Передвижение в виртуальном пространстве - раздел Образование, Мультимедиа технологии в образовании Передвижение В Виртуальном Пространстве Связано С Необходимостью Пози...
Передвижение в виртуальном пространстве связано с необходимостью позиционирования. Обычная двумерная мышь как устройство указания точек на плоскости имеет всего 2 степени свободы. При работе в среде ВР приходится задавать координаты точек уже в трехмерном пространстве, причем часто возникает необходимость задавать не только сдвиги по трем осям, но и вращения вокруг этих осей (рис.2.1), что требует уже 6 степеней свободы.
Рассмотрим различные методы и устройства, выполняющие подобные функции [6]. Для «настольных» систем ВР можно использовать обычную мышь: ее указатель проецируется на перспективный вид и служит для выбора нужного объекта. Повороты и смещения осуществляются:
· с помощью специального интерфейса режимов (3×2), когда смещение мыши задает сдвиг в заданной плоскости или поворот вокруг заданной оси (или обеих осей плоскости);
· с помощью некоторой более наглядной модели – например, «виртуальной сферы», окружающей выбранный объект. Тогда повороты можно выполнять, касаясь мышью разных точек на воображаемой поверхности этой сферы (подобным образом мастера футбола выполняют штрафные удары, закручивая мяч в обход «стенки» из игроков противника в определенную сторону в нужный верхний или нижний угол ворот).
Позиционные датчики. В «погружающей» среде ВР используются 6-степенные позиционные датчики. Наиболее распространены устройства, построенные на ортогонально расположенных (в центрах граней условного внешнего куба) электромагнитных индукционных датчиках. Передающая катушка наводит ток в приемной, а по силе этого тока можно определить расстояние от приемника до передатчика и, в конечном счете, положение передатчика относительно приемника. Такие устройства обеспечивают довольно высокую точность позиционирования и быстродействие. Их недостатки – высокая цена и повышенная чувствительность к находящимся в помещении ферромагнитным материалам, а также к электромагнитным полям, создаваемым, например, мониторами рабочих станций (в свою очередь, поле датчика влияет на работу мониторов) [6].
Первый электромагнитный датчик был разработан компанией Polhemus для оцифровки 3D-объектов и позднее адаптирован для ВР. Выпустив свой датчик Bird, компания Ascension Technology составила конкуренцию компании Polhemus, и эти компании стали соревноваться друг с другом за большее быстродействие из-за проблемы запаздывания сигналов датчика, поскольку требуется некоторое время (около 50 мс) для вычисления текущих координат. Точность оценки положения для датчика Polhemus из-за присутствия поля во всем помещении составляет несколько сантиметров даже вблизи передатчика и становится меньше по мере удаления от него. У датчика Bird точность значительно выше.
Акустические методы позиционирования основаны на использовании коротких ультразвуковых сигналов, принимаемых группой микрофонов (обычно тремя), находящихся на определенном расстоянии от объекта. Расположение объекта и расстояние до него рассчитывается по времени прихода сигналов на микрофоны. Такие акустические позиционные устройства от компании Logitech. имеют довольно низкую цену, но и невысокое пространственное разрешение, чувствительны к шумам в помещении и требуют, чтобы приемник и передатчик находились в условиях прямой видимости [6].
Самая высокая точность и, к сожалению, громоздкость отличает устройства с механическими контактами (рис.2.19). Существует много таких устройств разной сложности – от сравнительно дешевого датчика положения головы до стереоскопического дисплея ВООМ с высоким разрешением и позиционированием [6].
Рис.2.19. Устройство с механическими контактами
Оптические методы определения пространственных координат могут производить полный анализ экранных изображений объекта или отслеживать положение индикаторов (светодиодов) или других маркеров, закрепленных на объекте. Такие маркеры, как правило, не создают помех, но требуют, чтобы отслеживаемый объект находился в прямой видимости [63].
Мы рассмотрели датчики, определяющие абсолютные положения объекта в пространстве. Но можно вычислять координаты объекта в пространстве и на основании проделанных им перемещений, отслеживая скорость и направление перемещения, заданные манипуляторами типа джойстик. Например, устройство Space Ball представляет собой манипулятор с шестью степенями свободы.
Можно было бы также использовать устройства, следящие за движением глаз наблюдателя, чтобы получить информацию о том, куда направлено его внимание. Но в «погружающих» системах ВР глаза наблюдателя скрыты под HMD [6].
Федеральное государственное автономное образовательное... учреждение высшего профессионального образования... Южный федеральный университет...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Передвижение в виртуальном пространстве
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Мультимедиа технологии в образовании
Учебное пособие
Часть 2. Виртуальная реальность, создание мультимедиа продуктов, применение мультимедиа технологий
в образовании
Понятие виртуальной реальности
Одно из перспективных направлений повышения эффективности использования компьютеров связано с разработкой аппаратных и программных средств комплексного воздействия на пользователя персонального ком
Определения и восприятие ВР
Определение 1. ВР – это совокупность средств, позволяющих создать у человека иллюзию того, что он находится в искусственно созданном мире, путем подмены обычного восприятия окружающей действительно
Измерения ВР
Разные системы ВР предоставляют различные виды интерактивности, уровни погружения и функции.
