VR虛擬汽車駕駛仿真模擬是指利用三維圖像生成技術,以高科技為手段,通過物理系統的實時車輛動力學仿真、大視場顯示技術(如多通道立體投影系統)、三自由度或六自由度運動平臺、用戶輸入硬件,音響控制系統,使得在虛擬駕駛環境中實現接近真實的視覺、聽覺的駕駛體驗。曾經VR虛擬駕駛模擬由于技術復雜、成本高等原因停留在科研實驗室中,隨著軟、硬件技術的普及和完善,近年來虛擬駕駛技術應用范圍越來越廣,逐漸進入娛樂、民用、高校、博物館等領域。
VR汽車虛擬駕駛模擬系統核心技術:
1.三維圖像即時生成技術
三維立體影片(Stereoscopic 3D)制作流程與傳統平面電影制作不同,立體影片制作與平面影片制作不同,它在前期制作的時候必須有立體圖形師(stereographer)創建的深度腳本(depth script),它與故事板配合以確定后續的Layout制作并預覽立體效果。這一步對與整個影片的立體效果來說顯得至關重要。一方面,它幫助決定了每一個鏡頭的景深度;另一方面,有利于前后鏡頭間的深度銜接,確保觀眾能觀看到舒適的畫面。
按傳統平面影片制作流程走到2D故事板環節,則必須使用至少由3個虛擬攝像機的camera rig來制作動畫Layout。其中位于最中央的攝像機為觀測攝像機,其余的為渲染攝像機用以渲染出左右眼圖像。 一般使用2個渲染攝像機,這兩個攝像機之間的距離,也就是產生左右兩幅畫面差別的原因,它對于立體效果有最直接的影響。攝像機之間的距離值需與深度腳本相適配以產生舒適的立體效果。
2.汽車動力學物理仿真技術
汽車動力學仿真物理系統,做為汽車運動仿真中最核心的環節,成為模擬駕駛中最為關鍵的部分。物理系統,為這個功能提供了良好的技術支撐。可以模擬逼真的剛體動力學特性,如運動物體具有密度、質量、速度、加速度、旋轉角速度、沖量等各種現實的物理動力學屬性。在發生碰撞、摩擦、受力的運動模擬中,不同的動力學屬性能得到不同的運動效果。
3.六自由度運動平臺
六自由度運動平臺是由六支油缸,上、下各六只萬向鉸鏈和上、下兩個平臺組成,下平臺固定在基礎上,借助六只油缸的伸縮運動,完成上平臺在空間六個自由度(X,Y,Z,α,β,γ)的運動,從而可以模擬出各種空間運動姿態。六自由度平臺是各領域操作模擬器的重要組成部分,可由數字計算機實時控制提供俯仰、偏航、滾轉、升降、縱向和橫向平移的六自由度瞬時運動仿真。
4.大視場顯示技術
多通道環幕(立體)投影系統是指采用多臺投影機組合而成的多通道大屏幕展示系統,它比普通的標準投影系統具備更大的顯示尺寸、更寬的視野、更多的顯示內容、更高的顯示分辨率,以及更具沖擊力和沉浸感的視覺效果。
5.用戶輸入和座椅硬件系統
舒適安全的座椅,仿真的方向盤、檔位、油門和剎車,這些也是模擬駕駛系統必不可少的元件。
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