Tiểu luận môn công nghệ tri thức Tìm hiểu thực tế ảo và những ứng dụng vào cuộc sống

Báo Cáo Chuyên Đề Công Nghệ Tri ThứcLời mở đầu  V iệc nghiên cứu khoa học máy tính ứng dụng vào cuộc sống có nhiều lĩnh vực pháttriển, trong đó khả năng áp dụng các công nghệ và kỹ th

Báo Cáo Chuyên Đề Công Nghệ Tri Thức

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

- -Học Viên: Nguyễn Võ Ngọc Huy Mã số: CH1101091

Chuyên ngành: KHOA HỌC MÁY TÍNH

Mã số: 60.48.01.01

Tìm hiểu thực tế ảo và những ứng

dụng vào cuộc sống

TP Hồ Chí Minh – Năm 2015

Mục lục



Mục lục 1

Lời mở đầu 2

Chương 1 – Tổng quan 3

I Giới thiệu về thực tế ảo (Virtual Reality - VR) 3

1 Lịch sử phát triển thực tế ảo 6

2 Xu hướng thực tế ảo 12

II Thành phần hệ thống thực tế ảo 13

1 Phần cứng 13

2 Phần mềm 21

3 Một số nhận xét 25

III Tương tác người dùng 26

1 Các kỹ thuật tương tác 26

2 Các khái niệm lựa chọn 28

3 Tính toán thế giới ảo 29

4 Các khái niệm định vị 30

5 Tương tác di động 30

6 Một số nhận xét 32

Kết luận 35

Tài liệu tham khảo 36

Báo Cáo Chuyên Đề Công Nghệ Tri Thức

Lời mở đầu



V iệc nghiên cứu khoa học máy tính ứng dụng vào cuộc sống có nhiều lĩnh vực pháttriển, trong đó khả năng áp dụng các công nghệ và kỹ thuật xử lý mô phỏng thế giớithực của con người, tương tác với thế giới đó qua máy tính là chủ đề quan trọng trongngành công nghệ thông tin để biến chiếc máy tính trở nên thông minh và mạnh hơn vềchức năng giao tiếp

Chuyên đề này xin được trình bày về những tìm hiểu một vấn đề mới mà thế giớiđang quan tâm và phát triển đó là thực tế ảo (Virtual Reality – VR) Thực tế ảo môphỏng giác quan người sử dụng theo cách mà máy tính mô phỏng và trãi nghiệm nhưthế giới thực Nó bao gồm tất cả những gì đã được thực hiện để nâng cao cảm giáchoặc hành động dựa trên một thế giới ảo hoặc môi trường ảo cung cấp mô phỏng của

sự tương tác giữa con người và môi trường thực tế này Mô phỏng này đạt được bằngphương tiện của giao diện thực tế ảo kết nối với máy tính và kích thích một trong cácgiác quan của con người như thị giác, thính giác

Báo cáo này trình bày lịch sữ phát triển của thực tế ảo, các khái niệm của nó, cácphần cứng phần mềm được sử dụng, và một số kỹ thuật tương tác ảo cũng như thựctrạng và xu hướng của thực tế ảo ngày nay và là vấn đề trọng tâm cốt lõi vấn đề, và tất

cả cũng được tìm hiểu và tổng hợp trong báo cáo chuyên đề này

Chân thành cám ơn!

Nguyễn Võ Ngọc Huy

Chương 1 – Tổng quan



I Giới thiệu về thực tế ảo (Virtual Reality - VR)

"Thực tế ảo" (VR) là đề cập đến việc mô phỏng máy tính tạo ra các hình ảnh củamột thế giới mà dường như tất cả các giác quan của ta sẽ có và cảm nhận được tương

tự như cách chúng ta nhận thức thế giới thực hoặc thực tế vật lý như ngoài đời Để cho

bộ não biết rằng thế giới tổng hợp là xác thực, các mô phỏng máy tính theo dõi cácchuyển động của người tham gia và điều chỉnh màn hình hiển thị cảm ứng hoặc mànhình một cách cung cấp cho chúng ta cảm giác được đắm mình có mặt trong các môphỏng Như vậy, thực tế ảo là một phương tiện để cho con người có thể tham gia hoạtđộng vào một số môi trường mô phỏng mà khác biệt với vật lý thực tại [1]

