虚拟漫游系统中平面映射技术的研究

发布时间：2022-02-10 09:08

　　沉浸式虚拟漫游是虚拟现实技术的一个重要应用分支,为人们提供了真实性的空间体验,它包括两个空间:真实空间即房间内的某一区域,虚拟空间即计算机生成的三维虚拟场景。其中,平面映射指将虚拟空间中的路径映射到固定大小的真实空间,用户通过在真实空间中沿着路径行走完成虚拟空间的遍历。由于虚拟世界的空间范围不受约束且真实空间受到实际环境的影响,传统的重定向算法（Redirected Walking,简称RDW）使用平移、旋转和曲率增益为小的真实空间漫游大的虚拟世界提供解决方案。但是,传统的RDW难以保证用户行走真实感和减少用户碰撞真实空间边界次数。本文就上述问题提出了一种基于one-step-ahead策略的重定向步行转向算法（Redirected Walking based on one-step-ahead strategy,简称OSA-RDW）方案。传统RDW关注于探索人类感知机制在感知位置、方向和运动方面的局限性或者侧重于探索跟踪空间的大小和形状是如何影响性能的物理空间需求。本文区别于以上研究致力于基于RDW设计一种新颖的转向算法,提出基于Voronoi导航路径的one-step-ahead策... 

【文章来源】：山东师范大学山东省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

S2C方法原理图

山东师范大学硕士学位论文182.5本章小结本章介绍了虚拟漫游中的重定向方法。首先，我们简要介绍虚拟漫游的场景，阐述了平面映射问题。其次，我们详细介绍了三种传统的重定向算法原理。然后，详细分析了平移增益、旋转增益和曲率增益影响着路径映射的变化。最后，介绍了用户碰撞真实空间边界后的操作包括冻结旋转、冻结后退和2:1旋转三种方式。360°a（a）跟踪空间旋转（b）虚拟空间旋转图2-122:1旋转示意图bab

山东师范大学硕士学位论文20台Kinect并进行多台配置，然而本文能够有效避免上述问题。S2M方法在S2C基础上增加了引导的目标位置数量以配合特定形状跟踪空间的行走任务，但并未解决任意位置点产生的行走角度调整问题。此外，三种方法都会产生过多的碰撞，然而碰撞会中断用户的虚拟漫游体验带来极大的沉浸破坏感，本文致力于解决减少碰撞次数的问题。3.2解决方案我们需要将虚拟空间路径映射到跟踪空间中，并且尽可能使得用户察觉不出路径行走时的差异。在先前工作的基础上，我们提出了针对虚拟空间路径和跟踪区域构成两个方面的思考。首先，我们将虚拟空间的用户漫游转化为任意两点之间的漫游任务，从而我们可以预先设计得到两点之间的路径，假设用户沿着路径行走，我们可以利用路径信息预测用户将要发生的行为，进而更好地指导跟踪空间的路径轨迹，本文称之为one-step-ahead策略。其次，映射路径与跟踪空间边界发生碰撞时会产生重置现象，重置会极大的影响虚拟漫游的体验，本文针对减少重置次数的目的提出缓冲区域方案，将满足one-step-ahead策略的部分条件中的重置转化为缓冲区域行走的情况。本文定义虚线内侧为中心区域，实线与虚线之间为缓冲区域，外侧实线为真实墙壁，内侧360°a（a）真实空间（b）虚拟空间图3-1重定向示意图bab

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Unity3D的虚拟漫游系统[J]. 朱惠娟.  计算机系统应用. 2012(10)
[2]移动机器人路径规划技术综述[J]. 朱大奇,颜明重.  控制与决策. 2010(07)
[3]基于自由行走的沉浸式漫游装置[J]. 赵维,谢晓方.  计算机工程. 2009(15)

硕士论文
[1]互动式室内导航技术研究[D]. 周嫄.电子科技大学 2018



本文编号：3618632