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1、,虚拟现实输入设备及应用,传媒信息实验班 作业一,目录,一、虚拟现实常用输入设备,（一）、 CyberGloveCyberTouch 力反馈手套（二）、CyberGlove II18 传感器数据手套（三）、PATRIOT WIRELESS 六自由度无线位置跟踪器,（一）CyberGloveCyberTouch力反馈手套,名称：力反馈手套型号：CyberTouch生产厂家：CyberGlove Systems价格：280000元,功能：,CyberTouch是针对触觉模拟的力反馈装置，需要搭配具有18个传感器的CyberGlove手套一同使用。抓取、移动、装配、操纵、控制虚拟物体.CyberTo
2、uch曾荣获CyberEdge杂志1996年硬件目录最有名虚拟现实产品。借助CyberTouch的触觉反馈功能，CyberGlove用户能够用双手亲自“触碰”虚拟世界，并在与计算机制作的三维物体进行互动的过程中真实感受到物体的振动。触觉反馈能够营造出更为逼真的使用环境，让用户真实感触到物体的移动和反应。此外，CyberTouch系统也可用于数据可视化领域，能够探测与出地面密度、水含量、磁场强度、危害相似度、或光照强度相对应的振动强度。,CyberTouch的特色是在手指与手掌部位上设置了许多小型触觉振动器。每个振动器可以独立编辑不同强度的触感压力。该振动器能产生单一频率或持续性的振动，且可以感
3、受到虚拟物体的外形。因此软体开发设计师除了可以自由设计他们想要的物体外型，还可以定义虚拟物体的触感。在手指与手掌部位上设置了许多小型触觉振动器每个振动器可以独立编辑不同强度的触感压力该振动器能产生单一频率或持续性的振动，且可以感受到虚拟物体的外形可以定义虚拟物体的触感CyberTouch让您即使不通过视觉，也可以清楚感觉到手上的虚拟物件,（二）CyberGlove II18传感器数据手套,名称：CyberGlove II数据手套型号：CyberGlove II18传感器数据手套生产厂家 ：是Immersion公司产品价格：30000元,功能：,有18传感器和22传感器两款.可配备Immersi
4、on的CyberTouch、CyberGrasp、CyberForce装置实现更多应用和触控感受。CyberGlove II18传感器数据手套是一款无线VR手套产品,材料为弹性面料，手掌部采用网眼设计，具有良好的舒适性和透气性。无线CyberGlove II可测量多达22个关节角度，具有极高的精确度。该产品使用自主版权的抗弯曲感应技术，可将测量出的手和 手指的动作准确地转换为数字化的实时角度数据, 且没有累赘的缆线，捕捉动作不受限制，加快了工作进度。CyberGlove II18数据手套每根手指配有两个曲度传感器，此外还有四个延展测量传感器、以及测量拇指交叉截面、手掌拱度、腕关节弯曲和延展的传
5、感器。 CyberGlove II18配有指套，佩戴者可以轻松地打字、写字和抓取物品。,应用举例:对于动画片、游戏的制作来说，艺术家和设计师可使用MotionBuilder软件快速地创建出逼真的手指和手掌的动态效果。由于CyberGlove II是无线数据手套，对于需要多个演员的影片来说，可避免对演员身体和手部动作跟踪进行逐一分别设置，从而节约了制作时间和成本。高效、舒适：CyberGlove II的各项功能可帮助用户高效的捕捉高质量数据。产品采用了符合人体工程学的连接元件，可将该产品佩戴在小臂或大臂之上。该产品使用标准的蓝牙无线技术,无线使用距离为距PC机9米内的区域。左右手手套采用柔韧的材
6、料制作，佩戴感舒适、轻便，且适用于各种手型。,集成VirtualHand软件 “VirtualHand for MotionBuilder”插件:适用MotionBuilder动作捕捉软件。 “VirtualHand for V5”即插即用功能:适用Dassault的CATIA V5软件。 “VirtualHand软件开发工具包”为虚拟现实、模拟仿真、虚拟培训等领域提供了功能强大的手部动作解决方案。CyberGlove II无线数据手套VirtualHand软件，适用于MotionBuilder软件CyberGlove II无线数据手套“VirtualHand for V5”软件，适用于Das
7、sault的CATIA V5软件,系统组件：CyberGlove II数据手套的基本组件包括一只数据手套、两节电池、一个电池充电器和一个USB/蓝牙适配器（含驱动程序）。为满足许多应用领域需要测量前臂的位置和方向需求，该手套的腕带处配备了安装装置，可用于安装InterSense、Polhemus和Ascension品牌的6自由度跟踪传感器。CyberGlove II系统不配备跟踪传感器，可根据用户用户需求提供，VirtualHand软件也可支持该传感器。CyberGlove II手套的腕带处配有一个可设置的软件开关和LED指示灯，利用这些装置，软件开发人员可向CyberGlove II用户提供
8、更多的输入/输出功能。应用范围适用于虚拟现实、动画、影视、视频游戏等诸多领域。,（三）六自由度无线位置跟踪器,名称：六自由度无线位置跟踪器型号：PATRIOT WIRELESS生产厂家 ：POLHEMUS价格：80000元/套,功能：,PATRIOT代表着一个全新层次的运动跟踪技术，是最彻底的无线六自由度解决方案。该系统速度快，而且易于使用，通过一个直观的图形用户界面展现给用户，并有能力跟踪多达四个独立传感器。无线的PATRIOT在完全克服有限牵绊和提供高质量数据的同时保证了更高的稳定性。PATRIOT是无线跟踪技术的领先者，该系统能跟踪多达四个发射器，涵盖8英尺（2.43）米直径的空间范围。
