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虚拟现实技能在智能家居中的应用

发布时间:2018-12-02 01:06:05 文章来源:未来智讯    
    虚拟现实技能在智能家居中的应用作者: 本刊编辑部   摘要 :本文从虚拟现实技能的实现效果谈起,介绍虚拟现实系统的典型构成及特征,由此展开其在智能家居乃至整个建筑领域中的应用情况。重点论述了该技能对智能家居这一智慧城市最基本组成单元的推动和发展前景。
  关键词 :虚拟现实,智能家居,智慧城市,虚拟现实系统
  灵活多变的舞台造型、随着节目和音乐自由调整角度图像的LED屏、切情合意的舞美视频、亦真亦幻的3D效果,即使坐在电视机前也能仿若身临其境,相信这些都是2013年春晚留给各位最深刻的印象。是什么为常规的节目形式注入新鲜元素,从而带来更为生动的视觉体验?又是什么让年年被吐槽不时的春晚在2013年大大改观?“幕后英雄”便是今天本文的主角――虚拟现实技能。而今,这一技能正在智能家居中“大显身手”。
  智能家居现在对于各位来说已不是什么新鲜的观念。置身智慧的家中,一个遥控器或手机面板在手,就能够轻松抑制家中各种家用电器和各个房间的灯光,还能够通过智能化的照明系统选择预设的灯光场景;出门在外,通过手机、电脑,家,随时就在眼前。回家的路上,依然能够通过手里的移动终端轻松遥控家中的能耗系统。总而言之,在智能家居时代,那些曾经只在科幻大片里出现的场景都――“梦想照进现实”。“将家庭中各种与信息相关的通信设备、家用电器和家庭安保装置通过家庭总线技能(HBS)连接到一个家庭智能化系统长进行集中的或异的监视、抑制和家庭工作性管理,并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调” ――这样的描述,既是现在大热的智能家居系统,而在这描述中,虚拟现实技能的应用可谓良多。
  虚拟现实(Virtual Reality,简称VR,又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技能,也称灵境技能或人工环境。其原理是利用电脑模拟产生一个逼真的三维空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、嗅觉、触觉等感官的模拟,使人作为参与者通过适当装置,自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。使用者进行位置移动时,电脑能够立即进行复杂的运算,将精确的3D世界影像传回产生临场感,让使用者如同身临其境一般。虚拟现实是一项综合集成技能,涉及计算机图形学、计算机仿真技能、人工智能、传感、交互技能、显示技能、网络并行处理等领域,是一种由计算机技能辅助生成的高技能模拟系统。与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比,虚拟现实在技能思维上有了质的飞跃。大略说虚拟现实是利用计算机生成一种模拟环境(如飞机驾驶舱、操作现场等),通过多种传感设备使用户“加入”到该环境中,实现用户与该环境直接进行自然交互的技能。
  图1是一个典型的虚拟现实系统的构成。其中1、检测环节的事务原理是检测用户的操作下令,并通过传感器模块作用于虚拟环境。2、反馈模块则是接受来自传感器模块信息,为用户提供实时反馈。3、传感器模块一方面接受来自用户的操作下令,并将其作用于虚拟环境,另一方面将操作后产生的结果以各种反馈 的形式提供给用户。4、抑制模块则对传感器进行抑制,使其对用户、虚拟环境和现实世界产生作用。5、建模模块用来获取现实世界组成局部的三维表示,并由此构成对应的虚拟环境。
  从虚拟现实技能的观念就能够推断其具备的几大特征: 1、多感知性,便是说除了一般计算机所具有的视觉感知外,还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知、甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实便是应该具有人所具有的感知功能。2、存在感,又称临场感,它是指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该达到使用户难以分别真假的程度。3、交互性,是指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度(包括实时性)。例如,用户能够用手去直接抓取环境中的物体,这时手有握着东西的感觉,并能够感觉物体的重量,视场中的物体也随着手的移动而移动。4、自主性,是指虚拟环境中物体依据物理定律动作的程度。例如,当受到力的推动时,物体会向力的方向移动、或翻倒、或从桌面落到地面等。
