虛擬與現實裝置設計

⑴ 虛擬現實技術在建築設計中的應用

下面是中達咨詢給大家帶來關於虛擬現實技術在建築設計中的應用，以供參考。
虛擬現實技術是一項綜合性建築設計方法，減輕設計人員勞動強度，縮短設計周期，提高設計質量，節省投資。設計者設計的建築物與工程單位可在萬維網上相互溝通交流。
1、前言
計算機技術用於建築設計已有多年，計算機輔助設計（CAD），主要是幫助設計者把設計、計算、畫圖、數據存儲和處理等繁重工作交給計算機完成，而設計者把主要精力用於創造性構思。計算機產生的設計結果，可通過圖形設備向設計者展示，並可模擬，允許設計者作出修改。虛擬現實（簡稱VR）技術能創造身臨其境的感覺。
虛擬現實也稱虛擬環境或虛擬真實環境，是迅速發展的一項綜合性計算機、圖形交互技術，它集成了計算機圖形學、多媒體、人工智慧、多感測器、網路並行處理，利用計算機生成的三維空間形象實現的目標合成技術，通過視、聽、觸覺，以圖表及動畫方式呈現，讓觀看者「眼見為明」。它改變了傳統的計算機輔助設計被動靜態的信息傳遞方式。它的特性包括：（1）交互性（interactive）；（2）想像性（imagination）；（3）沉浸性（immersion）.虛擬現實就建築視覺模擬的可行性而言，應用領域可包括：建築物模擬、室內設計模擬、城市景觀模擬、施工過程模擬、物理環境模擬、防災模擬、歷史性建築模擬等。在建築設計中既要進行空間形象思維，又要考慮到以用戶的感受為核心，是一連串的創新過程，包括規劃、設計、建設施工、維護等。巨大的成本和不可逆的執行程序，不能出現過多的差錯，虛擬現實是一種可以創造和體現虛擬世界的計算機系統，虛擬世界是整體虛擬環境或給定模擬的對象的全體，充分利用計算機輔助設計和虛擬現實，可減輕設計人員的勞動強度，縮短設計周期，提高設計質量，節省投資。虛擬現實技術在建築設計中應用廣泛。
2、展示建築物的整個信息
現階段的二維、三維的表達方式，只能傳遞建築物部分屬性的信息，並且只能提供單一尺度的建築物信息，使用虛擬現實技術可展示一棟活生生的虛擬建築物，使人產生身臨其境之感，設計不僅僅是設計者的事，住戶、管理部門都可起到輔助決策的作用。
3、遠距離瀏覽
設計者設計的建築物與工程單位可以相互溝通交流，通過萬維網達到遠距離瀏覽，也可以以計算機語言開發與虛擬現實造型語言整合，虛擬現實用於Internet網中提高其普遍性與實用性。
4、實時多方案比較
在建築設計過程中，一般都會對設計的建築物提出不同的設計方案，對未來建築物的形象做多種設想，在虛擬的建築三維空間中，可以實時地切換不同的方案，在同一個觀察點或同一個觀察序列中感受不同的建築外觀，這樣，有助於比較不同的建築方案的特點與不足，以便進一步進行決策。事實上，利用虛擬現實技術不但能夠對不同方案進行比較，而且可以對某個特定的局部作修改，並實時地與修改前的方案進行分析比較。
5、專用的人機介面交互
