ВВЕДЕНИЕ 3
Типы обратной тактильной связи 4
Существующие подходы для передачи веса 5
Проблемы реалистичной передачи свойств виртуального объекта 5
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 6
ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ПОДХОДОВ 7
Реализации тактильной передачи 7
Предлагаемое решение 10
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 14
Алгоритм практической реализации 14
Архитектура пилотного приложения 17
Компонент для взаимодействия контроллеров в VR 19
Библиотека симуляции веса 21
Инициализация работы симуляции веса 22
Планировщик задач 24
Машинное обучение 26
Метод FastTree для обучения модели 27
Генерация магнитного поля 30
ВАЛИДАЦИЯ РАЗРАБОТКИ 33
Физические проблемы аппаратно-программного комплекса 34
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 37
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 38
ПРИЛОЖЕНИЕ 42
Фрагменты исходного кода 42
Класс InputController 42
Класс DragWithJoint 47
Класс Interactable 54
Класс PlaySoundOnCollision
С развитием информационных технологий появилась отрасль под названием виртуальная реальность (VR). Это созданный техническими средствами мир, передаваемый человеку через его ощущения: зрение, слух, осязание, обоняние и другие. VR имитирует как воздействие, так и реакции на воздействие. Для создания убедительного комплекса ощущений реальности компьютерный синтез свойств и реакций виртуальной реальности производится в реальном времени.
Существующие сегодня системы виртуальной реальности пока не способны задействовать все органы чувств человека, а значит не способны обеспечить полное погружение в генерируемый компьютером мир. Сегодня, погружаясь в виртуальную реальность, человек получает информацию о ней преимущественно посредством глаз и ушей. При этом взаимодействие с виртуальными объектами каких-либо осязательных ощущений не дает.
Существует проблема передача тактильных ощущений пользователю. Тактильные ощущения в совокупности с мышечно-двигательными ощущениями составляют осязание, с помощью которого человек отражает качественные особенности поверхности предметов, их плотность, а также место прикосновения предмета к телу и размер раздражаемой при этом поверхности тела.
В данной дипломной работе рассматривается комплекс проблем, связанных с ощущением веса виртуальных предметов:
1. проблема передачи тактильных ощущений пользователю;
2. проблема отображения и измерения веса в VR;
3. возможные пути решения вышеназванных проблем.
В данной работе рассмотрены различные способы передачи тактильной информации в виртуальной реальности, проведён их анализ, выявлены недостатки и преимущества по каждому из способов. Показано, что не один из подходов в решении проблемы передачи тактильных ощущений веса пользователю с помощью перчаток и иных технических средств (электро стимуляция, нейрофизическое воздействие) не решают проблему полностью. Решения типа перчаток STAG [19] только проходят практическую апробацию. Работа опубликована только в мае 2019 года и имеет большую практическую перспективу.
Однако, в ходе данной исследовательской работы было предложено рассмотреть другое конкретное hardware-решение на основе стороннего патента [20], документированного без ссылок на практическую реализацию. Разработан алгоритм работы этого комплекса, на основе которого предложена архитектура пилотного решения, демонстрирующего передачу ощущения веса виртуальных объектов.
Приведен программный код, позволяющий использовать данный метод в практической области. Комплекс требует дополнительного тестирования и исследования для принятия решения о его внедрении в коммерческую эксплуатацию. Данная работа размещена на GitLab http: //gititis .kpfu.m/T iRGaliullin/Simulate Weight VR.
Как показано в данной работе, предложенный метод достаточно интересен, требует дополнительного изучения и может быть использован в коммерческой эксплуатации как самостоятельно, так и в качестве дополнительного устройства с решением STAG, так и с решением на основе электростимуляции мышц.