Thực tế ảo là một phương tiện mà con người có thể chia sẻ ý tưởng và những trảinghiệm Đó là một phần của thế giới mà người tham gia tương tác được mà gọi là thếgiới ảo (virtual world) Tuy nhiên, thuật ngữ "thế giới ảo" không chỉ đề cập cụ thể đếnthế giới thực tế ảo Nó còn được sử dụng để tham khảo các nội dung của phương tiệntruyền thông khác như tiểu thuyết, phim ảnh và các công ước truyền thông khác

Một định nghĩa chính thức hơn cho thực tế ảo từ Sherman và Craig: "Mộtphương tiện bao gồm mô phỏng máy tính tương tác mà cảm nhận vị trí và hành độngcủa người tham gia, cung cấp thông tin phản hồi tổng hợp cho một hoặc nhiều giácquan, cho cảm giác được có mặt và cảm nhận trong các mô phỏng."

Một hệ thống thực tế ảo (Virtual Reality - VR) điển hình sẽ thay thế kích thíchthị giác và các kích thích âm thanh cũng được cung cấp Một số cảm giác ít phổ biếnhơn đó là bao gồm cảm giác qua làn da hay gọi là xúc giác cảm ứng, khứu giác vềmùi, và vị giác về hương vị

Có rất nhiều thiết bị phần cứng đặc biệt có liên quan trong việc mang lại hìnhảnh cảm giác cho người sử dụng rất khác nhau Một thiết bị VR hiện giờ hiện thựcquen thuộc là màn hình hiển thị gắn trên đầu (Head-mount display -HMD) Một HMD

là một thiết bị mà người dùng đeo trên đầu, có một màn hình đặt ở phía trước của mỗi

Báo Cáo Chuyên Đề Công Nghệ Tri Thức

mắt Công nghệ thường sử dụng để hiển thị các phần ảo hình ảnh VR là có thể thêmviệc chiếu hình ảnh lên một màn hình lớn hoặc nhiều màn hình, xem hình 1.1:

Hình 1.1 Một người trong thực tế ảo đội thiết bị trên đầu găng tay tương tác với

thế giới ảo

Ngoài ra, một khía cạnh không kém không quan trọng của một hệ thống thực tế

ảo là cảm biến vị trí của người tham gia Nếu không có thông tin về hướng ngườidùng như đang tìm kiếm, đạt được, chỉ tay thì không thể cho ra thực tế ảo hiển thịmột cách thích hợp để kích thích các giác quan Và giám sát chuyển động cơ thể củangười sử dụng được theo dõi, mô phỏng và tái hiện một cách hợp lý và chính xác

Có một số thuật ngữ công nghệ liên quan cũng thường được sử dụng trong côngnghệ thực tế ảo như là "không gian ảo" (cyperspace) Không gian ảo là quan điểm chorằng người ta có thể nằm ở vị trí vật lý khác nhau, thông qua việc sử dụng một số côngnghệ trung gian tương tác như với nhau mà có thể liên lạc, tiếp xúc ảo với nhau nhưthật, xem hình 1.2

Hình 1.2 Ứng dụng game trong tương tác với thực tế ảo

Hai khái niệm khác liên quan đến thực tế ảo là hiện diện xa (TelePresence) vàtăng cường thực tế (Augmented reality - AR) TelePresence là tương tự như VR cónghĩa là đặt vị trí ảo hóa một người nào đó vào một vị trí khác mà thực tế họ không cóhiện diện vật lý Tăng cường thực tế (AR) là cung cấp cho người dùng một cái nhìnthay đổi của thế giới thực Tuy nhiên, cái nhìn mà họ có được là vị trí địa lý hiện tại,

sử dụng công nghệ với nhiều đặc điểm chung với thực tế ảo, các thông tin bổ sung(ảo) sẽ được thêm vào cảm giác của họ Thông thường đó là cảm giác trực quan đượctăng cường thêm, cung cấp cho người dùng có các khả năng như nhìn qua xuyên bứctường hoặc vào cơ thể bệnh nhân [7]