人機介面是使用者與計算機溝通的橋梁，它是代表使用者意圖的轉換及計算機程序的執行，良好的人機介面的建立，可減少使用者對系統的學習時間和增強系統的使用效率。在虛擬現實技術建築設計中，必須有特定的人機介面模式：（1）使用者模式。使用者直接進入虛擬現實中，進行觀測與互動操作，以第一人稱的觀測方式，進行虛擬現實的沉浸觀察，隱藏的介面，只有在使用時才出現；（2）代理者模式。在虛擬現實中，常因沉浸環境與現實環境的感性差距，而造成空間迷失現象，以至於使用者無法掌握虛擬現實中的狀態，以空間代理者的虛擬環境信息的提供，以第一和第二人稱的觀察方式，進行虛擬環境中的觀測；（3）監控模式。使用者以第三人稱的方式，監控虛擬現實中所有的現實狀態，並進行虛擬物的監視與控制，而介面的產生與虛擬現實的種類並無絕對的關系；（4）浸入操作模式。將控制虛擬現實物的介面，置於虛擬現實中，以進行模擬式的操作模擬，使用者以
第一人稱的操作方式，對虛擬物進行控制。從系統整合的觀點來分析建築設計，系統的介面連結不當，影響設計質量和施工程序。
虛擬現實系統基本上有兩種：模型式和圖像式。以模型式虛擬現實，以虛擬現實造型語言（簡稱VRML）為主要描述語言，使得建築設計可用計算機進行三維建模，利用效果圖和三維施工圖與資料庫，並利用虛擬現實技術連結到資料庫作為實時模擬操作。虛擬現實造型語言，可用來在萬維網（3W）中定義與更多信息相關聯的三維世界的布局和內容，使之能夠在一個交互的三維空間中很容易地被表達出來。當虛擬現實造型語言瀏覽器啟動後，它會將虛擬現實造型語言中的信息解釋成虛擬現實造型語言空間中的建築物的幾何形體的描述，一旦VRML空間被用戶的瀏覽器解釋，它將提供實時顯示，一秒鍾可以顯示多次，這樣，用戶的機器上將會有一個活動的場景。
6、應用實例
荷蘭的虛擬現實技術起步較快，Eindoven大學的Calibre研究院已用虛擬現實技術進行設計和咨詢，他們開發的軟體包由一組類CAD的函數組成，稱為CAAD軟體，為建築結構的創建、修改和可視化提供了工具包，它支持AutoCADDXF文件的輸入輸出，而且能夠用於虛擬環境中增加動畫和對象的動態行為。已用該系統模型化了一座小城市，具體目標是在河中小島上設計一棟博物館。這座城市由好幾百棟建築物組成，坐落在河邊斜坡上，可以俯瞰小島。首先，數字化該城市的地圖，創建基本的AutoCAD模型；其次，按真實三維位置安排每棟建築物，同時也考慮山坡的輪廓；再次，加上建築細節，如門框和窗框設計，以便標准地表現該城市的美學特徵。該應用實例讓人們領略了該領域和他們所取得的成果。
在美國洛杉磯和費城的虛擬建築三維模擬系統被認為是全球最成功的虛擬建築模擬系統之一。各國對虛擬現實技術都在研究和應用，我國也一樣，在虛擬世界建築方面，都已製作和展示了復雜的虛擬世界模型。虛擬現實技術所涉領域十分廣泛，技術潛力巨大，在建築設計中應用前景廣闊，但軟硬體投資巨大，可重復性低，如計算機輔助設計/製造資料庫/計算機輔助工程，多媒體/台式視頻，圖形藝術，形象/動畫製作，科學可視化，實時模擬等的硬體價格很高。
7結語
總之，虛擬現實技術在建築設計中的應用隨著網路的發達及計算機軟硬體的進展，應用層面會更廣，成長幅度會更大。網路傳輸的便捷與快速處理，利用計算機科技來呈現建築設計成果，已成為新的趨勢，而且技術日新月異。
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⑵ 淺談建築設計中VR設計的使用

