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VR仿真培训案例

2019-09-24

1、物体排布

当用户观察到场景中的物体时,如果各物体与用户之间的距离不同,则需要经常调整瞳距,容易产生视觉疲劳。经测试,物体排布距离较为理想的是以用户为中心,距离用户在3-10米的区域内。所以VR仿真培训案例中物体排布采用以用户为圆心,尽量围绕用户进行排布,并且排布的层次控制在3至4层内以梯次为显示重点,减少用户调整瞳距的频率。


2、晕眩回忆

与现实世界相似,在VR仿真培训场景中看到与实际生活中易引起晕眩的虚拟场景,也会引起晕眩。因此,在开发过程中,应特别避免例如螺旋状和棋盘状的出现。此外,过于复杂的贴图更容易引起眩晕,所以在场景制作中,各三维模型的贴图应注意避免过于复杂。


3、優化模型顶点数

对一个三维模型来说,其顶点数量决定了模型的精细程度,增加顶点数量可以得到更精确的模型。但在项目运行时,CPU会对场景中的所有的顶点位置数据进行计算,然后通知GPU对顶点进行装配渲染得到一副图像,最后输出到显示设备,此过程不断进行,每秒输出的图像数量成为FPS,而稳定的、较高的FPS又决定了画面的流畅程度。所以太多的顶点可能会导致帧数下降造成画面卡顿,直接导致晕眩。所以在VR仿真培训案例的开发中需要对场景中出现的三维模型进行优化,通过对三维模型的顶点进行整合、重布、删除非必要面与非可见面、贴图绘制、Shader编辑等手段降低模型顶点。以本项目中所使用三维模型为例,其原始高精度三维模型顶点数为580万个,无法直接应用,经过优化后为316万个,同时依然保持了较好的视觉效果。


4、摄像机控制

眩晕的原因之一是用户身体获得的运动信息和从眼睛获得的信息不一致。在VR仿真培训过程中用户使用的显示设备可以看作摄像机,摄像机随用户一起移动以确定用户看到的图像,摄像机是否与用户的运动完全协调,决定用户在观察事物时是否眩晕,因此理想的成像效果是相机与人运动完全同步。

VR仿真培训

同时为了增加真实感,又要尽量模拟真实的效果。例如现时生活中,人乘坐在汽车上,随着汽车颠簸,看到的各种景像也应跟着晃动。如果在环境中驾驶汽车是否模拟颠簸效果,则答案却是否定的。通過我们对汽车的模拟测试,我们发现,眩晕感改除了来源于画面不流畅,还来源于人体与眼睛对运动感受的不统一,在模拟乘车的测试中,共有三名开发者参与测试,测试中共有两名开发者出现眩晕感。在测试过程中,参与测试的人静止不动,但摄像机的运动会造成人的视觉、身体感知和视觉感知冲突的虚假图像,从而导致人脑接收信息不一致,从而造成眩晕感。根据此项实验得出以下结论:首先,对于用户体验来说,降低眩晕感是第一需求,真实感是第二位。其次,根据晕眩的原因,以模拟车辆试验为例,如果体验者不移动,则摄像机应尽可能保持静止,以保持画面与运动同步。

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