AR còn được định nghĩa như là thực tế bằng cách trực tiếp hay gián tiếp quacách nhìn vật lý hay thế giới thực bằng các thành phần tăng cường cho máy tính sinh

ra hổ trợ bao gồm các cảm biến như âm thanh, phim ảnh, đồ họa hay là thiết bị định vịGPS Các công nghệ kỹ thuật này mở rộng các giác quan thực tế hiện tại nhằm làmcho các thông tin của thế giới thực xung quanh trở nên tương tác được và tính toántheo kỹ thuật số hóa được Các thông tin nhân tạo về môi trường và đối tượng của nó

có thể phản ảnh thế giới thực [9]

Báo Cáo Chuyên Đề Công Nghệ Tri Thức

Và ngày nay, đồ họa máy tính đã trở nên là lĩnh việc quan trọng của nhiều lĩnhvực, nhiều thiết bị phần cứng xử lý đồ họa mạnh cũng đã ra đời ngày càng tốt hơn vànhanh hơn và giá thành thấp xuống liên tục và nhanh chóng Việc này cho phép trảinghiệm thế giới ảo ngày càng hoàn hảo hơn Và thế giới ba chiều dường như không

đủ, thay vào đó người ta cố gắng hoàn thiện thế giới ảo bốn chiều, năm chiều,

1 Lịch sử phát triển thực tế ảo

Thực tế ảo lả chủ đề nóng trong vài năm qua, nhưng nguồn gốc của nó đạt lại từbốn thập kỷ qua Vào cuối những năm 1950, McCarthy và Elvis mới có ý tưởng đổicách mọi người tương tác với máy tính và làm cho có thể VR Vào thời điểm đó, máytính chỉ được sử dụng bởi những người thông thạo các ngôn ngữ lập trình rất khó vàtiếp cận còn nhiều hạn chế

Năm 1956, Morton Heilig là giám đốc đồ họa phim chuyên biên tập điện ảnhđưa ra khái niệm các như các cảnh ảo, âm thanh mô phỏng hiệu ứng, tiếng rung củađộng cơ và một số mùi khác với thiết bị Sensorama, nhưng nó không mang tiếng vanglớn về thành công về mặt thương mại do thiết các thành phần chính cho một hệ thốngthực tế ảo Năm 1960, Heilig mô phỏng thêm về hiệu ứng đồ họa 3D, âm thanh stereo

và một số mô phỏng khác Sau đây là bảng vẽ về cách hiển thị và hoạt động mount qua hình 1.1.1

head-Hình 1.1.1 Mẫu thiết kế về hiển thị cho head-mount của Heilig

Năm 1961, Comeau và Bryan đã nghiên cứu hệ thống head-mount có khả năngliên kết các camera và có thể so trùng độ phân giải mắt Thêm nữa, đã cải tiến nhiều

về phần đồ họa tương tác với máy tính, hình 1.1.2

Báo Cáo Chuyên Đề Công Nghệ Tri Thức

Hình 1.1.2 Thiết bị head-mount (HMD) cải tiến đồ họa và chức năng

Năm 1963, Ivan Sutherland là sinh viên tốt nghiệp Harvard phát minh rasketchpad (thiết bị bảng vẽ tương tác) (tham khảo hình 1.1.3), đó là một hệ thống chophép tương tác các hình ảnh ảo được máy tính tạo ra hiển thị trên màn hình CRT vàđược xem như tiền đề của các chương trình CAD sau này Năm 1965, ông mô tả ứngdụng nhập vai tổng hợp thế giới được tổng hợp lại trên máy tính Nó bao gồm biểudiễn phản hồi của hiệu ứng nhìn, nghe và xúc giác tương ứng với những hình độngcủa con người Đến năm 1968, Surtherland lúc này là giáo sư của đại học Utah được

ghi nhận và công khai các công trình về thành phần ảo của hiệu ứng nhìn của ông Các

hệ thống của ông bao gồm HMD (Head-mount device), head-mount về cơ khí các khảnăng co của các cáp và đưa ra các mô phỏng trong không gian 3 chiều Sau đó, IvanSutherland thành lập tập đoàn E&S chuyên phát triển phần cứng vẽ về đồ họa thờigian thực chuyên mô phỏng các chuyến bay cho công đồng trên khắp thế giới [2]

