虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality)是目前人機(jī)交互領(lǐng)域內(nèi)較為火熱的一項技術(shù)。受試者通過外部硬件設(shè)備的佩戴可以使自身沉浸于計算機(jī)生成的環(huán)境中,從而給用戶帶來感官上全新的體驗。近些年來,研究工作者圍繞虛擬現(xiàn)實開展了許多工作,同時也將虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用引入了眾多領(lǐng)域,例如虛擬設(shè)計與教學(xué)等。結(jié)合虛擬現(xiàn)實的沉浸式與擴(kuò)展式特點,能夠大幅提高學(xué)生的認(rèn)知體驗。但與此同時,虛擬現(xiàn)實強(qiáng)調(diào)的是對于全感官的刺激,而在現(xiàn)階段,虛擬現(xiàn)實設(shè)備中視覺及聽覺所渲染的效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于觸覺體驗。盡管目前很多的商業(yè)產(chǎn)品及研究都提出了一些實例,但還未形成一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。所以,對于虛擬現(xiàn)實場景下新形式觸覺反饋設(shè)備應(yīng)用的探索仍具有一定潛力。在人機(jī)交互領(lǐng)域里,對于觸覺理論設(shè)備的劃分大致為三類:振動反饋,壓力反饋以及陣列反饋。與此相照應(yīng),虛擬現(xiàn)實下的觸覺反饋設(shè)備也大多基于此三類。而近些年來,通過將靜電力應(yīng)用于人機(jī)交互的觸覺反饋中,從而提供振動反饋的工作也吸引了研究人員的嘗試,例如在2010年Disney Research所提出的Tesla Touch。而靜電力觸覺反饋設(shè)備相較傳統(tǒng)振動設(shè)備的優(yōu)勢在于:一方面,靜電力振動反饋設(shè)備的安裝... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：48 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

虛擬現(xiàn)實下的手持觸覺反饋設(shè)備HTCViveHandController

1.3 虛擬現(xiàn)實下的手持觸覺反饋設(shè)備 HTC Vive Hand Control戴及移動觸覺反饋（Wearable and Mobile Haptics）持式設(shè)備，可穿戴設(shè)備能給人提供更為自由的觸覺體驗。對比之套，大多數(shù)在過往文獻(xiàn)中的可穿戴觸感制動器關(guān)注于渲染皮人設(shè)計了一種使用三弦制動器的可穿戴觸覺反饋系統(tǒng)用以渲染等人設(shè)計了一種小型的可穿戴設(shè)備“Tactons”，它具備通過類似非視覺信息的能力[24]�？纱┐骷耙苿佑|覺反饋設(shè)備是未來觸覺設(shè)具體形式還需進(jìn)一步探索。

建筑學(xué)、醫(yī)學(xué)等則是其代表。在此類課程中，學(xué)生除了希望直觀看到計所輸出的視覺與聽覺信息外，系統(tǒng)對于空間與場景的模擬感同樣對學(xué)生的認(rèn)知有著的指導(dǎo)作用[32-33]。這種需求在許多觀察與動手相結(jié)合的課程中都有體現(xiàn)。本文以建驗教學(xué)為例，結(jié)合虛擬現(xiàn)實場景的沉浸感特點，設(shè)計了基于建筑體驗的教學(xué)應(yīng)用。啟動后，用戶在與虛擬現(xiàn)實模型等比的空間中走動時，能夠?qū)χ車膲Ρ诘饶Ｐ瓦M(jìn)體觸摸；另一方面，通過 VICON 定位系統(tǒng)對用戶走動的位置進(jìn)行掃描后，能夠?qū)嵳脩粼谔摂M現(xiàn)實模型中的位置并依據(jù)所在位置變換觸覺反饋設(shè)備的觸覺紋理，從到模擬建筑體驗的效果。為了支持虛擬現(xiàn)實場景下的觸覺反饋硬件基礎(chǔ)，本文同時設(shè)計實現(xiàn)了基于靜電力覺理論的交互反饋系統(tǒng)。本系統(tǒng)硬件部分主要由反饋屏幕、電壓控制處理器及定位組成，相較于 Disney Research 提出的 TeslaTouch，本系統(tǒng)在實現(xiàn)上選取了紅外攝像代替其提出的紅外攝像機(jī)，從而能夠更加精確的判斷用戶手指位置；在波形生成部文選取正弦波作為基礎(chǔ)波形，從而保證了平面凹凸感的形成。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：2920609