淺談建築設計中VR設計的使用

VR 是用計算機生成逼真的三維視、聽、嗅等感覺, 使人能通過適當裝置對虛擬世界進行互動式體驗。通常用戶頭戴一個頭盔, 手持感測手套, 彷彿置身於一個幻覺世界中, 在虛擬環境中漫遊, 並允許操作其中的物。使用者在虛擬環境中可獲得視覺、聽覺、觸覺、動覺等多種感知, 從而達到身臨其境的感受。

VR 技術與建築設計利用

VR 技術進行建築設計, 在建築設計階段就能以可視的、動態的方式全方位展示建築物所處的地理環境、建築物外貌、建築物內部構造和各種附屬設施, 使人們能夠在一個虛擬的環境中, 甚至在未來的建築物中漫遊。因而, VR 技術是建築方案設計、裝修效果展示、方案投標、方案論證及方案評審的有力工具, 在建築設計業、房地產業和建築裝修業等領域有著日益廣泛的應用前景。

建築物虛擬現實環境設計的基本要素

利用VR 技術進行建築物設計的基本要素包括虛擬場景建模、虛擬場景渲染、虛擬攝影機設置、運動速度控制以及虛擬觀察者各種動作的模擬( 步行、旋轉及其它動作) 等等。

虛擬場景建模無論採用何種虛擬方式, 首先要遇到虛擬環境建模問題。目前既可採用VRML 等專用的虛擬現實建模語言, 又可以採用SGI 公司的Open Inventor 等來完成建模, 也可以直接利用OpenGL 建立模型庫或開發專門的建模工具, 但這樣做的工作量是非常大的。另一種方法是藉助於3DSMAX 等普通的.三維建模工具, 先建立起三維模型, 然後用編程或藉助於工具的方法, 導入到虛擬環境中, 並利用Open􀀁 GL 完成渲染。此外, 微軟近年提出的DirectX 雖然主要是針對三維游戲編程, 但是由於其硬體要求低 ( 目前大多數圖形加速卡都支持DirectX) , 而且其開發包DirectX SDK 中提供直接導入3DSMAX 模型的工具, 用Direct3D 技術完成渲染。這樣, 就為在低成本硬體環境中研究虛擬現實技術提供了條件。

虛擬場景渲染建築物虛擬現實常常要表現一個龐大的建築群。對於較小的場景, 可以很快地完成渲染; 但對於復雜的大型場景, 一旦超過計算機物理內存能力, 由於需要使用虛擬內存, 渲染時間將會增加十幾倍甚至數十倍, 慢到令人難以忍受的程度。當然, 可以根據計算機內存的大小來控制場景規模, 使得所有的渲染工作都在計算機物理內存中完成, 但有時也會遇到必須處理大型場景的情況。解決這一問題的辦法是, 把虛擬現實場景分解為可直接在物理內存中完成渲染的若干組, 分組進行渲染。這種方法無論對預制還是實時動畫, 都是行之有效的。在互動式漫遊過程中, 可根據觀察者當前時刻所處的位置, 將場景分為若干個動態子塊, 在遠方不斷地、動態地實時生成新的動態模塊。這一技術不僅可以節約渲染時間, 而且可以有效地避免在互動式漫遊過程中走到天盡頭􀀁, 甚至掉到宇宙中這樣的問題。

虛擬攝影機設置

虛擬攝影機焦距設置在建築物虛擬現實中, 虛擬攝影機是對虛擬觀察者眼睛的模擬, 一般情況下焦距應與人的正常視野接近, 即為35 mm 左右。當焦距小於28 mm 時或大於50 mm 時, 均不能正確反映建築物的透視關系, 要麼畸變, 要麼景深過小。除非有特殊需要, 攝影機焦距一般應設置在35 mm 左右。

虛擬攝影機高度設置虛擬攝影機高度一般應接近人眼平均高度, 一般攝像機的高度在1􀀁7 m。而且在漫遊過程中, 虛擬攝影機應盡量保持平視, 即攝影機與攝影機目標點高度相同。當需要仰視或俯視, 而物體變形太大時, 可適當增加焦距。

動畫運動速度控制

因為虛擬攝影機代表觀察者的眼睛, 所以, 如何把虛擬攝影機看到的與觀察者在虛擬場景中觀察到的聯系起來, 就極為重要了。在考慮虛擬場景中動畫的運動速度時, 作為動畫創作者需要認真考慮觀察者會有什麼樣的速度感覺, 以及這種感覺是否適合於計算機動畫。攝影機通過場景的速度快, 場景運動得就快, 觀察者感覺得速度就快。特別是當動畫中出現熟悉的物體, 例如建築物、傢具和汽車時, 觀察者就會有很強的相對速度的感覺, 這時創作者應花一點時間來考慮一個人在給定的環境中, 應當走多快才能看清場景。