Hình 1.1.3 Ivan Sutherland phát minh thiết bị mô phỏng Sketchpad

Tiếp theo với nhưng nghiên cứu của Sutherland, nhiều nghiên cứu và phát triểnkhác ra đời liên tiếp tại các phòng thí nghiệm của các trường đại học, tổ chức chínhphủ, quân đội và tiếp theo là các thương mại Cụ thể là tại đại học Winconsin, MyronKrueger đã thí nghiệm các khía cạnh khác nhau của các hệ thống thực tế ảo mà ông tagọi là thực tế nhân tạo (Artificial Reality) Khi mà hệ thống head-mount củaSutherland chỉ phù hợp cho một người nhìn ra thế giới, thì ông Krueger cung cấp thêmcái nhìn thứ hai của thế giới ảo mà người tham gia có thể thấy chính họ với thế giới

Hệ thống ông khác với Sutherland ở chỗ nữa là sử dụng thêm camera để diễn tả sự dichuyển của người dùng và người dùng không phải bị cản trở bởi các thiết bị cảm biếngắn trên cơ thể họ, tham khảo hình 1.1.4 và 1.1.5

Báo Cáo Chuyên Đề Công Nghệ Tri Thức

Hình 1.1.4 Hệ thống thực tế ảo videoplace của Myron Krueger

Hình 1.1.5 Trong hệ thống thực tế nhân tạo của Krueger, 1 camera sử dụng để

mô phỏng bao phủ cơ thể trong thế giới ảo

Và trong những năm 1977, Tom DeFanti và Dan Sandin của đại học Illinoi ởChicago thành lập phòng thí nghiệm EVL chuyên về biểu diễn đồ thị, các thiết bị nhậpxuất và khám phá các kỹ thuật tương tác, trong đó có chiếc găng tay cảm nhận sựuống cong các hoạt động ngón tay Sau đó năm 1992, hệ thống CAVE ra đời hệ thống

mô tả sự đi bộ với các khối lập thể, các đầu theo dõi và các đồ họa máy tính phức tạp,xem hình 1.1.6

Hình 1.1.6 Găng tay nhận dạng cử động (Gesture recognition VPL DataGlove)

Nếu ta xem xét thực tế ảo đơn giản là mô phỏng của một môi trường cho phépmột người ở một số địa điểm và sự kiện khác nhau với nơi họ đang có và những gìđang thực sự xảy ra xung quanh Thì việc mô phỏng chuyến bay là một ví dụ đầu tiêncủa phương tiện này Mô phỏng việc lái máy bay dựa trên màn hình máy tính tươngtác có từ đầu những năm 1970 và phát triển mạnh sau này Mô phỏng chuyến baytrước đó đã sử dụng công cụ điều khiển máy móc hiển thị và liên kết với chuyến baycủa phi công điều khiển xem không lưu, điều khiển máy bay, đối phó tình huống Nhiều người trước khi bay thật, phải thực tập bay trong các chuyến bay giả lập trênmáy tính để có cơ hội để làm quen với các điều khiển bay và hiển thị thông tin

Sau đó, bằng cách kiểm soát chuyển động của một máy quay phim trên các môhình và một số địa hình khác nhau, dần dần cảm giác hòa nhập thực tế ảo được tạo ra

và được làm quen Và một mô phỏng tốt là phải khác nhau và xây dựng cho từng loạimáy bay và các địa hình khác với các địa điểm mới Mô phỏng này có thể làm tốt khi

có sự ra đời của đồ họa máy tính tiên tiến và các công nghệ màn hình hiển thị, xemhình 1.1.7

