a la visión, el oído, la fuerza, el tacto y el movimiento. La inmersión -también conocida como presencia o presencia- se refiere al grado de realidad que el usuario siente como protagonista en un entorno simulado. El entorno de simulación ideal debería dificultar a los usuarios distinguir entre lo real y lo falso, permitiéndoles sumergirse por completo en el entorno virtual tridimensional creado por la computadora. Todo en este entorno parece real, suena real, se mueve real, incluso huele y sabe real, tal como lo sería en el mundo real. Interactividad: se refiere a la operatividad de los objetos por parte del usuario en el entorno simulado y el grado natural de retroalimentación ambiental (incluido el tiempo real). Por ejemplo, el usuario puede agarrar directamente un objeto virtual en el entorno simulado con su mano. En este momento, su mano siente como si estuviera sosteniendo algo y puede sentir el peso del objeto agarrado en el campo de visión. Puede moverse inmediatamente con el movimiento de su mano. La imaginación, también conocida como autonomía, enfatiza que la tecnología de realidad virtual debe tener un amplio espacio imaginable y puede ampliar el alcance de la cognición humana. No sólo puede reproducir el entorno real, sino también concebir libremente entornos que objetivamente no existen o ni siquiera pueden. existir. .
En términos generales, un sistema completo de realidad virtual consta de un entorno virtual, un procesador de entorno virtual con una computadora de alto rendimiento como núcleo, un sistema visual con una pantalla de casco como núcleo, un sistema auditivo con reconocimiento de voz, síntesis de sonido y sonido. localización como núcleo, se compone de dispositivos de seguimiento de postura y posición corporal con rastreadores de posición, guantes de datos y batas de datos como cuerpo principal, así como unidades funcionales como sistemas de retroalimentación de fuerza, olfato, tacto y gusto.
Preguntas para editar este párrafo
Para generar realidad virtual es necesario resolver tres problemas principales:
①
Existe una Tecnología que confunde lo real con lo falso. Es decir, cómo sintetizar información de entrada para los órganos sensoriales del observador que sea consistente con la existencia real, es decir, cómo producir la misma visión, tacto y olfato que en el entorno real.
②
Interacción. ¿Cómo pueden los observadores operar activamente la realidad virtual para lograr diferentes perspectivas y niveles más altos de información sensorial? Realmente se trata de cómo parecer más, sonar más real, etc.
③
Realidad de la autodisciplina. ¿Cómo se logra un realismo vívido sin ser consciente de sus propias acciones y comportamientos? Aquí, observadores, sensores, sistemas de simulación por ordenador y sistemas de visualización forman un proceso interactivo de circuito cerrado.
Edite las tecnologías clave en este párrafo.
La realidad virtual es una combinación de múltiples tecnologías. Sus tecnologías clave y contenidos de investigación incluyen los siguientes aspectos:
1. Tecnología de modelado del entorno.
Es decir, virtual. realidad El propósito de establecer el entorno es obtener los datos tridimensionales del entorno tridimensional real y utilizar los datos tridimensionales obtenidos para establecer el modelo de entorno virtual correspondiente de acuerdo con las necesidades de la aplicación.
2. Síntesis estereoscópica y tecnología de visualización estereoscópica
En el sistema de realidad virtual se elimina la correlación entre la dirección del sonido y el movimiento de la cabeza del usuario, y es tridimensional. Las imágenes se generan en tiempo real en escenas complejas.
3. Tecnología de retroalimentación táctil
En un sistema de realidad virtual, los usuarios pueden operar directamente objetos virtuales y sentir la fuerza de reacción de los objetos virtuales, creando así una sensación de inmersión.
4. Tecnología interactiva
La interacción hombre-ordenador en la realidad virtual va mucho más allá del modo tradicional de teclado y ratón. El uso de dispositivos de detección complejos, como cascos y guantes digitales, tecnología de interacción tridimensional, reconocimiento de voz y tecnología de entrada de voz se han convertido en medios importantes de interacción entre humanos y computadoras.
