在模拟和培训中使用VR,AR和MR

业界已准备好接受开放式虚拟现实(VR)及其最接近的亲戚,增强现实(AR)以及最新的有前途的方向,混合现实(MR)或换句话说,混合现实(该技术除了包括增强现实的元素之外,物理存在)。 但是,训练中确实需要此技术吗? 除了哇音效果,它还能带来什么新变化吗? 是否仅出于技术原因而转移技术? 答案是肯定的。


在设计培训系统时,有必要在使用之前先考虑哪些技术已经成熟,以及如何将其应用到教育过程中。 为什么您需要全尺寸的布局,甚至是真实的样本(可以在使用AR和VR的模拟器上完成,而简单的iPad就足够了)? 技术的选择是培训系统设计过程的一部分。 而且,VR只是开发人员存钱罐中的另一个工具。


在培训和生产中使用虚拟现实进行的实验已经进行了一段时间。 来自Oculus Rift的专家和来自洛杉矶儿童医院的外科医生创建了一个模拟器,该模拟器使医生能够开发技能来挽救新生儿过敏性休克。 西方建筑公司广泛使用VR对工人进行安全培训,装载机和其他建筑设备工作,脚手架和焊接工作等方面的培训。 空客在A350 XWB和A380的生产中使用混合现实技术来协助机身的组装; 他们认为,在引入该技术之后,检查80,000个连接支架的安装所需的时间从三周减少到三天。 Google在培训咖啡师时比较了VR和培训视频的使用-结果,即使在这里,VR也在各个方面都赢得了胜利。


然而,可以说只有在军事模拟和训练中广泛使用该技术时,该技术才得到认可,而军事模拟和训练是目前数量最多,最先进的技术。 洛克希德·马丁公司技术与创新总监Atul Patel认为,在未来5到10年内,VR市场将非常迅速地增长。 未来五年,整个VR-AR-MR市场的价值为60-1200亿美元,其中超过5-100亿美元可能属于军事应用领域。


虚拟现实与陆地,海洋和空中技术的传统模拟关系最为密切。 整个图像完全在计算机上渲染,并且最经常显示在虚拟现实眼镜上,或者(较少见)投影到全景屏幕上。 目前,最受欢迎的眼镜是Oculus Rift和Samsung Gear2,有时公司会使用自己的开发成果。


来自伦敦的一家名为Immerse和国防公司QinetiQ的初创公司为皇家海军的潜艇船员创建了首个“多用户” VR模拟器。 这是潜艇内部的详细娱乐,配有工作显示器和工具,用于在紧急情况下进行训练和练习,而不会危及船员的生命。


图片


到目前为止,增强现实和混合现实的使用频率要低得多。 这里最有趣的是来自Rockwell Collins的MR开发,称为Coalescence。 该系统是第一个可以在虚拟现实中进行训练时真正传达感觉的系统。 这种混合系统使用经过特殊修改的真实设备和设备,而不是使用此类系统中传统的带有振动马达的手套或衣服,以产生触感,并且旨在训练武器和控制设备领域。


图片


从技术角度来看,用于新“现实”的设备仍处于起步阶段。 像任何新兴技术一样,VR当前也存在严重限制其使用的缺陷。 其中一些纯粹是技术性的:视野狭窄,图像质量差,缺乏触感。 在VR眼镜成为训练和模拟的质量标准之前,您需要将图像分辨率提高到4K,刷新率达到60 Hz或更高,并且视野至少达到90度。


另一个问题是电缆和头盔/眼镜的重量。 理想情况下,所有这些都应该是无线的,这样就不会限制学习者的动作并且不会引起混淆。 设备的重量自然是个大问题,因为由于颈部的压力,使用时间会受到严重限制。


但是,使用虚拟现实时的主要问题是恶心和头晕。 Oculus Rift甚至为应用程序创建了一个特殊的“舒适等级”,以便用户可以表现出一定程度的不适。


这个问题类似于50年前首次出现飞行模拟器时出现的问题。 这是由于身体或人类前庭装置的特性所致。 如果快速变化的图像在您眼前闪烁,但身体仍然静止不动,则会出现晕车的影响。 可以借助游戏内的“传送”来减少这种副作用,以减少移动次数,但是,对于那些模拟应该尽可能无缝的模拟器,此选项不合适。


另一个生理问题是眼睛适应冲突。
VR眼镜具有一个具有一个焦点的平面图像。 在现实世界中,情况并非如此,在这种情况下,我们的眼睛会以同一角度的许多不同角度拍摄并将它们组合在一起以形成更深的场景,从而使我们的眼睛能够自由移动。 这会导致出现双重图像,并且更加令人不快的是,严重的眼睛疲劳和头痛。


图片


但是,可以找到解决此问题的方法。 八月份,由戈登·韦茨斯坦(Gordon Wetzstein)博士领导的斯坦福大学图像处理小组的科学家说,他们找到了一种解决方法。 解决方案是在VR头戴设备中重建自然可见光源,以模拟使用同一图像的多个视角。 最终,图像变得像全息图,减轻了肌肉和眼睛的负担。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN409337/


All Articles