您打开门,走进一个空房间。片刻之内,您会发现自己沉浸在一个遥远的世界中–位于世界另一端或另一个星球上的丛林中。这个星际迷航“ holodeck"的幻想听起来可能有些牵强,但它比您想象的要逼真得多。
随着Oculus Rift的迅速普及,从长期来看,这是有道理的通过holodeck概念,VR开发人员的愿景将是一种完整的,完全沉浸式的环境。
那么,关于虚拟现实房间的技术现状是什么,以及突破和创新是什么?有必要让我们从这里进入星际迷航世界,您只需走过自己家中的门口,就可以冒险逃脱?
整个房间的投影
是能够产生星际迷航Holodeck体验的现代技术?
虽然仍然不可能凭空实现可触摸和感觉到的物体,但是却有可能欺骗您的大脑,使您认为自己具有真正的沉浸感
这样的项目就是微软在过去几年中开发的IllumiRoom构想。
这种概念验证系统将投影投射到了在电视屏幕附近的墙壁上,以便在电视显示器本身的边界之外扩展游戏体验。该团队在其项目网站上解释了以下概念:
“ IllumiRoom使用Kinect for Windows摄像头和投影仪来模糊屏幕内容与我们所处环境之间的界线,从而使我们能够结合我们的虚拟世界和物理世界。例如,我们的系统可以改变房间的外观,引起明显的运动,扩大视野并提供全新的游戏体验。"
该团队已经能够产生诸如降雪的效果。在游戏中或在称为“弹跳"的模拟中对房间的方向做出反应的房间,研究人员制作了一个“手榴弹",该弹从电视机中滑出并在客厅附近弹跳。
这里的想法是,一个单独的投影盒将位于房间的中心,并将图像投影到电视所处区域的周围。看看如何在房间的所有四面墙壁上使用这样的投影概念并不是很大的想象力。
但是,即使是当前的IllumiRoom游戏图像概念也可以填充整个屏幕。整个游戏体验的外围视图都是一个很酷的概念,很可能会使它在不久的将来存储在货架上。
这一切都很好,但都是视觉效果。真正的Holodeck不仅可以让您在舒适的沙发上坐下来玩游戏,还可以让您起床,走走并探索虚拟环境。
不动而行
在一个只有10英尺宽或10英尺长的房间中,您应该如何探索一个完整的虚拟世界而又不撞墙?
其中一些更高级的研究在过去的十年中,发生在这个问题上的事件并非来自美国陆军研究实验室。军事训练越来越多地涉及虚拟现实系统的使用,而美国陆军对这些系统的开发包括开发全向跑步机。
2011年,路易斯安那大学的研究人员曾与陆军合作开发过“类似CAVE"的虚拟现实系统,并通过以下方式描述了全向跑步机(ODT):
“通过结合使用全向跑步机(ODT)系统作为CAVE的地板。 ODT支持全方位走动,也就是说,如果用户希望探索虚拟空间,他们可以绕圈走动。"
德国,意大利和瑞士的科学家共同研发了类似的技术他生产了一种名为CyberWalk的巨型全向跑步机系统。该技术通过组合可沿垂直方向移动的同步跑步机皮带阵列来实现2D运动。对角线运动同时结合了两条皮带的运动。
观看视频非常令人印象深刻。跑步机利用控制算法,结合了用户如何改变速度和方向,修改跑步机的运动以使用户尽可能靠近平台中心。
另一种有趣的解决方案是该技术由一家名为Virtusphere的公司开发。这个概念?想象一下您在其中行走或奔跑的大气泡,它会滚动来适应您的运动。我知道,您认为它必须像其中一台沙鼠跑步机一样,对吗?您不会错。
这是最适合与Oculus Rift结合使用的想法,但是可以设想使用其中的虚拟世界的投影来修改球体概念,而无需
One of the most recent VR motion systems is a product called Omni, by Virtuix. It utilizes a technique that’s a bit different than all of those discussed so far. The system isn’t exactly a treadmill – it’s a low-friction surface that works in combination with special shoes that have a sole configured to slide over the radial grooves in the curved floor of the device.
到目前为止,这并不是全向跑步机研究人员提供的解决方案,但是Omni的非运动部件以及较小的外形-因素,使其成为家庭实用的解决方案。当放置在虚拟现实“房间"房间的环境中时,尚不清楚像Omni这样的技术是否可以解决,但是可以。
与虚拟世界互动
一个真正的全垒将需要能够愚弄人类的感官。到目前为止,我们已经讨论了视觉和动作,但是触摸呢?如果您正在探索一个虚拟的世界,并且将手放在一棵虚拟的树上,那么什么样的系统会让您感觉就像在触摸一棵真正的树?
一些研究人员正在与之合作一种特殊的电活性聚合物,可用于手套或织物中,以对指尖或皮肤其他区域施加压力,从而模拟触感。整个服装都可以模拟整个身体的触感。
按需制造整个固体物体怎么样?今年早些时候,东京工业大学的研究人员能够使用声波来悬浮和操纵空中的小颗粒。
给出,在这项研究中,颗粒非常轻巧,但是通过创建了研究人员称为“超声波焦点"的研究人员,他们实际上可以使物体悬浮并在空中移动。
这可能是最早的,最具投机性的技术,可能会影响技术创新,从而带来未来的Holodeck体验。仍然很难想象将实时粒子操纵与“触摸"模拟器紧身衣裤相结合所带来的体验类型。
使用全息图拍摄“全息甲板"
当您探索围绕虚拟现实体验开发的新兴技术时,这些只是冰山一角。在某些情况下,该技术甚至还没有出现,任何准备将其集成到整体式房间开发中的人都可以使用。其中一个例子是可触摸全息图,它是由东京大学的研究人员于2009年开发的。
投影仪的开发人员将其称为“机载超声触觉显示器",它将全息图光投影仪与声压相结合。让用户感觉到全息雨滴实际上已经落在用户的手上。
如果您认为全息图在将来的全息影棚中没有位置,请再考虑一下。苹果在4月宣布获得了“交互式三维显示系统"的专利,该系统使用户可以通过触摸和手势来操作全息图。
所有这些技术共同构成了可能成为现实的基础。每个家中都有一个星际迷航的Holodeck。 这将成为现实,还是将永远限制游戏玩家和冒险家体验虚拟现实,并在头上绑着巨大的显示屏?
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图片来源:怀亚特·韦尔曼(Wyatt Wellman)通过Flickr,美国陆军研究实验室的ODT和PD-USGOV的CAVE图形,通过Virtuix的Omni VR运动系统