虛擬觀察者運動模擬

步行模擬步行模擬是模擬觀察者在虛擬環境中漫步。在實際生活中, 當觀察者經過一個地方時, 眼睛留下的印象不會是簡單地從一邊看到另一邊, 有時會停下來, 看一下詳細情況或環境。當觀察者注意到比較關心的目標時, 常常會忘了單純的散步。重建這種印象, 就是產生有趣動畫的過程。這實際上是由製作者代替觀察者事先決定什麼值得一看, 以及怎樣看。在互動式漫遊時, 則是通過交互方式, 由操作者選擇看什麼以及看。

旋轉模擬在製作虛擬環境中的漫遊動畫時, 旋轉路徑最容易引起返工。其原因往往是製作時未能對漫遊動畫中的旋轉進行深入的探究。漫遊動畫中的旋轉可分兩種情況: ( 1) 視點不變, 攝影機作圓弧運動或曲線運動。例如, 用回轉方式表現建築物外觀。就相對運動而言, 此時本質上相當於讓物體旋轉。盡管此時每一幀畫面都在發生變化, 但觀察對象始終在畫面內。一般藉助於虛擬物體可較好地完成這種旋轉。 ( 2) 視點變化, 攝影機坐標不變或作曲線運動。例如, 掃視環境或模擬觀察者的轉身、轉彎動作。此時不僅每一幀畫面都在發生變化, 而且觀察對象也時刻在改變, 除非運動速度非常緩慢( 當然將耗費大量幀數) , 否則很難看清楚動畫內容。對大多數人來說, 合適的轉動速度大約是每秒轉動 45􀀁。如果需要在轉動過程中仔細觀察, 每秒就只能轉動15􀀁~ 20􀀁。

建築物虛擬現實漫遊

建築物虛擬現實漫遊一般都要表現該建築物所處的虛擬地理環境、建築物全貌, 以及該建築物的各種附屬設施, 常採用瀏覽和鳥瞰的方式進行。在瀏覽式漫遊中, 為了給人以身臨其境的感覺, 應力求減少鏡頭切換, 依靠巧妙的漫遊路徑設計, 用連續的鏡頭, 一氣呵成地完成所要表現的內容。此外, 為了在整個漫遊過程中正確表現主體對象與周圍景觀的透視關系, 虛擬環境建築群也應使用三維模型, 而不宜用背景貼圖替代。為了節省渲染時間, 除該建築群與少數表現地理特徵的建築物外, 其餘作為襯托的建鳥瞰式漫遊的主要優點是居高臨下, 整個虛擬建築結構布局一覽無遺, 而且十分自由, 可以省去模擬觀察者在建築物內穿行、轉身之類動作的麻煩。築物模型應盡可能簡略。

⑶ 虛擬現實技術案例

虛擬現實是用戶可以與虛擬環境進行人機交互，將被動式觀看變成更逼真地體驗互動。比如，計算機虛擬的環境是一座樓房，內有各種設備、物品，操作者會如同身臨其境一樣，可以通過各種感測裝置在屋內行走查看、開門關門、搬動物品；對房屋設計上的不滿意之處，還可隨意改動。你可以在87870這樣的網站留意下先。

