가상현실 시스템은 어떻게 분류되나요?

4가지 유형: 1. 몰입형 가상 현실 시스템은 완전히 몰입형 경험을 제공하여 사용자가 마치 현실 세계에 있는 것처럼 느끼게 합니다. 2. 데스크톱 가상 현실 시스템은 개인용 컴퓨터와 낮은 수준의 워크스테이션을 사용하여 3차원 공간에서 대화형 장면을 생성합니다. 3. 증강 가상 현실 시스템을 통해 사용자는 실제 물리적 객체에 가상 이미지를 겹쳐서 현실 세계를 관찰할 수 있습니다. 4. 분산 가상현실 시스템(Distributed Virtual Reality System)이란 네트워크상의 가상세계에서 서로 다른 물리적 위치에 있는 다수의 사용자나 가상세계가 네트워크를 통해 연결되어 정보를 공유하는 시스템을 말한다.

이 튜토리얼의 운영 환경: Windows 7 시스템, Dell G3 컴퓨터.

컴퓨터 기술, 네트워크 기술, 인공지능 등 신기술의 급속한 발전과 적용에 따라 가상현실 기술 역시 빠르게 발전하며 다양한 발전 추세를 보이고 있으며, 그 의미도 크게 확장되었습니다. 가상현실 기술은 고급 시각화 워크스테이션, 고급 헬멧 장착형 디스플레이 등 고가의 일련의 장비를 사용하는 기술뿐만 아니라, 자연스러운 상호 작용과 실감나는 경험을 갖춘 관련 기술과 방법을 모두 포함하는 것을 목적으로 합니다. 가상 현실 기술은 현실 경험과 자연 기반 상호 작용을 달성하는 것이며 일반 단위나 개인은 값비싼 하드웨어 장비와 해당 소프트웨어의 가격을 감당할 수 없습니다. 따라서 시스템이 위 목적 중 일부를 달성할 수 있는 한, 가상현실 시스템이라고 할 수 있습니다.

실제 적용에서는 가상 현실 기술을 '몰입' 정도와 상호 작용 정도에 따라 몰입형 가상 현실 시스템, 데스크탑 가상 현실 시스템, 증강 가상 현실 시스템, 분산 가상 현실 시스템 등 4가지 대표적인 유형으로 나눕니다.

그 중 데스크톱 가상현실 시스템은 매우 간단한 기술, 강력한 실용성, 낮은 투자 비용으로 인해 실제 응용 분야에서 널리 사용됩니다｡

1 몰입형 가상 현실 시스템Immersive 가상 현실 시스템. (Immersive VR)은 사용자가 마치 현실 세계에 있는 듯한 느낌을 주어 완전한 몰입형 경험을 제공하는 이상적인 첨단 가상 현실 시스템입니다. 주로 동굴형 입체 디스플레이 장치나 헬멧 장착형 디스플레이 등의 장치를 사용해 사용자의 시각, 청각 등 감각을 먼저 차단하고, 공간 위치 추적기, 데이터 글러브, 3중 센서 등을 이용해 새로운 가상 감각 공간을 제공한다. 차원 마우스 및 기타 입력 장치와 시각, 청각 및 기타 장치를 사용하여 사용자가 현장에 있는 듯한 느낌을 주고 몰입형 가상 현실 시스템에는 다음과 같은 5가지 특징이 있습니다.

1) 높은 실시간 성능

실감형 가상 현실 시스템에서 현실 세계와 동일한 느낌을 얻으려면 높은 수준의 실시간 성능이 필요합니다. 예를 들어 관찰 지점을 변경하기 위해 사람의 머리가 회전하면 공간 위치 추적 장치가 이를 적시에 감지해야 하며, 출력의 해당 장면을 변경하려면 컴퓨터가 계산을 수행해야 합니다. 지연되고 변화는 지속적이고 원활해야 합니다.

2) 높은 몰입도

몰입형 가상 현실 시스템은 다양한 입력 및 출력 장치를 사용하여 가상 세계를 만들고 사용자를 그 속에 몰입시켜 "실제처럼 보이고 실제처럼 들리는" 세상을 만듭니다. , 냄새는 진짜 같고 맛은 진짜 같은' 다감각 3차원 가상세계를 구현하는 동시에, 사용자를 현실 세계와 완전히 격리시키고 외부 현실 세계의 영향을 받지 않아 높은 몰입도를 연출할 수 있습니다.