5. Tecnología de integración del sistema
Dado que el sistema de realidad virtual contiene una gran cantidad de información y modelos sensoriales, la tecnología de integración del sistema es la más importante, incluida la tecnología de sincronización de información y calibración de modelos. tecnología, tecnología de conversión de datos, tecnología de reconocimiento y síntesis, etc. La realidad virtual consiste en construir un modelo vivo en una computadora. Las personas pueden interactuar con este modelo y generar la misma información de retroalimentación que en el mundo real, obteniendo así los mismos sentimientos que en el mundo real. Cuando las personas necesitan construir un entorno que no existe actualmente (realidad virtual razonable), un entorno que los humanos no pueden alcanzar (realidad virtual exagerada) o un entorno puramente ficticio (realidad virtual ilusoria) para reemplazar el entorno real que requiere enormes gastos, Puedes utilizar tecnología de realidad virtual. Para lograr el mismo sentimiento que en el mundo real, necesitamos tecnología que pueda realizar varios sentimientos. En el mundo real, las personas realizan las funciones de la visión, el tacto (fuerza) y el olfato a través de órganos como los ojos, los oídos, los dedos y la nariz. Las personas pueden ver el colorido entorno externo a través de la visión, percibir el colorido mundo sonoro a través del oído, comprender la forma y las características de los objetos a través del tacto y comprender el olor circundante a través del olfato. En resumen, a través de diversos sentimientos, podemos interactuar con el mundo real objetivo y sumergirnos en el mismo entorno que el mundo real. Aquí, oír es lo más fácil; comprender la visión es lo más básico, esencial y comúnmente utilizado; comprender el tacto sólo es necesario en algunos casos y ahora se está perfeccionando el olfato; Entre el 80% y el 90% de la información que la gente recibe del mundo exterior proviene de la visión. Por lo tanto, en un entorno virtual es muy importante lograr la misma experiencia visual que en un entorno real para lograr una sensación de realidad e inmersión. A diferencia de la visualización de imágenes habitual en la realidad virtual, la imagen que se muestra cambia con la posición de los ojos del observador. Además, es necesario generar imágenes rápidamente para obtener una sensación de tiempo real.
Por ejemplo, no se requiere animación en tiempo real. Para garantizar la calidad, no hay límite en el tiempo que lleva generar cada imagen. Las imágenes generadas en realidad virtual suelen ser de 30 fotogramas/segundo. Con tales capacidades de generación de imágenes, junto con los efectos de sonido apropiados, las personas tienen una sensación de inmersión. Los sistemas de realidad virtual pueden proporcionar efectos visuales y auditivos y se han utilizado en varios sistemas de simulación. En la planificación urbana, estos sistemas juegan un papel muy importante. Por ejemplo, muchas ciudades tienen sus propios planes a corto, mediano y largo plazo. En la planificación, es necesario considerar si cada edificio es armonioso y compatible con el entorno circundante, y si los nuevos edificios están coordinados con los edificios originales circundantes para evitar dañar el estilo original y el diseño razonable de la ciudad una vez terminado el edificio. Estos sistemas de simulación también se pueden utilizar para proteger reliquias culturales y recrear edificios antiguos. El uso de tecnología de realidad virtual para mostrar reliquias culturales preciosas para que las personas las visiten favorece la protección de reliquias culturales antiguas reales. El Museo Confucio en Qufu, provincia de Shandong, hace precisamente eso. También se hizo un modelo del Salón Dacheng. El público puede explorar docenas de pilares huecos de piedra de dragón tallados en el Salón Dacheng a través de computadoras, y también puede ir a la parte trasera del Salón Dacheng para hacer turismo. El sistema de simulación de embalses, ríos y lagos creado mediante tecnología de realidad virtual es claro para las personas de un vistazo. Por ejemplo, después de construir un modelo del embalse de las Tres Gargantas, puedes ver directamente la espectacular escena antes de que se construyera el embalse. Después de que se incaute el agua, qué aldeas y tierras de cultivo se inundarán primero y qué reliquias culturales se inundarán, para que el problema pueda resolverse a tiempo. Si se establece un sistema de simulación de control de inundaciones en un área determinada, puede simular qué secciones del terraplén estarán en peligro cuando el nivel del agua alcance la línea de advertencia y qué áreas se inundarán una vez que se produzca una brecha. Esto ayuda mucho a desarrollar planes de emergencia. La aplicación generalizada de la realidad virtual ha elevado las aplicaciones informáticas a un nivel completamente nuevo, y su papel e importancia son obvios. Además, su papel y significado pueden verse desde un nivel superior. Primero, el concepto cambia de "basado en computadora" a "basado en humanos". El segundo es permitir que las personas comprendan mejor la relación entre el "vacío" y la "realidad" en filosofía. La anterior interfaz persona-computadora (comunicación entre personas y computadoras) requería que las personas se adaptaran a la computadora, pero después de usar la tecnología de realidad virtual, las personas pueden comunicarse con la computadora sin darse cuenta de que están tratando con la computadora, como en el entorno cotidiano. la misma cosa. Esto libera a las personas del complejo trabajo de operar computadoras. Hoy en día, a medida que la tecnología de la información se vuelve cada vez más compleja y ampliamente utilizada, es de gran importancia aprovechar al máximo el potencial de la tecnología de la información. La relación entre virtualidad y realidad es una proposición filosófica antigua. Si estamos en el mundo objetivo real o sólo en el mundo de nuestros propios sentimientos siempre ha sido el foco del debate entre materialismo e idealismo. Tomemos la visión como ejemplo. Todo lo que vemos es sólo una imagen en nuestra retina. En el pasado, las imágenes de la retina eran reflejos del mundo real, por lo que el mundo real objetivo y el mundo sensorial subjetivo eran consistentes. Ahora, la realidad virtual conduce a la dualidad. Las escenas de realidad virtual son reales para los sentidos humanos, pero en realidad son ficticias. Sin embargo, actuar sobre la ficción a menudo conduce a resultados correctos. Esto desencadenó el tema de recomprender la relación entre "vacío" y "real" en filosofía.