Báo Cáo Chuyên Đề Công Nghệ Tri Thức

Hình 1.1.7 Hệ thống huấn luyện bay trong những ứng dụng hỗ trợ tập huấn cấu hình môi trường ảo (Virtual Environment Configurable Training Aids - VECTA)

hệ thống mạng, xem hình 1.2.1

Hình 1.2.1 Hệ thống cầm tay có thể cung cấp tương tác và các cảnh ngoài đời

Xu hướng ngày nay của hệ thống thực tế ảo tập trung vào một số cách mạng nhưsau, trước hết là quy mô ngày càng lớn và các cải tiến, như đồ họa 3D cho người dùngđơn mà giai đoạn đầu là các game 3D Sau đó vào những năm 1990 là các hệ thống

đa người dùng tương tác một lúc như ActiveWorlds, SecondLife, Giai đoạn tiếptheo những năm 2010-2015, đang phát triển các hệ thống mở hơn mà nó cha được trênnhiều môi trường platform và trên các phương tiện khác như local, network, cloud, Các bước cải tiến tiếp theo là sự thay đổi sự tích hợp cho các phương tiện nhập vàxuất, như các VR google (kính ảo google, bảng đồ tương tác 3D), hoặc các thiết bịtương tác game của Microsoft qua motion cơ thể ngày càng phổ biến hơn

II Thành phần hệ thống thực tế ảo

1 Phần cứng

Phần cứng mà sử dụng trong thực tế ảo có thể bao gồm như các thiết bị hiển thị,các thiết bị nhập mà người dùng tương tác và theo dõi hành động Thêm vào đó nữa làmáy tính hổ trợ lập mô hình và vẽ lại của thế giới thực

a) Phần đồ họa và máy tính:

Phần cốt lõi chính của việc tính toán là chịu trách nhiệm tính toán các hành vicủa thế giới thực và vẽ lại trạng thái của thế giới thực vào ảo hóa tương tác thị giác,thính giác, xúc giác Và bởi vì đặc điểm của thực tế ảo là trải nghiệm tương tác thờigian thực sao cho hiệu quả, nên hệ thống máy tính đòi hỏi những yêu cầu đặc biệt.Các hệ thống tính toán có thể được thực hiện trên một máy tính lớn duy nhất đáp ứng

Báo Cáo Chuyên Đề Công Nghệ Tri Thức

tất cả các yêu cầu, hoặc nó có thể được thực hiện trên nhiều máy tính Trong trườnghợp trên nhiều máy tính, các máy phải được kết nối với nhau thông qua một độ trễthấp và mạng lưới kết nối tốc độ cao Độ trễ là thời gian trễ giữa thời gian một sự kiệnxảy ra và thời gian kết quả của nó xuất hiện và là một yếu tố quan trọng trong bất kỳ

hệ thống VR Bất kỳ độ trễ trong các hệ thống tổng thể làm giảm hiệu quả của hệthống Việc sử dụng nhiều thành phần CPU cho phép hệ thống để đạt được tính toánhơn cả cho đồ họa và mô phỏng thế giới

Hình 2.1.1 Cốt lõi hệ thống VR và các thành phần tích hợp của nó

Như hình 2.1.1 trên, các thành phần chính mà một hệ thống VR cần có bao gồmphải mạnh để đủ sức tính toán mô phỏng vật lý thế giới ảo và dựng hình ảnh từ cácthông qua các graphic computation sau đó hiển thị trên các thiết bị xuất Ngoài ra nócòn phải thực hiện chức năng mô phỏng và tương tác thông qua bộ simulationcomputation giao tiếp với các xúc giác như cảm ứng

Việc tính toán đặc biệt cũng tùy vào các loại ứng dụng khác nhau đòi hỏi, việcbiểu diễn thế giới thực nói chung là cần ánh xạ các hình ảnh của thế giới thực vàchuyển giao một cách chi tiết cao và rõ ràng (texture maps) Tuy nhiên, một số trườnghợp các đối tượng tĩnh thì không cần phải tính toán nhiều mà chỉ là vẽ lại các đốitượng đó trong bộ đối tượng đồ họa chuẩn Với sự phát triển nhanh chóng của việcbiểu diễn đồ họa cho các ứng dụng, thì phần graphic engine cần phải có khả năngđồng bộ cập nhật hiển thị giữa nhiều lần hiển thị cho việc vẽ lại vào 2 mắt người xemcảm nhận (stereoscopic visison) đối với thiết bị head-mount, nhiều màn hình hiển thị

đúng và kịp thời cho thiết bị nối ghép nhiều màn hình tránh việc trùng lắp hiển thị mắttrái và mắt phải Nhiều công cụ và máy chiếu đồ họa cao cấp có quy định để render vàhiển thị hình ảnh lập thể thông qua một cơ chế duy nhất.

