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科普 | 什么是VR/AR?两个视频带你认识VR/AR

光电创客空间2019-01-09 12:38:13

近几年最火爆的科技名词除了AI(人工智能)就非VR(虚拟现实)莫属了。2016年可谓是VR的元年,大家都知道有VR这个东西,但原理是什么呢?

VR

原理

1.立体的视觉效果

在VR系统中,双目立体视觉起了很大作用。我们平常看到的事物当中,左右两眼的画面是不一样的,我们的大脑将两种不一样的画面融合在一起,产生出有空间感的立体视觉效果。两种不同的图像,显示在不同的显示器上,便有立体的效果。也有的系统采用单个显示器,但体验者带上特殊的眼镜后,一只眼睛只能看到奇数帧图像,另一只眼睛只能看到偶数帧图像,奇、偶帧之间的不同便是视差,就产生了立体感。

 

2、拍摄视频中物体的深度

软件处理编译拍摄视频时,已知每两个摄像头之间的相对距离、位置,因此如果能计算出两个摄像头之间的场景像素,就能得到场景中某个点的深度。通俗一点讲:两点能确定一条线,已知的两条线交叉处就能确定一个点的深度距离,然后无数多个这样的点组成了虚拟世界中物体的深度信息。

如果找到匹配的区域,同时也知道在图片上这些区域的距离差,就能计算出相机阵列和这个区域实物之间的距离。当物体离相机很近时,物体在画面上会变大。如果物体在无限远,那么两个相邻相机照出来的图片天空部位会非常接近。

 

3、VR眼镜

利用三轴陀螺仪、重力感应器等体位传感器,用户所看到的画面可以跟随佩戴者头部的移动而做出相应的反应,产生近似现实的视觉反馈。让视觉内容可以根据用户头部运动而作出相应反馈,并提供了实时的操纵方式。

 

VR眼镜大概会呈现90-120度范围的图像视野,当人转动头部时,陀螺仪能够及时地通知图像生成引擎更新画面,从而使人感觉到,自己是在看一个环绕的虚拟空间,产生360度的三维空间感。

 


4、VR实现交互

  在众多交互方式当中,传感器交互方式能达到较为理想的效果。传感器能够帮助人们与多维的VR信息环境进行自然地交互。例如,体验者进入虚拟世界不仅仅是想坐在那里,也希望能够在虚拟世界中到处走走看看,但目前这些基本上是设备上的各种传感器产生的,比如智能感应环、温度传感器、光敏传感器、压力传感器、视觉传感器等,能够通过脉冲电流让皮肤产生相应的感觉,或是把游戏中触觉、嗅觉等各种感知传送到大脑。


VR介绍完了,那么它的兄弟AR(增强现实)似乎较少提及,它又是什么呢?

AR

原理

如果说VR是让体验者置身于虚拟的信息当中,那么AR就是让虚拟的信息投放到真实世界当中,真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间。举个最简单的例子,AR可把虚拟的衣服叠加到你的实体身上,从而达到试衣的效果。

增强现实要努力实现的不仅是将图像实时添加到真实的环境中,而且还要更改这些图像以适应用户的头部及眼睛的转动,以便图像始终在用户视角范围内。下面是使增强现实系统正常工作所需的三个组件:

1.显示器

2.跟踪系统

3.移动计算能力

  增强现实的开发人员的目标是将这三个组件集成到一个单元中,放置在用带子绑定的设备中,该设备能以无线方式将信息转播到类似于手机等移动端的显示器上。




技术实现

  虚拟现实作为一门前沿技术,涉及到多个领域,涵盖了计算机图形、计算机仿真、人工智能、传感、显示及网络并行处理等技术。




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