9、简单、直观的用户界面，易于使用的软件开发工具包（SDK）。允许用户定义和设定系统参数，如过滤，数据输出格式，坐标轮换等。PATRIOT能够实时测量/记录位置和方位，可以集中模式工作：连续不断地更新数据，或离散地（一点一点地）采集数据，或逐渐增加地采集数据。利用可选的配件探笔, 你能够采集目标的物理外形轮廓或内部的孔、洞，获得更加精准的X, Y, Z轴的数据点。,PATRIOT的工作范围是5英尺；分辨率为 0.0015 英寸；0.01 度静态精度；动态精度：X, Y, Z 位置0.1英寸 RMS，方位0.75 度 RMS；两个传感器同时工作的延迟小于10毫秒 。特点花费少：以很低的花费提供位置和
10、方位数据。使用方便：用几分钟安装和使用。多种输出格式：用户可选择输出笛卡儿坐标位置(英制或公制)；方位角余弦等数据格式。多传感器操作：在一个测量系统中可以使用两个传感器同时工作，不需要其它的电子元件。可靠性高：工厂校准，不需要调整装置。应用虚拟现实头部跟踪生物力学分析制图学机器人视觉立体定位 CAD数据库建模模型外形尺寸存档,组成部分PATRIOT系统包括一个系统电子单元（SEU），一个电源，一个传感器和一个发射器。可以通过增加一个传感器来提升系统的性能系统电子单元包括产生磁场和感应磁场所需的硬件和软件，计算位置和方向通过RS-232或者USB和上位机进行通讯。发射器发生器包括包着塑料外壳的电
11、磁镀锡卷板，它产生磁场。发生器是传感器测量的参考端。传感器传感器包括包着塑料外壳的电磁镀锡卷板，它探测由发生器产生的磁场。一个很轻的立方体单元，在传感器移动的时候，它的位置和方位被精确的测量。传感器是完全被动式的。,性能指标:,工作范围：该系统在非金属环境下工作性能好，用标准的TX2的发生器时，传感器工作在30英寸范围内（TX4时工作在40英寸范围内），要是超过范围会使性能下降。延迟时间：17毫秒（不需要软件滤波）刷新频率：60HZ（固定）/每个传感器接口：RS-232 串口（高达115.2 K波特率可选）或USB静态精度：X, Y, Z 轴0.1英寸RMS和方位角0 .75度 RMS分辨率：
12、0.0015 英寸；0.1o 方位。测量范围：使用TX2发射器能够达到5英尺；使用TX4发射器会使数据更加稳定。方位探测范围：任何角度,工作环境：如果大的金属物体在发生器或传感器旁边，会影响系统的性能工作温度：10oC - 40oC 相对湿度10% - 95%,不凝固通信：有图形用户界面和软件开发工具包；有用于Windows? 和Linux的USB驱动器物理特点（尺寸数据）：SEU - 6.75 in. L x 6.25 in. W x 1.75 in. H电源 - 3.5 in. L x 2.4 in. W x 1.4 in. H发射器 - 2.3 in. L x 2.2 in. W x 2
13、.2 in. H (standard 2 in. ) or (4 in. )接收传感器 - 0.9 in. L x 1.1 in. W x 0.6 in. H供电电源：10W, 100-240 VAC, 47-63 Hz,性能指标:,二、应用案例,设备型号： HMD及感觉手套案例名称：虚拟外科手术训练器使用单位： Pieper及Satara等研究者效果描述：在90年代初基于两个SGI工作站，用于腿部及腹部外科手术模拟。这个虚拟的环境包括虚拟的手术台与手术灯，虚拟的外科工具，虚拟的人体模型与器官等。借助于，使用者可以对虚拟的人体模型进行手术。但该系统有待进一步改进，如需提高环境的真实感，增加网络
14、功能，使其能同时培训多个使用者，或可在外地专家的指导下工作等。,二、应用案例,设备型号:比利时Materialise公司的“猛犸”(Mammoth）3D打印机案例名称:展出全球首台3D打印的赛车亚利欧使用单位:2012年1月 第90届布鲁塞尔车展效果描述:最高时速141公里，这种打印机能够打印尺寸达到210厘米68厘米80厘米的零部件。,二、应用案例,设备型号：单个VPL数据手套案例名称:手语识别 使用单位：台湾大学的Liang等人效果描述：可识别台湾手语课本中的250个基本词条,识别率为90.5%,二、应用案例,设备型号：Power Gloves 案例名称：手语识别 使用单位：Kadous
15、效果描述：识别有95个孤立词构成的词汇集,正确率为80%,二、应用案例,设备型号： 新型Mycestro手指佩戴型鼠标案例名称：内置重力感应传感器 新奇3D鼠标惊艳亮相 Mycestro的套在手指的鼠标使用单位：Innovative Developments公司效果描述：该鼠标外型轻巧，用户只需将其固定在食指上便能实现操作电脑的目的。Mycestro是一款3D鼠标，内置有重力感应传感器。这意味着它支持在空中操作，且单手即可。支持PC、iPad、iPhone、MacBook，而在年底则将支持Android设备。其内置了锂电池，可通过USB接口充电，满电后的续航时间为8小时左右。,二、应用案例,设备型号：集合了虚拟现实软件平台DVS3D、3D模型素材库、6自由度光学追踪系统、人机交互、PLC电控技术、虚拟应用等多项核心技术案例名称：国内大型沉浸式虚拟现实产品G-Magic耀目上市使用单位：中国高端虚拟现实企业曼恒数字效果描述：产品针对高端制造、能源、国防军工、教育科研、商业商务、建筑、生物医学等领域用户，为其提供超精细等比展示、虚拟设计、方案评审、虚拟装配、虚拟实训等交互操作应用服务。为用户提供大范围视野的高分辨率及高质量的立体影像，让虚拟环境媲美真实世界,谢谢！,