Edite el equipo representativo en este párrafo.
En los sistemas de realidad virtual existen muchos dispositivos especiales interesantes con diferentes funciones. A continuación presentamos algunos equipos representativos.
Pantalla móvil Boom
Es un dispositivo de visualización visual de semientrada. Cuando está en uso, los usuarios pueden colocar cómodamente el monitor frente a sus ojos y retirarlo rápidamente cuando no esté en uso. BOOM utiliza un pequeño tubo de rayos catódicos que produce una imagen suave con una resolución de 1280×1024 píxeles, que es mucho más pequeña que una pantalla LCD.
Data Glove: Data Glove
Un dispositivo de entrada que convierte los movimientos de la mano humana en señales de entrada de computadora. Está fabricado en material elástico muy ligero. El material elástico se ajusta cómodamente alrededor de la mano, con varios sensores de posición y orientación y cables de fibra óptica conectados para detectar los movimientos de la mano. La fibra óptica puede medir la flexión y el estiramiento de cada dedo. Mediante conversión fotoeléctrica, la computadora puede reconocer la información del movimiento del dedo.
Guante de Contacto Remoto
Es un dispositivo de retroalimentación táctil y de fuerza que utiliza pequeñas bolsas de aire para proporcionar estimulación táctil y de fuerza a la mano. Estas pequeñas vejigas pueden presurizarse y despresurizarse rápidamente.
Cuando la mano virtual toca un objeto virtual, se llama el patrón de fuerza del objeto almacenado en la computadora y el compresor infla o desinfla rápidamente la bolsa de aire, dándole a la mano un toque muy preciso.
Data Clothing
Un dispositivo de entrada diseñado para que los sistemas de realidad virtual reconozcan los movimientos de todo el cuerpo. El conjunto de datos mide aproximadamente 50 articulaciones diferentes del cuerpo humano, incluidas rodillas, brazos, torso y pies. Mediante conversión fotoeléctrica, la computadora identifica la información del movimiento del cuerpo humano. Los datos interactivos se visten de realidad virtual a través de pantallas boom y guantes de datos.
Editar esta aplicación
Ya en los años 70 la realidad virtual se utilizaba para entrenar a los astronautas. Debido a que es un método de capacitación eficaz, seguro y económico, se ha promovido en todos los ámbitos de la vida. En la actualidad, la realidad virtual se ha extendido a diferentes campos y ha sido muy utilizada.
1. En el desarrollo de la ciencia y la tecnología
La realidad virtual puede acortar el ciclo de desarrollo y reducir costes. Por ejemplo, a principios de 1998, Chrysler utilizó tecnología de realidad virtual para diseñar dos autos nuevos, logrando avances revolucionarios. Por primera vez, los autos nuevos diseñados se colocaron directamente en la línea de producción desde la pantalla de la computadora, lo que significó que la producción de prueba intermedia. fue omitido por completo. Gracias a la tecnología VR superior, Chrysler evitó 65.438.500 errores de diseño, ahorrando 8 meses de tiempo de desarrollo y 80 millones de dólares. La tecnología de realidad virtual también se puede utilizar para realizar pruebas de colisión de automóviles, que pueden mostrar las consecuencias de la colisión en diferentes situaciones sin utilizar un automóvil real. Hoy en día, la tecnología de realidad virtual, junto con el análisis teórico y los experimentos científicos, se ha convertido en los tres medios principales para que los humanos exploren las leyes del mundo objetivo. Úselo para diseñar nuevos materiales y podrá conocer de antemano el impacto de los cambios de ingredientes en las propiedades del material. Antes de fabricar el material, sabemos cómo fallarán las piezas fabricadas con ese material bajo diferentes condiciones de tensión.