  在这里,需要特别说明的是,虚拟现实中的“现实”是泛指在物理意义或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境,它能够是实际上可实现的,也能够是实际上难以实现的或根本无法实现的。而“虚拟”则是指用计算机生成的意思。因此,虚拟现实实际上是由计算机生成的一种特殊环境,人能够通过使用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中,并操作、抑制该环境,以实现特殊的目的,即人是这种环境的主宰。这种技能的特点在于,通过计算机程序实现的人为虚拟的环境使得用户在视觉上产生一种沉浸于虚拟环境的感觉。这种技能的应用,改进了人们利用计算机进行多工程数据处理特别是需要对大量抽象数据进行处理的方式,可应用于许多不同领域,进而带来巨大经济效益。
  作为智慧城市重要的基本组成单元,智能家居近年来凭借高度的智能化、强大的功能、便捷舒适的生活方式,逐渐赢得消费者的青睐,智能家居也渐渐由观念发展到应用层面,越来越多的新技能也应用其中。举例来说,私人影院、私家娱乐区,因其能满足消费者足不出户就可在家享受影院、剧院、KTV等体验,在中产以上人群的智能家居中可谓是必备组成元素。既然是私家级的,逼真的环境、生动的体验一定是消费者最为看重的。笔者曾在北京市规划展览馆中观看过4D动感影院“游览北京”,通过虚拟现实技能,笔者虽置身室内,但眼前的景象却仿若置身北京一条条繁忙的环路交通干线上,身旁是一辆辆各色车辆穿梭而过,无论是画面还是声效都如同现场一般。看过《泰坦尼克号》3D版的伙伴或许也不会忘记,借助头盔式显示器和可远程操作的机械手打捞遗留在沉船上物品的场景也让时空交错在那一刹那间。而这些在专业的展馆和影院才能享受到的视听感官体验,现在足不出户在家里也能拥有。这些带给我们的共同体验是:虚拟与现实之间的界限早已不再明显。通过虚拟现实技能的广泛应用,感官体验更为逼真丰富,智能家居的内涵更为真切。
  笔者在这里只提到虚拟现实技能在智能家居中的一个典型应用 ,真相上,虚拟现实技能的应用前景是很辽阔的。它可应用于建模与仿真、科学计算可视化、设计与规划、教育与训练、遥作与遥现、医学、艺术与娱乐等多个方面。联合本文的主题,综观目前的实际应用情况,虚拟现实技能围绕家居智能化乃至整个智能建筑领域的应用,还有包括房屋内部及场馆仿真、虚拟样板间、网上看房、地产漫游等多个应用。比如有一些消费者,希望经常对自己的家进行再设计改造。常常的做法是装修房屋之前,先对房屋结构、外形进行构思,为了使之定量化,还需设计许多图纸,但往往是辛苦忙碌一大圈,设计好装修好以后与自己预期还是有差距。那么虚拟现实技能就能够很好的解决这个问题。运用虚拟现实技能,设计者能够完全按照自己的构思去构建装潢“虚拟”的房间,并能够任意变换自己在房间中的位置,去观察设计的效果,直到如意为止。既节约了时间,又节省了做模型的费用,也能尽可能的保证最后的效果与预期接近。据笔者明白的情况,目前在建工程中很大程度上要依赖于图形工具,以便直观地显示各种产品,分布式虚拟现实系统的应用将使工程人员能通过全球网或局域网按协作方式进行三维模型的设计、交流和发布,从而进一步提高生产效率并减少成本。目前市场上有许多企业基于虚拟现实技能围绕这些领域开展业务。他们,也作为推动虚拟现实技能现实应用过程中的生力军,为各行各业的发展作着积极的努力。
  在今年的美国电子消费展(CES 2013)上,索尼率先公布了自己的家居虚拟现实设备4KTV。紧接着,微软也公布了IllumiRoom,一个借助Kinect摄像头将虚拟和现实世界合为一体的设备。据报道,无论是4KTV还是 IllumiRoom,都处于试验阶段,但索尼和微软都宣称各自的设备可以让虚拟世界与消费者所处的家居环境融为一体,实现虚拟现实的效果,并表示两者可能都将用于各自公司的下一代主机设备上。智能化的家居体验又将异彩纷呈。无论前景如何,大鳄们用他们的实际行动改变着整个家居乃至整个世界的通行法则:由“人适应计算机”逐渐演变为“计算机适应人”,这种信息处理系统已不再是建立在单维的数字化空间上,而是建立在一个多维的信息空间中。毫无疑问,虚拟现实技能恰是支撑这个多维信息空间的关键技能。
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