愛國(guó)者Patriot案例研究：用戶可以使用自己的身體使用Chair IO導(dǎo)航，用于虛擬環(huán)境

案例研究：用戶可以使用自己的身體使用Chair IO導(dǎo)航，用于虛擬環(huán)境

Chair IO是一個(gè)免提的旅行界面，用于身體導(dǎo)航的虛擬環(huán)境。這是一個(gè)由互動(dòng)媒體/虛擬環(huán)境小組開發(fā)的項(xiàng)目，該小組于2004年2月在德國(guó)漢堡大學(xué)成立。它是信息學(xué)部門的一部分。三名科學(xué)家和幾名學(xué)生在以人為中心的人機(jī)交互、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、虛擬環(huán)境系統(tǒng)和技術(shù)、交互式講故事和藝術(shù)等領(lǐng)域開展項(xiàng)目、教學(xué)和學(xué)習(xí)。該應(yīng)用程序使用了Polhemus愛國(guó)者運(yùn)動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。

導(dǎo)航是虛擬企業(yè)的重要任務(wù)之一。Chair IO項(xiàng)目是一個(gè)基于商業(yè)上可用的座椅的接口，Swopper?和Polhemus Patriot，一種兩傳感器的運(yùn)動(dòng)跟蹤產(chǎn)品。Swopper凳子是用于辦公環(huán)境的符合人體工程學(xué)的座椅。它有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的座椅，360度的樞軸點(diǎn)，高度和阻尼調(diào)整，以及一個(gè)由彈簧/沖擊組合組成的連桿臂。座椅可以向任何方向傾斜，彈簧/阻尼器系統(tǒng)允許用戶彈跳。閥座本身位于連桿臂頂部的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)上，允許其獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。

為了操作椅子，用戶坐在設(shè)備上，通過移動(dòng)體重，使其向任何方向傾斜或旋轉(zhuǎn)座椅。在游戲環(huán)境中，座椅的這一物理運(yùn)動(dòng)被映射到視點(diǎn)/方向運(yùn)動(dòng)。例如，向前移動(dòng)的感覺是通過將你的身體向前移動(dòng)并使座椅向前傾斜來實(shí)現(xiàn)的。旋轉(zhuǎn)視圖需要稍微旋轉(zhuǎn)座椅，從而觸發(fā)視圖向該方向的較慢或更快的旋轉(zhuǎn)。

對(duì)于三維地面跟蹤運(yùn)動(dòng)，這種方法是容易和高度直觀的使用，此外，是有趣的。該運(yùn)動(dòng)在計(jì)算上分為分量平移和旋轉(zhuǎn)。通過向任意方向傾斜座椅來實(shí)現(xiàn)當(dāng)前視點(diǎn)的平移，并且轉(zhuǎn)換速度與用戶在期望的旅行方向上傾斜的距離之間的關(guān)系是非線性映射的。

在中心周圍的區(qū)域，映射是線性的；此后，距離被映射為線性加上一個(gè)三次因子。這使用戶能夠以更高的速度旅行，使座位向更遠(yuǎn)的方向傾斜。

愛國(guó)者使用座位上的兩點(diǎn)來確定座位的位置和方向。選擇這種方法主要是因?yàn)樗诔跏蓟涌跁r(shí)具有健壯性，因?yàn)樗灰蕾囉谖恢茫⑶以试S重新調(diào)整座椅的高度和座椅本身。初始化過程設(shè)置計(jì)算中使用的幾個(gè)值，例如閥座的旋轉(zhuǎn)和換向器的位置。

基于這些變量，愛國(guó)者從初始位置提供平移分量。通過對(duì)座椅進(jìn)行反傾斜變換，并與初始旋轉(zhuǎn)進(jìn)行比較，計(jì)算了座椅的旋轉(zhuǎn)。未來的計(jì)劃包括將低價(jià)格的標(biāo)準(zhǔn)傳感器集成到椅子上。

將接口連接到Linux或Windows應(yīng)用程序的軟件使用VRPN。對(duì)于Windows，使用PPJoyis將Chair IO數(shù)據(jù)作為操縱桿數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給應(yīng)用程序。