⑷ 虛擬現實系統 的組成,特徵及主要設計要素有哪些

虛擬現實系統是由計算機、輸入介面、輸出介面、虛擬3D世界等組成的一個完整的模擬現實環境。
虛擬現實系統有三個主要特徵，一是沉浸性，包括視覺沉浸，聽覺沉浸，觸覺沉浸和嗅覺沉浸。二是交互性，是指用戶進入虛擬環境後，可以用自然的方式對虛擬現實環境中的物體進行操作，並且得到自然的反饋，同時保證操作的實時性與有效性。三是想像性，強調虛擬現實環境應用具有廣闊的想像空間，擴寬認知范圍。設計一個虛擬現實系統，都應考慮以下內容，也是設計要素。1,、面向使用者的系統設計（給誰用，怎麼用，體驗要求，空間大小，開發成本等）2、虛擬世界的設計與創建（3D世界的設計與創建）3、軟體介面的設計（UI 、交換功能、信息共享、特效效果等）4硬體介面的設計（輸出：視覺、聽覺、觸覺介面；輸入：跟蹤識別等）

⑸ 什麼是虛擬現實與工業設計

虛擬現實技術已經發展很多年，虛擬現實的應用領域也越來越廣泛，最處是用於軍事模擬，近年來在城市規劃，室內設計,文物保護，交通模擬，虛擬現實游戲，工業設計，遠程教育等方面都取得了巨大的發展，虛擬無限相信，這是不可逆轉的趨勢，並且會運用更加廣泛，下面是目前虛擬現實應用領域的簡要介紹

1:城市規劃

在城市規劃中經常會用到VR技術，用VR技術不僅能十分直觀的表現虛擬的城市環境，而且能很好的模擬各種天氣情況下的城市，而且可以一目瞭然的了解排水系統，供電系統，道路交通，溝渠湖泊等等。而且能模擬颶風、火災、水災、地震等自然災害的突發情況。對於政府在城市規劃的工作中起到了舉足輕重的作用。

2:室內設計
在室內設計應用方面，用VR技術不僅能十分完美的表現室內的環境，而且能在三維的室內空間中自由行走。目前業內常用VR技術做室內360度全景展示和室內漫遊，受到一致好評，而且不僅能在室內漫遊，還能用VR技術做預裝修系統，可以實現即時動態的對牆壁的顏色進行更換或貼上不同材質的牆紙，還可以更換地面的顏色或貼上不同的木地板、瓷磚等，更能移動傢具的擺放位置、更換不同的裝飾物。這一切都在VR虛擬現實技術下將被完美的表現。

3:文物保護
VR技術在文物保護方面也是應用相當廣泛的，埃及的金字塔就做過網上的體驗中心，運用了全景虛擬技術和三維虛擬技術，而且IBM目前正在運用VR虛擬現實技術對北京故宮進行整個故宮的數字虛擬。屆時大家也許可以在網上直接看到數字三維化的故宮。

4:交通
無論是在空中、陸地還是海洋河流的交通規劃模擬方面，VR虛擬技術都有其得天獨厚的優勢，不僅僅能用三維GIS技術將各種交通路線表現得十分到位，更能動態模擬各種自然災害情況。

5:房地產
近幾年在房地產的表現和推廣應用方面，VR虛擬現實技術被得到越來越多的應用，更有逐步取代效果圖和三維動畫之勢。用VR虛擬技術不僅可以十分完美的表現整個小區的環境，設施。還能表現不存在但即將建成的綠化帶，噴泉，休息區，運動場等等。。不僅如此，用戶還能在整個小區中任意漫遊、仔細欣賞小區的每一處風景。大大刺激了瀏覽者的感受。

6:游戲
對於游戲的開發，目前VR技術比較適合開發：角色扮演類、動作類、冒險解迷類、競速賽車類的游戲，其先進的圖像引擎絲毫不亞於目前的主流游戲引擎的圖像表現效果，而且整合配套的動力學和AI系統更給游戲的開發提供了便利。

7:軍事
VR技術就是誕生於軍事應用，在軍事應用方面很多，包括：模擬戰場，模擬操作，模擬駕駛，模擬裝配等等。。都需要通過VR技術來實現。而且在相關軍事工作匯報中也會有VR技術的支持。

