1.VR的人机接口
  VR的人机接口有两个作用:其一是给人类操作者提供环境信息(视觉、听觉和触觉),其二是感觉人类操作者的动作和响应(位置跟踪和映射)。前者包括:视觉通道、听觉通道、触觉通道、运动接口和其他接口。后者包括:位置跟踪和映射,语音识别等。
  (1)位置跟踪和映射
  位置跟踪和映射用于测量人体各部位的位置和姿态,分析判断人面部的表情。它的目的是了解人的身体行为。这是为了实现人机交互所必需的系统功能。VR系统由此了解人的行为,然后做出适当的响应,实现交互。
  常用的技术包括:机械链接、磁传感器、声传感器、光传感器和惯性传感器。基本目标是精确完成位置和姿态的测量。三个主要的要求:大范围的线性响应,高带宽(1kHz),以及允许头和身体的运动。
  (2)视觉通道
  视觉通道给人的视觉系统提供图形显示。为了提供身临其境的逼真感觉,视觉通道应该满足一些要求。显示的像素应该足够小,使人不至感觉到像素的不连续。显示的频率应该足够高,使人不至感觉到画面的不连续。给两眼提供具有双目视差的图形,形成立体视觉。应该具有足够大的视场,理想情况是显示画面充满整个视场。
  视觉通道的显示表面分为:基于CRT和基于LCD。视觉通道的光学系统分为:头盔显示(HMD)和非头盔显示(OHD)。

   D1-1-5-1专用头盔图


  (3) 听觉通道
  听觉通道给人的听觉系统提供声音显示。为了提供身临其境的逼真感觉,听觉通道应该满足一些要求,使人感觉置身于立体的声场之中,能识别声音的类型和强度,能判定声源的位置。
  听觉通道的关键技术包括:合成由接口提供的虚拟声音信号,声音在虚拟空间定位问题,以及发声设备。
  (4) 触觉通道
  触觉通道给人体表面提供触觉和力觉。当人体在虚拟空间中运动时,如果接触到虚拟物体,虚拟显示系统应该给人提供这种触觉和力觉。
  触觉通道涉及操作以及感觉,包括触觉反馈和力觉反馈。触觉通道的结构分为:安在身体上和安在地面的设备。
  (5) 运动接口
  人体在环境中的运动包括:身体的被动运动(被动移动,如在车上的运动),身体主动运动(漫游,如散步)。人在运动中,人体内部的运动感觉器官可以感知运动信息。
  感知运动信息的器官包含:前庭系统,运动系统,视觉听觉系统,本体感受,动觉和触觉。运动接口应该给这些器官提供运动信息。
  (6) 其它类型接口
  其它类型接口包括:嗅觉、味觉通道,以及感觉热、风及湿度的接口。还包括语音通讯(语音识别与合成)以及直接心理感觉和控制。这些接口还缺乏研究,以下将不介绍。