Виды интерактивности[10]:
· полет в ВР. Свобода передвижения,
Появление и разработки систем ВР
Создание систем ВР основано на использовании компьютерной графики и анимации, компьютерного и имитационного моделирования, дистанционного управления, автоматизированного проектирования, техники чел
Способы отображения
Проще всего «окунуться» в виртуальный мир можно, наблюдая за ним с помощью обычного дисплея ПК. В таком случае говорят о «настольной» или «оконной» системе ВР. Такая система имеет более высокое раз
Сенсорная перчатка и тактильная обратная связь
Сенсорная перчатка. Непосредственное отслеживание движений руки давно вызвало большой интерес у многих разработчиков. Например, в 1983 г. было запатентовано устрой
Звуковая поддержка ВР
Звук дополняет визуальную информацию и предупреждает пользователя о событиях, им невидимых, например, происходящих за его спиной. Для такой сигнализации иногда вполне достаточно и монозвука. А если
Системы ВР VFX 1 и VFX 3D
Система ВР VFX 1 Headgear VR System компании Forte Technologies (рис.2.44), основой которой является HMD, состоит из следующих модулей [14, 17]:
Рабочая станция Haptic Workstation
Она является примером комплексной разработки различных устройств ВР компанией Immersion (погружение). В комплект рабочей станции Haptic Workstation (рис.2.48) входят [18]:
Сферы и перспективы применения сред ВР
Сферы применения рассматриваемой аппаратно-программной среды ВР достаточно широки и многообразны:
· визуальное трехмерное конструирование;
· дистанционное управление роботами, тра
Интерактивные интеллектуальные игры
Все начиналось в среде операционных систем (ОС) UNIX и MS-DOS с достаточно просто организованных, но весьма увлекательных компьютерных игр стратегического плана, таких как «Шахматы», «Подземелье»,
Перфоманс-анимация
Перфоманс-анимация – это относительно новое направление в анимации, которое дает возможность передавать естественные, реалистичные движения в РВ. Маленькие, легкие датчики прикрепляются на передвиг
Области применения мультимедиа приложений
По большому счету все многочисленные области применения ММ приложений можно свести в три основные группы [2].
1. Деловая сфера, где могут использоваться
·
Программы создания и редактирования графики
В данной группе выделяют четыре вида программ [2]:
· программы для работы с растровой графикой;
· программы для работы с векторной графикой;
· комбиниров
Программы создания и редактирования звука
Программы для работы со звуком можно условно разделить на три большие группы [2]:
· программы-секвенсоры для создания музыки на основе секвенсорной или MIDI-технологии;
·
Основные этапы и стадии разработки ММ продуктов
Используются две основных технологии создания ММ продуктов различного назначения [3]:
· internet/intranet-технология, когда продукт представляет собой ГТ-документ;
Технологии поддержки текста и гипертекста УМ
Методы представления информации могут быть разделены на линейный и структурный. При линейном представлении учебной информации структура изложения УМ однозначно определяется порядком их следо
Технологии использования графики
Известно, что векторные изображения требуют меньшего объема памяти при их хранении, чем растровые, и могут масштабироваться без потери качества [4].
Таким образом, если в ММ продукте (напр
Технологии поддержки анимации и трехмерной графики
Анимация является одной из современных форм представления графики в электронных публикациях. На первый взгляд анимация подобна видеофильму, но она принципиально отличается от него, так как имеет де
Технологии создания и поддержки видео
Видеоинформация представляется в виде видеоклипов (видеороликов), т.е. наборов последовательно выводимых друг за другом взаимосвязанных изображений – кадров (видеокадров). Если скорость появления в
Мультимедиа издания на CD-ROM и DVD-ROM
1. Энциклопедии. Это наиболее дорогие и широко известные издания на CD. К ним относятся: «Иллюстрированный Энциклопедический словарь» (издательство «Аутопан»); «Большая энциклопеди
Типы программных средств разработки ММ продуктов
Интегрированные среды разработчика (ИСР) позволяют объединить созданные отдельно фрагменты разных типов в единое законченное целое – ММ приложение. ИСР ММ приложений можно условно
Инструментальные среды поддержки языков программирования
Универсальные языки программирования в сравнении с авторскими системами оказываются более гибкими и позволяют создавать более производительные ММ приложения. Но в современных условиях гибкость и бы
Проблемы создания ММ КСО
Создание ММ КСО связано с решением целого ряда разноплановых проблем. И как часто бывает в современных и перспективных, интегрированных и постоянно усложняющихся областях знаний и человеческой деят
Образовательные ресурсы
Рис.4.1. Архитектура образовательной среды
Ø ускоренное – проводится по одной из первых двух основны
Новые способы работы с информацией
ММ обеспечивает возможность интенсификации и повышение мотивации обучения за счет применения таких новых способов работы с аудиовизуальной информацией как [1]:
· «манипулиров
Расширение возможностей иллюстраций
При использовании ММ средств в образовании существенно расширяются возможности иллюстраций. Вообще говоря, существует два основных толкования термина «иллюстрация»:
· изображение
Интерактивность
ММ является исключительно полезной и плодотворной образовательной технологией, именно благодаря присущим ей качествам интерактивности, гибкости и интеграции различных типов учебной информации, а та
Активизация обучаемых
Использование ММ позволяет обучаемым работать над учебными материалами по-разному – самим решать,
· как именно изучать материалы,
· как применять интерактивные возможности
Интенсификация процессов обучения.
Применение ММ может позитивно сказаться сразу на нескольких аспектах учебного процесса.
1. ММ может стимулировать когнитивные аспекты обучения, такие как восприятие и осознание
ГЛОССАРИЙ К МОДУЛЮ 2
Аватар – особый класс объектов VRML, трехмерный образ персонажа, действующего в виртуальном мире. В некоторых Internet-приложениях аватары выступают в качестве виртуальных представ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ММ технологии постоянно развиваются, поскольку совершенствует-ся компьютерная и сетевая аппаратура, периферийные устройства аудио-визуализации и техника эффективного представления все больших объе-
Новости и инфо для студентов