8:家電
家電產品的展示、展覽、發布上。運用VR技術不僅可以完美表現產品的外觀，更能將其功能表現的淋漓盡致。而且家電行業產品種類繁多、數量龐大。市場需求量十分大，無論是使用全景虛擬還是視頻虛擬還是三維虛擬技術都能在家電行業大有作為。

9:地理
VR技術在地里應用上，主要是運用三維GIS地理信息系統來表現直觀的三維地形地貌，對於地理工作者提供便利，對於相關工程建設提供可靠的參考數據。

10:教育
VR技術在教育領域，主要是發揮其互動性和生動的表現效果，用於立體幾何、物理化學等相關課件的模擬製作。而且在相關專業的培訓機構，VR虛擬現實技術能夠提供學員更多的輔助，比如虛擬駕駛、各種交通規則的模擬。特種器械模擬操作、模擬裝備等等。

11:工業
VR技術在工業應用上，主要運用於工業園模擬、機床模擬操作、設備管理、虛擬裝配、工控模擬。由於VR技術本身的特性所以從事以上的相關工作模擬十分方便、快捷而真實准確。

12:視頻
VR技術在工視頻應用上，已經相當廣泛了，在各大電視台中均有虛擬演播室，而且有的電視台還運用了虛擬主持人。這種虛擬技術的運用無論是CCTV還是各個地方衛視都有應用

設計是人類為了實現某種特定的目的而進行的創造性活動，它包含於一切人造物品的形成過程當中。
工業設計概念：目前被廣泛採用的定義是國際工業設計協會聯合會(ICSID)在1980年的巴黎年會上為工業設計下的修正定義："就批量生產的工業產品而言，憑借訓練、技術知識、經驗及視覺感受而賦予材料、結構、形態、色彩、表面加工及裝飾以新的品質和資格，叫做工業設計