3) 우수한 시스템 통합 및 통합 성능

사용자의 전반적인 몰입감을 달성하려면 여러 장치가 서로 영향을 주지 않고 여러 관련 소프트웨어와 상호 작용해야 하므로 시스템의 통합 성능이 좋아야 합니다｡

4) 좋은 개방성

가상현실 기술이 빠르게 발전하는 이유는 다른 첨단 기술의 결과를 수용하기 때문입니다. 몰입형 가상현실 시스템에서는 최첨단 하드웨어 장비와 소프트웨어 기술, 소프트웨어를 최대한 활용해야 하며, 이를 위해서는 하드웨어 장비와 소프트웨어 기술을 쉽게 개선할 수 있는 가상현실 시스템이 필요하다. 이전보다 더 유연한 방식으로 시스템의 소프트웨어 및 하드웨어 구조를 구축했습니다.

5) 동시에 병렬로 작동하는 여러 입력 및 출력 장치를 지원할 수 있습니다

몰입감을 구현하려면 여러 장치를 통합해야 할 수 있습니다. 예를 들어 손으로 물체를 잡는 경우 데이터를 동기화해야 합니다. 장갑, 공간 위치 추적기 및 기타 장치 작동. 따라서 여러 입출력 장치를 동시에 지원하는 병렬처리는 가상현실 시스템을 구현하기 위한 필수 기술이다. 일반적인 몰입형 가상 현실 시스템에는 헬멧 장착 디스플레이 기반 시스템, 프로젝션 가상 현실 시스템 및 원격 존재 시스템이 포함됩니다.

헬멧 기반 가상 현실 시스템은 헬멧 장착형 디스플레이를 사용하여 단일 사용자 입체 시각 출력 및 입체 음향 입력 환경을 구현하여 사용자가 완전히 몰입할 수 있도록 합니다. 실제 세계와 격리되어 사용자가 청각부터 시각까지 가상 환경에 몰입할 수 있습니다. 프로젝션 가상 현실 시스템은 하나 이상의 대형 스크린 프로젝션을 사용하여 대형 사진의 입체 시각 효과와 입체 음향 효과를 구현하므로 여러 사용자가 완전히 몰입할 수 있습니다.

원격 확인 시스템은 원격 제어 운영 체제라고도 하는 원격 제어의 한 형태입니다. 이는 인간, 인간-기계 인터페이스, 원격 제어 로봇으로 구성됩니다. 실제로 원격조종 로봇이 컴퓨터를 대체하는 환경은 로봇이 작업하는 실제 환경이다. 심해 작업 환경 등 이때 가상현실을 통해 사람들이 자연스럽게 이 환경을 느끼고 이 환경에서 작업을 완료할 수 있도록 하는 시스템이다.

2. 데스크톱 가상 현실 시스템

창 가상 현실 시스템으로도 알려진 데스크톱 VR 시스템(Desktop VR)은 개인용 컴퓨터 또는 기본 그래픽 워크스테이션 및 기타 장비를 사용하여 컴퓨터 화면을 사용자로 사용합니다. 가상 세계를 관찰하다 3차원 그래픽, 자연스러운 인터랙션 등의 기술을 활용하여 3차원 공간에서 인터랙티브한 장면을 생성하는 창입니다. 가상 세계는 키보드, 마우스, 토크볼 등 다양한 입력 장치를 통해 조작되어 구현됩니다. 가상 세계와의 상호 작용.

데스크톱 가상 현실 시스템은 일반적으로 참가자에게 공간 위치 추적기 및 기타 입력 장치(예: 데이터 장갑 및 6도 3차원 공간 마우스)를 사용해야 합니다. 가상세계 내에서 컴퓨터 화면을 통해 360도 관찰이 가능합니다. 데스크톱 가상 현실 시스템에서 컴퓨터 화면은 사용자가 가상 ​​현실 도구 소프트웨어의 도움을 받아 시뮬레이션 과정에서 다양한 디자인을 만들 수 있는 창입니다.

사용되는 하드웨어 장치는 주로 입체 안경과 일부 대화형 장치(예: 데이터 장갑 및 공간 추적 장치 등)입니다. 입체 안경은 컴퓨터 화면에서 가상의 3차원 장면의 입체 효과를 보는 데 사용됩니다. 입체 시각은 사용자에게 어느 정도 몰입감을 줄 수 있습니다. 때로는 데스크톱 가상 현실 시스템의 효과를 높이기 위해 데스크톱 가상 현실 시스템에 전문 프로젝션 장비를 사용하여 화면 범위를 늘리고 여러 사람이 시청할 수도 있습니다.

