Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Розвиток систем віртуальної реальності
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Інші
Інститут:
Не вказано
Факультет:
КН
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Лабораторна робота
Предмет:
Інші
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Лабораторна робота №2
з дисципліни ГД і К
на тему:
«Розвиток систем віртуальної реальності»
Зміст.
Історія.
Реалізація
Зображення.
Звук.
Імітація тактильних відчуттів.
3. Управління.
4. Застосування.
Комп'ютерні ігри.
Навчання.
Історія
Слово віртуальний бере свої витоки від слова vir (лат. чоловік). Римляни утворили від нього інше слово - virtus, яке використовували для позначення сукупності всіх чудових якостей, притаманних чоловікам (фізична сила, доблесне поведінку, моральне гідність). Таке ж ім'я було у богині Віртус з давньоримської міфології. З латинської слово проникає в старофранцузьку, а в XIII столітті - з французького у англійську. В англійському слово virtual набуло додатковий відтінок «але не існуючий в дійсності».
Поняття «Віртуал» з'явилося в ранньовізантійської філософії IV століття. Василій Великий в книзі «Бесіди на Шестоднев» написав: «Якась реальність може породити іншу реальність, закони існування якої не будуть зводитися до законів породжує реальності».
Поняття штучної реальності було вперше введено Майроном Крюгером (англ. Myron Krueger) в кінці 1960-х. У 1964 році Станіслав Лем у своїй книзі «Сума Технологій» під терміном «Фантомологія» описує завдання і суть відповіді на питання «як створити дійсність, яка для розумних істот, що живуть в ній, нічим не відрізнялася б від нормальної дійсності, але підпорядковувалася б іншим законам? ». Перша система віртуальної реальності з'явилася в 1962 році, коли Мортон Хейліг (англ. Morton Heilig) представив перший прототип мультисенсорного симулятора, який він називав «Сенсорама» (Sensorama). Сенсорама занурювала глядача у віртуальну реальність за допомогою коротких фільмів, які супроводжувалися запахами, вітром (за допомогою фена) і шумом мегаполісу з аудіозапису. У 1967 році Айвен Сазерленд (англ. Ivan Sutherland) описав і сконструював перший шолом, зображення на який генерувалося за допомогою комп'ютера. Шолом Сазерленда дозволяв змінювати зображення відповідно рухам голови (зорова зворотний зв'язок).
У 1970-х роках комп'ютерна графіка повністю замінила відеозйомку, до того використалася в симуляторах. Графіка була вкрай примітивною, однак важливим було те, що тренажери (це були симулятори польотів) працювали в режимі реального часу. Першою реалізацією віртуальної реальності вважається «кінокарті Аспена» (Aspen Movie Map), створена в Массачусетському Технологічному Інституті в 1977 році. Ця комп'ютерна програма симулювала прогулянку по місту Аспен, штат Колорадо, даючи можливість вибрати між різними способами відображення місцевості. Літній і зимовий варіанти були засновані на реальних фотографіях.
У середині 1980-х з'явилися системи, в яких користувач міг маніпулювати з тривимірними об'єктами на екрані завдяки їх відгуку на рухи руки. У 1989 році Джарон Ланьєр ввів більш популярний нині термін «віртуальна реальність». У фантастичній літературі піджанру кіберпанк віртуальна реальність є спосіб спілкування людини з «кіберпростором» - якійсь середовищем взаємодії людей і машин, створюваної в комп'ютерних мережах.
У даний момент технології віртуальної реальності широко застосовуються в різних галузях людської діяльності: проектуванні та дизайні, видобутку корисних копалин, військових технологіях, будівництві, тренажерах і симуляторах, маркетингу і рекламі, індустрії розваг і т. д.. Обсяг ринку технологій віртуальної реальності оцінюється в 15 млрд доларів на рік.
Віртуальна реальність, ВР, штучна реальність, електронна реальність, комп'ютерна модель реальності (англ. virtual reality, VR) - створений технічними засобами світ (об'єкти та суб'єкти), передаваний людині через його відчуття: зір, слух, нюх, дотик і інші. Віртуальна реальність імітує як дію, так і реакції на вплив. Для створення переконливого комплексу відчуттів реальності комп'ютерний синтез властивостей і реакцій віртуальної реальності проводиться в реальному часі.
Об'єкти віртуальної реальності зазвичай ведуть себе близько до поведінки аналогічних об'єктів матеріальної реальності. Користувач може впливати на ці об'єкти в згоді з реальними законами фізики (гравітація, властивості води, зіткнення з предметами, відображення і т. п.). Однак часто в розважальних цілях користувачам віртуальних світів дозволяється більше, ніж можливо в реальному житті (наприклад: літати, створювати будь-які предмети і т. п.) [1]
Не слід плутати віртуальну реальність з доповненою. Їх корінна відмінність в тому, що віртуальна конструює новий штучний світ, а доповнена реальність лише вносить окремі штучні елементи в сприйняття світу реального.
Реалізація
Системами «віртуальної реальності» називаються пристрої, які більш повно порівняно із звичайними комп'ютерними системами імітують взаємодію з віртуальним середовищем, шляхом впливу на всі п'ять наявних у людини органів почуттів.