⑹ 虛擬現實硬體的交互設備

（1）數據手套
數據手套是虛擬模擬中最常用的交互工具。 數據手套設有彎曲感測器，彎曲感測器由柔性電路板、力敏元件、彈性封裝材料組成，通過導線連接至信號處理電路；在柔性電路板上設有至少兩根導線，以力敏材料包覆於柔性電路板大部，再在力敏材料上包覆一層彈性封裝材料，柔性電路板留一端在外，以導線與外電路連接。把人手姿態准確實時地傳遞給虛擬環境，而且能夠把與虛擬物體的接觸信息反饋給操作者。使操作者以更加直接，更加自然，更加有效的方式與虛擬世界進行交互，大大增強了互動性和沉浸感。並為操作者提供了一種通用、直接的人機交互方式，特別適用於需要多自由度手模型對虛擬物體進行復雜操作的虛擬現實系統。數據手套本身不提供與空間位置相關的信息，必須與位置跟蹤設備連用。
（2）力矩球
力矩球（空間求Space Ball）是一種可提供為6自由度的外部輸入設備，他安裝在一個小型的固定平台上。6自由度是指寬度、高度、深度、俯仰角、轉動角和偏轉角，可以扭轉、擠壓、拉伸以及來回搖擺，用來控制虛擬場景做自由漫遊，或者控制場景中牧歌物體的空間位置機器方向。力矩球通常使用發光二極體來測量力。他通過裝在求中心的幾個張力器測量出手所施加的力，閉關將其測量值轉化為三個平移運動和三個旋轉運動的值送入計算機中，計算機根據這些值來改變其輸出顯示。力矩球在選取對象時不是很直觀，一般與數據手套、立體眼鏡配合使用。3
（3）操縱桿
操縱桿是一種可以提供前後左右上下6個自由度及手指按鈕的外部輸入設備。適合對虛擬飛行等的操作。由於操縱桿採用全數字化設計，所以其精度非常高。無論操作速度多快，他都能快速做出反應。
操縱桿的優點是操作靈活方便，真實感強，相對於其他設備來說價格低廉。缺點是只能用於特殊的環境，如虛擬飛行。
（4）觸覺反饋裝置
在VR系統中如果沒有觸覺反饋，當用戶接觸到虛擬世界的某一物體時易使手穿過物體，從而失去真實感。解決這種問題的有效方法是在用戶交互設備中增加觸覺反饋。觸覺反饋主要是居於視覺、氣壓感、振動觸感、電子觸感和神經肌肉模擬等方法來實現的。向皮膚反饋可變點脈沖的電子觸感反饋和直接刺激皮層的神經肌肉模擬反饋都不太安全，相對而言，氣壓式和振動觸感是是較為安全的觸覺反饋方法。
氣壓式觸摸反饋是一種採用小空氣袋作為感測裝置的。它由雙層手套組成，其中一個輸入手套來測量力，有20~30個力敏元件分布在手套的不同位置，當使用者在VR系統中產生虛擬接觸的時候，檢測出手的各個部位的手裡情況。用另一個輸出手套再現所檢測的壓力，手套上也裝有20~30個空氣袋放在對應的位置，這些小空氣袋由空氣壓縮泵控制其氣壓，並由計算機對氣壓值進行調整，從而實現虛擬手物碰觸時的觸覺感受和手裡情況。該方法實現的觸覺雖然不是非常的逼真，但是已經有較好的結果。
振動反饋是用聲音線圈作為振動換能裝置以產生振動的方法。簡單的換能裝置就如同一個未安裝喇叭的聲音線圈，復雜的換能器是利用狀態記憶合金支撐。當電流通過這些換能裝置時，它們都會發生形變和彎曲。可能根據需要把換能器做成各種形狀，把它們安裝在皮膚表面的各個位置。這樣就能產生對虛擬物體的光滑度、粗糙度的感知。
（5）力覺反饋裝置
力覺和觸覺實際是兩種不同的感知，觸覺包括的感知內容更加豐富如接觸感、質感、紋理感以及溫度感等；力覺感知設備要求能反饋力的大小和方向，與觸覺反饋裝置相比，力反饋裝置相對成熟一些。目前已經有的力反饋裝置有：力量反饋臂，力量反饋操縱桿，筆式六自由度游戲棒等。其主原理是有計算機通過里反饋系統對用戶的手、腕、臂等運動產生阻力從而使用戶感受到作用力的方向和大小。
由於人對力覺感知非常敏感，一般精度的裝置根本無法滿足要求，而研製高精度里反饋裝置又相當昂貴，這是人們面臨的難題之一。
（6）運動捕捉系統
在VR系統中為了實現人與VR系統的交互，必須確定參與者的頭部、手、身體等位置的方向，准確地跟蹤測量參與者的動作，將這些動作實時監測出來，以便將這些數據反饋給顯示和控制系統。這些工作對VR系統是必不可少的，也正是運動捕捉技術的研究內容。
到目前為止，常用的運動捕捉技術從原理上說可分為機械式、聲學式、電磁式、和光學式。同時，不依賴於感測器而直接識別人體人體特徵的運動捕捉技術也將很快進入實用。