데스크톱 가상 현실 시스템은 주로 다음과 같은 세 가지 특징을 가지고 있습니다.

1) 사용자는 불완전한 몰입 환경에 있으며 완전한 몰입감과 몰입감이 부족합니다. 입체 안경을 착용하더라도 여전히 영향을 받게 됩니다.

2) 하드웨어 장비에 대한 요구 사항이 매우 낮으며 일부 간단한 모델에는 컴퓨터만 필요하거나 데이터 장갑, 공간 추적 설정 등이 추가됩니다.

3) 데스크톱 가상 현실 시스템은 상대적으로 낮고 응용 프로그램이 상대적으로 일반적이며 몰입형 가상 현실 시스템에 대한 몇 가지 기술적 요구 사항도 있습니다.

데스크톱 가상 현실 시스템은 장비를 덜 사용하고 구현 비용도 저렴합니다. 개발자와 사용자에게 데스크톱 가상 현실 기술을 적용하는 것은 가상 현실 연구의 초기 단계입니다.

3. 증강 가상 현실 시스템(immersive virtual real system)

몰입형 가상 현실 시스템에서는 사람의 몰입감, 즉 가상 세계에 몰입되는 느낌이 강조되며, 사람이 있는 현실 세상은 고립되어 있고, 현실 세계는 볼 수도 들을 수도 없습니다. 증강가상현실 시스템(Augmented VR)은 현실 세계와 현실 세계에 중첩된 가상 객체를 모두 볼 수 있도록 하는 시스템으로, 복잡한 현실을 구축하는 데 드는 비용을 줄일 수 있습니다. 환경(실제 환경의 일부가 가상 환경으로 대체되기 때문에)과 실제 개체(일부 개체는 실제 환경이기 때문에)에서 작동할 수 있어 현실과 환상의 영역을 진정으로 달성할 수 있습니다. 증강 가상 현실 시스템에서 가상 객체가 제공하는 정보는 사용자가 자신의 감각 기관으로 직접 인지할 수 없는 심오한 정보인 경우가 많습니다.

증강 가상 현실 시스템은 주로 다음과 같은 세 가지 특징을 가지고 있습니다.

1) 현실 세계와 가상 세계가 통합되어 있습니다.

2) 실시간 인간-컴퓨터 상호 작용 기능이 있습니다.

3) 현실 세계. 가상 세계는 공간에 통합된 3차원 형태입니다.

증강 가상 현실 시스템은 실제 환경에 가상 개체를 추가할 수 있습니다. 예를 들어 인테리어 디자인에서는 문과 창문에 장식 재료를 추가하고 다양한 스타일, 색상 등을 변경하여 최종 효과를 검토하여 효과를 얻을 수 있습니다. 증강현실의 목적.

일반적인 증강 가상 현실 시스템에는 데스크탑 그래픽 디스플레이 기반 시스템, 단안 디스플레이 기반 시스템(한 눈은 디스플레이의 가상 세계를 보고 다른 눈은 현실 세계를 봄), 광학 관점 기반 시스템이 포함됩니다. 디스플레이, 비디오 시스루 헬멧 장착형 디스플레이 기반 시스템.

현재 증강 현실 시스템은 의료 시각화, 군용 항공기 항법, 장비 유지 관리 및 수리, 엔터테인먼트, 문화 유물 복원 등에 일반적으로 사용됩니다. 대표적인 예로 의사가 가상 수술 시 투시형 헬멧 장착형 디스플레이를 착용해 수술 현장 상황은 물론, 수술 중 필요한 다양한 정보까지 확인할 수 있는 경우다.

4. 분산 가상 현실 시스템

최근에는 컴퓨터와 통신 기술의 동시 개발과 상호 발전이 전 세계적으로 정보 기술과 산업의 급속한 발전의 주요 특징이 되었습니다. 특히, 네트워크 기술의 급속한 발전은 정보 응용 시스템의 깊이와 폭에 근본적인 변화를 가져왔습니다. 분산형 VR 시스템이 그 대표적인 예입니다. 분산 가상현실 시스템(Distributed Virtual Reality System)은 가상현실 기술과 네트워크 기술의 개발과 결합의 산물로서, 서로 다른 물리적 위치에 있는 다수의 사용자 또는 다수의 가상세계가 네트워크를 통해 연결되어 네트워크상의 가상세계에 존재하는 시스템이다. 정보를 공유합니다.