Зображення
Плоске зображення монітора може забезпечувати невеликий стереоефект за рахунок різної швидкості руху частин зображення. Повний стереоефект забезпечується наданням кожному оку своєї картинки. Зображення може формуватися монітором з колірним зміщенням (анагліф), або з поперемінним показиванія кожному оку своєї картинки. Існують РК-монітори, що формують об'ємне зображення за рахунок різного кута огляду.
Для індивідуального занурення у віртуальний світ важливий широкий кут огляду і зміна напрямку погляду разом з поворотом голови, так, щоб воно залишалося перед очима, що забезпечує шолом віртуальної реальності зі вбудованими гіроскопами. Також використовується віртуальний ретинальних монітор.
На даний момент найбільш досконалими системами віртуальної реальності є проекційні системи, виконані в компонуванні кімнати віртуальної реальності (CAVE). Така система являє собою кімнату, на всі стіни якої проектується 3D-стереозображення. Положення користувача, повороти його голови відстежуються трекінгові системами, що дозволяє домогтися максимального ефекту занурення. Дані системи активно використовуються в маркетингових, військових, наукових та інших цілях.
Звук
Багатоканальна акустична система, дозволяє виробляти локалізацію джерела звуку, що дозволяє користувачеві орієнтуватися у віртуальному світі за допомогою слуху.
Імітація тактильних відчуттів
Імітація тактильних або дотикових відчуттів уже знайшла своє застосування в системах віртуальної реальності. Це так звані пристрої зі зворотним зв'язком. Застосовуються для вирішення завдань віртуального прототипування і ергономічного проектування, створення різних тренажерів, медичних тренажерів, дистанційному управлінні роботами, в тому числі мікро і нано, системах створення віртуальних скульптур.
Управління
З метою найбільш точного відтворення контакту користувача з оточенням, застосовуються інтерфейси користувача, найбільш реалістично відповідні модельований: комп'ютерний кермо з педалями, рукояті керування пристроями, целеуказатель у вигляді пістолета і т. д.
Для безконтактного управління об'єктами використовуються як рукавички віртуальної реальності, так і відстеження переміщень рук, здійснюване за допомогою відеокамер. Останнє звичайно реалізується в невеликій зоні і не вимагає від користувача додаткового обладнання.
Рукавички віртуальної реальності можуть бути складовою частиною костюма віртуальної реальності, що відслідковує зміну положення всього тіла і передавального також тактильні, температурні і вібраційні відчуття.
Пристрій для відстеження переміщень користувача може являти собою вільно обертається куля, в який поміщають користувача або здійснюватися лише за допомогою підвішеного в повітрі або зануреного в рідину костюма віртуальної реальності. Також розробляються технічні засоби для моделювання запахів.
Пряме підключення до нервової системи
Описані вище пристрої впливають на органи чуття людини, але дані можуть передаватися і безпосередньо нервовим закінченням, і навіть безпосередньо в головний мозок за допомогою мозкових інтерфейсів. Подібна технологія застосовується в медицині для заміни втрачених чутливих здібностей, але поки вона занадто дорога для повсякденного застосування і не досягає якості передачі даних, прийнятного для передачі віртуальної реальності.
Застосування
Комп'ютерні ігри
Інтерактивні комп'ютерні ігри засновані на взаємодії гравця із створюваним ними віртуальним світом. Багато з них засновані на ототожненні гравця з персонажем гри, видимим або маються на увазі.
Існує усталена думка, що якісна тривимірна графіка обов'язкове для якісного наближення віртуального світу гри до реальності. Якщо віртуальний світ гри не відрізняється графічною красою, схематичний і навіть двумерен, занурення користувача в цей світ може відбуватися за рахунок захоплюючого ігрового процесу, характеристики якого індивідуальні для кожного користувача.
Існує цілий клас ігор-симуляторів-якого роду діяльності. Поширені авіасимулятори, автосимулятори, різного роду економічні і спортивні симулятори, ігровий світ яких моделює важливі для даного роду фізичні закони, створюючи наближену до реальності модель.
Спеціально обладнані тренажери і певний вид гральних автоматів до висновку зображення і звуку комп'ютерної гри / симулятора додають інші відчуття, такі як нахил мотоцикла або тряска крісла автомобіля. Подібні професійні тренажери з відповідними реальним засобами управління застосовуються для навчання пілотів.
Невідповідність команд інтерфейсу користувача здійснюваним в грі діям, його складність можуть заважати зануренню в світ гри. З метою зняти цю проблему використовується не тільки комп'ютерна клавіатура і миша, але і комп'ютерний кермо з педалями, целеуказатель у вигляді пістолета і інші ігрові маніпулятори.
Навчання
Віртуальна реальність застосовується для навчання професіям, де експлуатація реальних пристроїв і механізмів пов'язана з підвищеним ризиком, або пов'язане з великими витратами (пілот літака, машиніст поїзда, диспетчер, водій і т. п.).
Доповнена реальність - додавання до вступників з реального світу відчуттів уявних об'єктів, зазвичай допоміжно-інформативного властивості. У західному науковому співтоваристві даний напрямок отримало усталену термінологію - англ. Augmented Reality, AR. За своєю суттю це родинне штучної реальності явище.
Відомим прикладом доповненої реальності може служити нашоломну цілевказівка в літаках-винищувачах (Су-27 і ін), висновок додаткової інформації на вітрове скло автомобіля.
05.02.2014 23:02-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора