虚拟现实中的人机互动是当前研究热点之一。随着计算机技术的快速发展以及硬件设备的不断进步(如VR眼镜、头盔等),人们已经可以在实验室中模拟各种真实世界中的场景了——例如在太空旅行时看到月球上的岩石和土壤;或者在沙漠里行走时可以感受到沙子摩擦皮肤的触觉等等。(当然这些还只是一些简单的交互方式而已。)但是要想实现更复杂的操作就需要一个更加复杂的人工智能算法来处理数据并得出相应的结果了:如何让机器理解人的意图?如果机器人能够根据人类的指令做出反应那将是非常有趣的事情!下面介绍一种基于深度学习的VR系统中人机互动的过程及原理。首先我们假设一个人站在一台PC面前并且输入了一个命令"Hello",然后这台电脑的CPU就会对整个房间进行扫描并把该用户的动作通过传感器传输给显示器显示出来。接下来电脑会分析用户的行为从而判断出这个用户在做什么事情,比如他是在看菜单还是玩游戏或是其他什么行为......最后当用户完成某项任务的时候就可以点击一下鼠标或按下按钮来完成这项任务啦~
1、人机的位置感知
(1)空间定位
利用摄像头采集的空间信息作为基准点确定人在三维空间的坐标值。通常情况下采用3D激光跟踪仪来确定人体的运动方向,而无需考虑物体本身的形状大小等因素。
(2)人体姿态估计
由于人体是一个具有惯性约束的物理模型,因此可以依据物体的力学特性计算出被测对象相对于参考点的位移量,进而得到其相对速度的大小与方位角的变化情况。
(3)身体参数识别
通过对人体各部分尺寸大小的测量可以得到不同部位的几何特征,结合图像匹配技术可快速准确地获得目标对象的精确轮廓外形等信息。
(4)环境光照强度检测
对于室外环境中使用光学成像方法获取目标的表面反射率变化规律以计算光强的方法较为常用,这种方法的优点是精度比较高且易于自动化控制。
2、人对机器的操控
(1)手势控制
这是目前最为常见的模式,也是未来发展的主流趋势。在这种模式下,人类只需要用手指轻按屏幕就能直接执行一系列的动作而不需要任何额外的设备辅助。
(5)语音控制系统
这种方式主要是为了解决在一些特殊场合下的需求,比如说在某些危险的环境中或者某些特定的情况下要求使用者必须保持安静才能继续下一步工作的情况之下就十分适合使用语音控制系统来实现远程的控制功能。
(6)力反馈控制器
这是一种比较特殊的控制装置,它主要的作用是通过施加一定的外力使系统的内部产生变形来达到控制目的。
3、机器对人的回应
1)视觉响应
即由眼睛观察到的画面所引起的生理反映,主要包括视差效应和非视差的视觉效果两种形式。前者指双眼同时注视同一样东西而产生的差异感,后者则是指单眼在不同距离上观看同一物品所产生的差别感觉。这两种效果都是属于视觉方面的感受,它们分别是由视网膜神经节细胞的活动造成的。
2)听觉响应
声音作为一种能量载体可以通过空气传播到人们的耳膜当中引起鼓膜的振动而产生声波作用于内耳道内的听骨链而引起听力下降的现象称为声传导性聋。另外还有一部分是由于中耳病变导致传音障碍所致的声音不敏感现象被称为先天性耳聋,这类患者常常表现为对外界刺激没有明显的症状但无法听到周围发出的声音,这种情况一般不需要治疗。此外还有一种情况是外耳道阻塞造成的外部噪音不能传入耳朵而造成的一种功能性耳鸣的症状也属于此类范畴之内。上述两种情况均不属于真正的失聪症而是正常的生理表现,只要及时就医即可恢复正常的工作生活能力。
3)嗅觉响应
鼻子是我们用来辨别气味的重要器官,当我们闻到某种味道的时候会不由自主地想要去闻一闻究竟是什么的味道。不过有时候我们在生活中可能会因为各种各样的原因而无法正常地去嗅辨某个地方的具体气味,这时候我们就可能需要用我们的味觉来进行补偿了。
4、人和环境的融合
所谓人与环境的融合就是让人体和环境融为一体。在这个过程中我们需要借助多种手段来解决这个问题。包括实时渲染技术和视频增强等技术在内的数字图像处理技术可以将原本平面的景物转化为立体的景象,这样不仅可以让人们在感官体验方面有所提升而且还可以提高画面的质量哦～
总的来说以上几种是人机和环境相互适应的过程及其原理,那么在这些步骤之后呢,是不是就能够顺利地进行人机对话了呢?其实不然!虽然现在有很多的机器都可以做到这一点,但是在真正意义上来说只有那些带有大脑皮层功能的生物才能够正确解读别人的意思并进行有效的沟通。所以如果想要达到良好的交流效果的话还是需要经过大量的训练才行啊!