분산형 가상 현실 시스템의 목표는 "몰입형" 가상 현실 시스템을 기반으로 네트워크를 통해 서로 다른 지리적 위치에 분산된 여러 사용자 또는 여러 가상 세계를 연결하여 각 사용자가 동시에 참여할 수 있도록 하는 것입니다. 공간에서 컴퓨터는 네트워크를 통해 다른 사용자와 상호 작용하여 가상 경험을 함께 경험하여 공동 작업의 목적을 달성합니다.

가상 현실 시스템이 분산 시스템에서 실행되는 데에는 두 가지 이유가 있습니다. 한편으로는 분산 컴퓨터 시스템이 제공하는 강력한 컴퓨팅 성능을 최대한 활용하는 반면, 일부 애플리케이션 자체는 분산되었습니다. 여러 사람이 네트워크를 통해 게임을 하는 것과 가상 전쟁 시뮬레이션 등의 특징이 있습니다.

분산 가상 현실 시스템에는 다음과 같은 특징이 있습니다.

• 1) 각 사용자는 공유된 가상 작업 공간을 가집니다.

• 2) 의사 엔터티의 동작은 현실적입니다. 시간 상호작용 및 공유 시계

• 4) 여러 사용자가 서로 다른 방식으로 통신할 수 있습니다.

• 5) 자원 정보를 공유하고 사용자가 가상 ​​세계에서 자연스럽게 개체를 조작할 수 있습니다.

• 분산 시스템에서 실행되는 공유 응용 프로그램 시스템의 수에 따라 분산 가상 현실 시스템은 중앙 집중식 구조와 복제 구조의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 중앙 집중형 구조는 중앙 서버에서 공유 응용 프로그램 시스템을 실행하는 것을 의미합니다. 이 시스템은 회의 에이전트 또는 대화 관리 프로세스가 될 수 있습니다. 중앙 서버는 여러 참가자의 입출력 작업을 관리하고 여러 참가자가 정보를 공유할 수 있도록 합니다. 중앙 집중식 구조의 장점은 구조가 간단하다는 점과 동시에 동기화 작업이 중앙 서버에서만 완료되므로 구현이 비교적 쉽다는 것입니다. 단점은 입력 및 출력이 다른 모든 워크스테이션에 브로드캐스팅되어야 하기 때문에 네트워크 통신 대역폭에 대한 요구 사항이 더 높고 모든 활동을 중앙 서버를 통해 조정해야 한다는 것입니다. 전체 시스템의 병목 현상.

또한 전체 시스템은 네트워크 지연에 매우 민감하고 중앙 서버에 대한 의존도가 높기 때문에 이 구조의 시스템 견고성은 복제 구조만큼 견고하지 않습니다. 복제된 구조는 각 참가자가 위치한 머신에 중앙 서버를 복제하여 각 참가자 프로세스가 공유 응용 프로그램 시스템을 갖도록 하는 것을 의미합니다. 서버는 다른 워크스테이션으로부터 입력 정보를 수신하고 해당 정보를 로컬 시스템에서 실행 중인 애플리케이션 시스템으로 전송합니다. 애플리케이션 시스템은 필요한 계산을 수행하고 필요한 출력을 생성합니다.

복제 구조의 장점은 네트워크 대역폭이 덜 필요하다는 것입니다. 각 참가자는 응용 프로그램 시스템의 로컬 백업과만 상호 작용하므로 대화형 응답 효과가 좋으며 출력이 로컬 호스트에서 생성되므로 이기종 시스템 환경에서 작업이 단순화됩니다. 복제된 응용 프로그램 시스템은 여전히 ​​단일 스레드입니다. , 그리고 필요한 경우 귀하의 상태를 다른 사용자에게 멀티캐스트합니다.

단점은 중앙 집중식 구조보다 복잡하고 공유 애플리케이션 시스템의 여러 백업 간에 정보 또는 상태 일관성을 유지하기가 더 어렵다는 것입니다. 각 사용자가 동일한 시퀀스를 얻을 수 있도록 제어 메커니즘이 필요합니다. 각 사용자가 동일한 입력 이벤트 순서를 수신하도록 하려면 공유 애플리케이션 시스템의 모든 백업을 동기화해야 하며 사용자가 수신하는 출력은 일관되어야 합니다.

현재 가장 대표적인 응용 분야는 SIMNET 시스템입니다. SIMNET은 네트워크로 연결된 탱크 시뮬레이터로 구성되며 군대의 합동 훈련에 사용됩니다. SIMNET을 통해 독일의 시뮬레이터와 미국의 시뮬레이터는 동일한 가상 세계에서 실행되고 동일한 전투 훈련에 참여할 수 있습니다.

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