從技術角度來看，運動捕捉就是要測量、跟蹤、記錄物體在三維空間中的運動軌跡。
（7）機械式運動捕捉
機械式運動捕捉依靠機械裝置來跟蹤和測量運動軌跡。典型的系統由多個關節和剛性連桿組成，在可轉動的關節中裝有角度感測器，可以測得關節轉動角度的變化情況。裝置運動是，根據角度感測器所測得的角度變化和連桿的昂度，可以得出桿件末端點在空間中的位置和運動軌跡。實際上，裝置上任何一點的軌跡都可以求出，剛性連桿也可以換成長度可變的伸縮桿。
機械式運動捕捉的一種應用形式是將欲捕捉的運動物體與機械結構相連，物體運動帶動機械裝置，從而被感測器記錄下來。這種方法的優點是成本低、精度高、可以做到實時測量，還可以允許多個角色同時表演，但是使用起來非常不方便，機械結構對表演者的動作的阻礙和限制很大。
（8）聲學運動捕捉
常用的聲學捕捉設備由發送器、接收器和處理單元組成。發送器是一個固定的超聲波發送器，接收器一般由呈三角形排列的三個超聲波探頭組成。通過測量聲波從發送器到接收器的時間或者相位差，系統可以確定接收器的位置和方向。
這類裝置的成本較低，但對運動的捕捉有較大的延遲和滯後，實時性較差，精度一般不很高，聲源和接收器之間不能有大的遮擋物，受雜訊影響和多次反射等干擾較大。由於空氣中聲波的速度與大氣壓、濕度、溫度有關，所以必須在演算法中做出相應的補償。
（9）電磁式運動捕捉
電磁式運動捕捉是比較常用的運動捕捉設備。一般由發射源、接受感測器和數據處理單元組成。發射源在空間按照一定時空規律分布的電磁場；接受感測器安置在表演者沿著身體的相關位置，隨著表演者在電磁場中運動，通過電纜或者無線方式與數據處理單元相連。
它對環境的要求比較嚴格，在使用場地附近不能有金屬物品，否則會干擾電磁場，影響精度。系統的允許范圍比光學式要小，特別是電纜對使用者的活動限制比較大，對於比較劇烈的運動則不適用。
（10）光學式運動捕捉
光學式運動捕捉通過對目標上特定光點的監視和跟蹤來完成運動捕捉的任務。目前常見的光學式運動捕捉大多數居於計算機視覺原理。從理論上說，對於空間中的一個點，只要他能同時被兩個相機縮減，則根據同一時刻兩個相機所拍攝的圖像和相機參數，可以確定這一時刻該點在空間中的位置。當相機以足夠高的速率連續拍攝時，從圖像序列中就可以得到該店的運動軌跡。
這種方法的缺點就是價格昂貴，雖然可以實時捕捉運動，但後期處理的工作量非常大，對於表演場的光照、反射情況有一定的要求，裝置定標也比較繁瑣。
（11）數據衣
在VR系統中比較常用的運動捕捉是數據衣。數據衣為了讓VR系統識別全身運動而設計的輸入裝置。他是根據『數據手套』的原理研製出來的，這種衣服裝備著許多觸覺感測器，穿在身上，衣服裡面的感測器能夠根據身體的動作探測和跟蹤人體的所有動作。數據衣對人體大約50個不同的關節進行測量，包括膝蓋、手臂、軀乾和腳。通過光電轉換，身體的運動信息被計算機識別，反過來衣服也會反作用在身上產生壓力和摩擦力，使人的感覺更加逼真。
和HMD，數據手套一樣數據衣也有延遲大、解析度低、作用范圍小、使用不便的缺點，另外數據衣還存在著一個潛在的問題就是人的體型差異比較大。為了檢測全身，不但要檢測肢體的伸張狀況，而且還要檢測肢體的空間位置和方向，這需要許多空間跟蹤器。

⑺ ar技術能將虛擬和現實連接在一起讓人們身臨其中

你能想像得到當電腦、3D掃描場景、現實與投射光這幾種元素搭配到一起，會為我們帶來什麼樣的效果嗎？最近有一家名為Lightform地公司就創建了第一台可以連接到投影機的電腦，而這個電腦真的能立即掃描3D場景，將現實與投射光混合在一起。換句話說，Lightform裝置在未來，很有可能會出現在我們家裡。

Lightform 的聯合創始人兼執行總監 Brett Jones 提到了自己是從哪裡獲得這種 AR 技術的靈感的。「當我八年前還在華特迪士尼幻想工程(Disney Imagineering)的時候，我看到了一個演示的投影式AR，這是我見過的最引人注目的VR/AR演示。系統將一個完整的森林投影出來，閃電和雨水，蝴蝶輕輕地飄過，還有一個奔流不息的瀑布。我的同事把他的ID丟進瀑布，我發現ID變濕了。但問題是，演示成本需要數百萬，只有迪斯尼有能力實現。就在那時，我知道自己想把這項技術變得無處不在。」