2. Hacer negocios
La realidad virtual se utiliza a menudo para promociones. Por ejemplo, al licitar por proyectos de construcción, se puede utilizar tecnología de realidad virtual para expresar el plan de diseño, permitiendo a los propietarios realizar un recorrido por el futuro edificio, como la altura de la puerta, la orientación de las ventanas, la cantidad de iluminación. , decoración de interiores, etc. , y pueden identificarse con ello. También se puede utilizar para promocionar atracciones turísticas y productos con múltiples funciones y usos. Porque utilizar la tecnología de realidad virtual para mostrar el encanto de este tipo de productos es más atractivo que simplemente utilizar palabras o imágenes para promocionarlos.
3. En medicina
Existen aproximadamente dos tipos de aplicaciones de realidad virtual. En primer lugar, el cuerpo humano virtual, también conocido como cuerpo humano digital, facilita a los médicos comprender la estructura y función del cuerpo humano. El otro es un sistema de cirugía virtual que puede usarse para guiar las cirugías. En el ámbito militar, el uso de tecnología de realidad virtual para simular procesos bélicos se ha convertido en el método más avanzado para estudiar guerras de forma rápida y económica y formar comandantes. Precisamente gracias a la tecnología de realidad virtual altamente desarrollada, las armas nucleares pueden seguir mejorando incluso sin realizar pruebas nucleares. Los laboratorios de guerra también pueden desempeñar un papel muy importante a la hora de probar planes predeterminados para el combate real. Antes del inicio de la Guerra del Golfo de 1991, el ejército estadounidense ingresó en la computadora varios entornos naturales de la región del Golfo y diversos datos sobre el ejército iraquí, simuló varios planes de combate y formuló un plan de combate preliminar. Posteriormente, el desarrollo del combate real y los resultados de los experimentos de simulación fueron relativamente consistentes.
4. Entretenimiento
La aplicación es el uso más extendido de la realidad virtual. Simuladores de esquí a la venta en Reino Unido. El usuario viste ropa de esquí, tablas de snowboard y bastones de esquí, una pantalla montada en el casco en la cabeza y sensores en las manos y los pies. Aunque esté en la cabina, mientras practique diversos deportes de esquí, podrá ver las montañas cubiertas de nieve, los cañones y los acantilados escarpados que pasan a través de la pantalla del casco, como la sensación de esquiar en una estación de esquí.
5. Educativo
(1) Campus virtual El campus virtual es la primera aplicación específica de la tecnología de realidad virtual en el campo de la educación. Aunque la mayoría de los campus virtuales solo implementan la función de navegación de las escenas del campus, los métodos de navegación vívidos y las nuevas expresiones mediáticas proporcionadas por la tecnología de realidad virtual tienen características muy distintivas. Ya en 1996, la Universidad de Tianjin tomó la iniciativa en el desarrollo de un campus virtual basado en el estándar internacional VR ML en la plataforma de hardware SGI, permitiendo a las personas que nunca han estado en la Universidad de Tianjin apreciar la elegancia de la famosa escuela de la historia moderna.