Ngoài ra, các hệ thống máy tính hiện đại có khả năng mô phỏng âm thanh, khi

đó các tín hiệu âm thanh được gởi ra ngoài bộ xử lý âm thanh và tái tạo hoặc thêmhiệu ứng theo yêu cầu Như khả năng để làm cho âm thanh xuất hiện từ một địa điểm

cụ thể liên quan đến đầu của người sử dụng (spatialization) thường đòi hỏi phần cứng

âm thanh-rendering bổ sung

Việc xử lý động thời đa nhiệm cùng một thời điểm cũng rất cần cho hệ thông

VR, việc dùng hệ điều hành đa nhiệm là cần tuy nhiên cần phải xử lý thêm cách thứcnhiều máy tính cùng làm việc đồng thời trên một tác vụ tính toán hay mô phỏng đó.Ngày nay, các hệ thống VR lớn thường làm việc trên các hệ thống các máy lớn với đaCPU xử lý và nhiều phần cứng vẽ đồ họa tốc độ cao đắt tiền, đặc biệt là các hệ thống

đồ họa tăng tốc 3D ngày càng mạnh và phát triển không ngừng cũng giúp các hệthống VR ngày càng mạnh và thực hơn

b) Tương tác thị giác (Visual displays)

Phần hiển thị hình ảnh của một màn hình hiển thị thực tế ảo thường có ảnhhưởng lớn nhất về thiết kế tổng thể hệ thống thực tế ảo Ảnh hưởng này là do hệ thốngthị giác là phương tiện chiếm ưu thế của truyền thông cho hầu hết mọi người Nó cũng

có xu hướng thống trị trong các hệ thống Đối với vô số các loại thiết bị thực tế ảo nhưconsole, workstation, hay thiết bị head-mount, cầm tay đều có đều có các công nghệhiện đại và các xu hướng đầu tư nghiên cứu sâu khác nhau

 Các trạm màn hình lớn (Large-screen stationary) như CAVE thường sử dụngcách hiển thị theo khu vực (field-of-view - FOV) cho một hoặc nhiều ngườixem, có khả năng cuốn và tập trung từng phần càng chi tiết càng tốt cho việcbiểu diễn thế giới thực FOV giảm số lượng các phần cứng xuống và cải thiệnkhả năng quan sát các các điểm mà họ đứng gần bằng cách giảm ảnh hưởngxấu bởi độ trễ, chính vì vậy tầm nhìn người dùng vẫn đảm bảo dù họ đứnggần màn hình lớn Tuy nhiên khuyến điểm cho các màn hình tương tác lớn

Báo Cáo Chuyên Đề Công Nghệ Tri Thức

này là để gia tăng độ phân giải cần phải có nhiều máy chiếu (projector) được

sử dụng và cần chi phí lớn

 Các thiết bị hiển thị gắn trên đầu (Head-based displays) thường là các thiết bịphổ biến của VR dùng hiểu thị phim, tivi Các dòng Head-mount cũ thườngđược dùng gắn vào từ mũ bảo hộ và thường lớn và cồng kềnh, các thiết bịkhác được như gắng vào cánh tay mô phỏng chuyển động cơ thể, thiết bị địnhhướng ống dòm (Binocular Omni-Orientation Monitor - BOOM) mà nó làtiền thân của các thiết bị head-mount ngày nay nhỏ hơn như mắt kính đeo vàtương tác vào hai mắt, xem hình 2.1.2 ví dụ về mắt kính google Điểm lợi thểcủa HMD là người dùng có thể từ đầu và mắt có thể cảm nhận trực tiếp vàothế giới, và bởi vì nó dùng màn hình nhỏ nên tiết kiệm chi phí rất nhiều sovới loại hiển thị màn hình lớn, thêm điểm nữa là thiết bị này rất linh động vàthuận tiên cho người sử dụng khắp nơi Tuy nhiên, có các điểm hạn chế nhưsau như độ trễ của thiết bị còn là vấn đề quan tâm do công nghệ về vi xử lýcòn hạn chế và có thể gây nhức đầu cho người sử dụng với thời gian tươngtác lâu, điểm hạn chế khác là người dùng chỉ sử dụng một mình, có cái nhìnhạn hẹp và thường cô lập tương tác với người xung quanh Ngày nay vớicông nghệ mạng được đưa vào ngày càng giải quyết vấn đề nhưng thời gianpin sử dụng và tốc độ kết nối vẫn còn là hạn chế với thiết bị này

