沉舟舟
想要云端漫步,感受如夢(mèng)如幻的輕盈與自由嗎?想要足不出戶,體驗(yàn)高山滑雪,盡享刺激與速度嗎?或許,你夢(mèng)想著上九天攬?jiān)?,與星辰共舞?又或許,你渴望與海洋生物親密接觸,感受海洋的神秘與深邃?這些想法,在VR 眼鏡的魔力下,都可以輕松實(shí)現(xiàn)。
什么是VR 眼鏡?
VR,也叫虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality),是一種通過技術(shù)手段模擬出三維環(huán)境,讓用戶可以沉浸其中,并與虛擬世界進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng)的技術(shù),通俗地說就像做“白日夢(mèng)”一樣,人可以沉浸在VR 技術(shù)構(gòu)建的虛擬世界里,感知聲音、位置、物體、場(chǎng)景的變化,并通過手勢(shì)、鼠標(biāo)鍵盤或者手柄與虛擬空間進(jìn)行互動(dòng)。VR 眼鏡,也叫虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示設(shè)備,是實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)的重要載體,是我們進(jìn)入虛擬世界的窗口。
凸透鏡
這是VR 眼鏡中用于放大顯示圖像的關(guān)鍵部件。它能夠?qū)@示屏上的圖像放大并投影到用戶的眼前,從而創(chuàng)造出沉浸式的虛擬體驗(yàn)。凸透鏡能夠?yàn)橛脩魩韺拸V的視野和縱深感,增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)的真實(shí)感。一些高級(jí)的VR 眼鏡還采用了特殊的光學(xué)技術(shù)(如非球面透鏡),以進(jìn)一步優(yōu)化視覺效果。
顯示屏
這是VR 眼鏡中用于顯示虛擬場(chǎng)景的關(guān)鍵部件。它通常采用高分辨率、高刷新率的屏幕,來提供清晰、流暢的視覺效果。高質(zhì)量的顯示屏能夠帶來逼真的虛擬體驗(yàn),讓用戶感覺身臨其境。
處理器
這是VR 眼鏡的核心部件,負(fù)責(zé)運(yùn)行虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用,處理圖像和視頻數(shù)據(jù),以及提供與其他設(shè)備的連接功能。它通常采用高性能的芯片,以滿足虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)計(jì)算能力的需求。強(qiáng)大的處理器能確保用戶沉浸在虛擬世界中。
傳感器件
這是VR 眼鏡中用于跟蹤用戶頭部和眼球運(yùn)動(dòng)的部件。它通常包括陀螺儀、加速度計(jì)和攝像頭等傳感器,能夠?qū)崟r(shí)捕捉用戶的動(dòng)作和視線方向,根據(jù)用戶的反應(yīng)實(shí)時(shí)調(diào)整虛擬場(chǎng)景的視角和深度,實(shí)現(xiàn)更加自然的交互體驗(yàn)。
交互設(shè)備
通常是手柄或觸摸板,用于用戶與虛擬世界進(jìn)行交互。
根據(jù)組成結(jié)構(gòu)的不同,VR 眼鏡主要有以下三類發(fā)展方向:
1.顯示器類VR 眼鏡
這類VR 眼鏡通常需要連接電腦主機(jī),利用主機(jī)進(jìn)行運(yùn)算,提供高質(zhì)量的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn),圖像清晰度和流暢度高。相當(dāng)于處理器是外接的,這樣的設(shè)備靈活性不足,不適合長(zhǎng)時(shí)間佩戴。
2.移動(dòng)式VR 眼鏡
這類VR 眼鏡將透鏡、顯示屏、處理器、傳感器都集中在了眼鏡里,不用依靠任何外部設(shè)備,只需佩戴VR 一體機(jī)即可享受虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn),隨時(shí)隨地進(jìn)入虛擬世界。
3.手機(jī)盒子類VR 眼鏡
這類VR 眼鏡非常簡(jiǎn)單,將已經(jīng)集成處理器、顯示器和陀螺儀的手機(jī)作為自己的組成部分,眼鏡只提供了透鏡和外殼,最簡(jiǎn)潔的手機(jī)VR 眼鏡可以僅由一個(gè)紙板盒子和一對(duì)凸透鏡組成。不過它的性能也完全受到手機(jī)性能的限制。
立體世界從哪兒來
想了解VR 眼鏡的工作原理,大家可以先做一個(gè)簡(jiǎn)單的小實(shí)驗(yàn):看向一個(gè)物體,可以是一支筆或者一個(gè)水果。緊閉你的左眼,用右眼觀察;再緊閉右眼用左眼觀察。
怎么樣,是不是發(fā)現(xiàn)兩只眼睛所觀察到的圖像有角度和位置上的細(xì)微差異?這是因?yàn)閮芍谎劬χg有一定的間距。正是通過雙眼視差,大腦才能感知深度和立體感。
VR 眼鏡為了模擬這種雙眼視差,通過交替成像的方式,為每只眼睛提供不同的圖像,這種差異使得大腦在處理這些圖像時(shí)能夠感知到縱深度和立體感,帶來逼真的體驗(yàn)。
為此,VR 眼鏡通常會(huì)使用兩塊顯示屏來成像,或者將一塊屏幕劃分為左眼區(qū)和右眼區(qū)分別成像。由于顯示屏距離眼睛很近,直接看向兩個(gè)畫面是比較難聚焦的,因此會(huì)用到凸透鏡來放大屏幕并改變視角。
玩轉(zhuǎn)VR
教育領(lǐng)域:VR 眼鏡在教育領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。我們可以使用VR 眼鏡參與虛擬實(shí)驗(yàn)(比如一些危險(xiǎn)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)),足不出戶就能探訪世界各地的名勝古跡,參觀博物館。同時(shí),VR 技術(shù)也可以用于在職培訓(xùn),模擬危險(xiǎn)環(huán)境或提供實(shí)際操作的機(jī)會(huì)。
醫(yī)療領(lǐng)域:VR 眼鏡在醫(yī)療保健領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用潛力。醫(yī)生可以使用它來進(jìn)行手術(shù)模擬或訓(xùn)練,以提高手術(shù)的精確度。此外,VR 還可以用于疼痛管理、心理治療和康復(fù),為患者提供更好的醫(yī)療體驗(yàn)。
商業(yè)領(lǐng)域:在參觀房屋時(shí),VR 眼鏡可以讓人直觀感受到房屋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部環(huán)境,以及虛擬的裝修效果,從而幫助人們形成更準(zhǔn)確的判斷。此外,VR 眼鏡還可以用于產(chǎn)品展示、會(huì)議交流等商業(yè)活動(dòng)中。
娛樂領(lǐng)域:VR 眼鏡在游戲領(lǐng)域的應(yīng)用是最突出的,能提供前所未有的沉浸式體驗(yàn)。如今在5G時(shí)代,由于更高的網(wǎng)速和更低的時(shí)延,VR 直播得以實(shí)現(xiàn)。這種技術(shù)未來或許能夠應(yīng)用于演唱會(huì)、體育賽事以及旅游等直播。
社交領(lǐng)域:人們可以在虛擬世界中進(jìn)行交流和互動(dòng),打破了時(shí)間和空間的限制。我們不僅能夠自定義形象,還能有真實(shí)的會(huì)面感受,仿佛在虛擬世界中有了虛擬的自我。
課堂內(nèi)外·初中版(科學(xué)少年)2024年5期