Con la llegada de la era de Internet, la educación en línea se ha desarrollado rápidamente, especialmente hoy con la aplicación a gran escala de la tecnología de banda ancha. Algunas universidades de nuestro país han comenzado a promover y utilizar gradualmente el modelo de campus virtual. (2) Enseñanza virtual En la enseñanza virtual, la simulación de enseñanza se puede utilizar para demostración, investigación y enseñanza mediante juegos. Utilice tecnología de realidad virtual simple para representar la estructura y dinámica de algunos sistemas (naturales, físicos y sociales), brindando a los estudiantes un entorno para la experiencia y la observación. La tarea clave de establecer una simulación de enseñanza es crear un modelo del objeto simulado (el mundo real), luego usar una computadora para describir este modelo y generar resultados a través de cálculos. Estos resultados pueden reflejar el comportamiento del mundo real hasta cierto punto. La simulación de enseñanza es un modelo CAI muy valioso que se usa ampliamente en la enseñanza. Por ejemplo, el sistema de aprendizaje de cristalografía geológica desarrollado por la Universidad de Geociencias de China utiliza tecnología de realidad virtual para mostrar sus características estructurales, lo cual es intuitivo y claro. (3) Formación virtual Las características de la tecnología de realidad virtual destacan en la formación virtual. La inmersión y la interactividad de la tecnología de realidad virtual permiten a los estudiantes desempeñar un papel en el entorno de aprendizaje virtual y dedicarse al aprendizaje, lo que es muy beneficioso para la formación de habilidades de los estudiantes. El sistema de realidad virtual inmersiva se puede utilizar para llevar a cabo diversas capacitaciones de habilidades, lo que tiene un papel muy poderoso en la promoción de la enseñanza de habilidades en las escuelas vocacionales superiores. El simulador de conducción de locomotoras TDS-JD desarrollado por la Universidad Southwest Jiaotong puede simular todo el proceso de arranque, circulación, regulación de velocidad y estacionamiento del tren, y puede enviar información importante al conductor durante la operación del tren. Por ejemplo, la fuerza del acoplador o aceleración de cada vehículo, el proceso de propagación de las ondas de presión en el tubo del tren, etc. , manejar accidentes en condiciones operativas especiales y tener una evaluación completa del desempeño de la capacitación y estándares de puntuación razonables. Fue el primero en China en adoptar imágenes por computadora y una interfaz de Windows, y es el equipo de simulación con mayor participación de mercado en el país. Se puede utilizar para la operación de simulación de cualquier grupo de trenes, cualquier selección de sección de línea, condiciones de escena o sin condiciones de escena.
5. Ahora
La tecnología de realidad virtual no solo crea escenas virtuales, sino que también crea anfitriones virtuales, cantantes virtuales y actores virtuales. DiKi, el cantante lanzado por la televisión japonesa, no solo tiene habilidades de canto encantadoras, sino que también tiene un estilo encantador que atrae a innumerables fanáticos. Muchos fanáticos querían ver su rostro y obligaron a la estación de televisión a explicar que ella era solo una cantante virtual. Disney también se está preparando para lanzar actores virtuales. Esto mantendrá el arte de "actuar" siempre joven y vibrante. Los altísimos salarios de las celebridades son otra razón para utilizar actores virtuales. Después de que los actores virtuales se conviertan en protagonistas de las películas, las películas se convertirán en una rama de la industria del software. Las empresas de software desarrollarán innumerables software de actores virtuales para que la gente pueda elegir. Por supuesto, en términos de humor y toque humano, los actores virtuales nunca pueden compararse con los actores reales por mucho tiempo, pero de hecho pueden ser actores excelentes. No hace mucho, la heroína del programa de juegos de ordenador "Tomb Raider" fue seleccionada como figura de renombre mundial, lo que presagió la llegada de la era de los actores virtuales.
6. Perspectivas
Las perspectivas de desarrollo de la realidad virtual son muy atractivas y la combinación con las características de la comunicación en red es lo que la gente sueña. En cierto sentido, cambiará la forma de pensar de las personas e incluso cambiará sus puntos de vista sobre el mundo, sobre sí mismos, el espacio y el tiempo. Se trata de una nueva tecnología en desarrollo con aplicaciones potenciales de gran alcance. Utilizándolo, podemos construir un aula remota real, donde podemos estudiar, discutir y jugar con amigos de todo el mundo, como en la vida real. El uso de computadoras en red y equipos tridimensionales relacionados hará que nuestro trabajo, nuestra vida y nuestro entretenimiento sean más interesantes. La realidad virtual muestra a las personas un fragmento de la vida futura, lo cual es sorprendente. Los usuarios también podemos usar su imaginación para jugar con tiburones en el fondo del Océano Atlántico frente a nuestros ordenadores. Visite el zoológico natural en el continente africano; sienta el humo y las sombras de las espadas del antiguo campo de batalla; envíe sus profundos pensamientos sobre el presente; también podrá experimentar la solemnidad de la ceremonia de fundación y las elevadas ambiciones de los gigantes orientales... /p>
Editar el resumen de este párrafo
La tecnología de realidad virtual, junto con el análisis teórico y los experimentos científicos, se ha convertido en los tres medios principales para que los humanos exploren las leyes del mundo objetivo.