Hình 2.1.2 Mắt kính tương tác của google

 Các thiết bị hiển thị trên màn hình desktop (Desktop VR displays) giống nhưviệc hiển thị màn hình lớn (large-screen display) nhưng nó hiển thị nhỏ lại

vào các màn hình máy tính bàn với các đồ họa với các thành phần cơ bản làmàn hình hiển thị, các thiết bị nhập và phẩn mềm VR Ví dụ về VR cho loạimáy tính bàn là chương trình nuôi cá được mô phỏng với camera, xem hình2.1.3.

Hình 2.1.3 Màn hình máy tính với camera quan sát mô phỏng phần mềm VR

Báo Cáo Chuyên Đề Công Nghệ Tri Thức

có thể giao tiếp xuất ra với các màn hình lớn hơn Điểm hạn chế là cũng là tầm nhìn

và tương tác hạn hẹp

c) Tương tác thính giác (Aural displays)

Trái lại với việc tương tác qua hiển thị, thì tương tác qua thính giác của ngườinghe cũng được phát triển, cụ thể là khái niệm stereo cũng ra đời từ đó với những cảmnhận thính giác Nhiều hệ thống thực tế ảo cố gắng tối ưu hệ thống đơn kênh(monophonic sound channel) thành các hệ thống kết hợp với môi trường xung quanh

và một số sự kiện rời rạc khác Vấn đề của stereo hai kênh với hai loa không còn phùhợp và phản ánh các vị trí khác nhau của thế giới thực, do là thực tế ảo tương tác nênphải biết độ ưu tiên liên quan đến âm thanh người nghe Do đó âm thanh xuất hiện từcác nguồn khác nhau phải được xử lý để tạo hiệu ứng Quá trình xử lý này gọi là tạokhông gian (spatialization) để mô phỏng lại các chức năng âm thanh này ra hai loa haynhiều loa khác nhau như là các kênh âm thanh tương tác đến người nghe

Sự kết hợp giữa các kênh stereo và các kên đơn cũng được sử dụng kết hợp vớinhau để tạo để tạo hiệu quả cao Ví dụ hiệu ứng trên đường phố gồm có nhiều nguồnnhư con người và các đối tượng khác, thì hiệu ứng thường tập trung vào người và cácđối tượng cơ bản, tuy nhiên các đối tượng âm thanh nhỏ khác cũng cần được trộn vào

để tạo các hiệu ứng cao

Hệ thống thực tế ảo có hai thiết bị để biểu diễn là loa (loundspeaker) và tai nghe(headphone) Loa là thiết bị thường được dùng biểu diễn âm thành cho các mô hìnhstation như CAVE, màn hình lớn và desktop Tai nghe được sử dụng với hệ thốnghead-mount, mắt kính hoặc các thiết bị head-based Ngày nay, việc trang bị hệ thống

âm thanh cho VR ít chi phí hơn hiển thị nhưng cũng không rẻ, các hệ thống âm thanhloa 7.1 ngày nay có thể biểu diễn rất thực bao gồm các thiết bị phức tạp nhưsubwoofer, loa trung tâm, loa trước sau, trái phải,… Ưu điểm của hệ thống loa là cónhiều người cùng cảm nhận được một lúc trong khi tai nghe chỉ một người nghe tạimột thời điểm

Một ví dụ tương tác ảo với thính giác như hệ thống Hear&There [8],Hear&There sử dụng lớp phủ âm thanh cho phép người dùng nghe và cảm nhận có