VR硬件交互设备

VR虚拟现实硬件指的是与虚拟现实技术领域相关的硬件产品，是虚拟现实解决方案中使用的硬件设备。要实现虚拟现实的交互性，沉浸感等特点，需要许多外部设备的配合。

目前VR系统的硬件交互设备主要分为立体显示设备、三维跟踪传感设备、人机交互设备以及系统集成设备等几大类。

1.VR的立体显示设备对虚拟世界的沉浸感主要依赖于人类的视觉感知，因而三维立体视觉是虚拟现实技术的第一传感通道。虽然桌面式VR系统中可以使用普通的计算机屏幕作为显示设备，但它却不能提供大视野、双眼的立体视觉效果。因此，我们需要一些专门的立体显示设备来增强用户在虚拟环境中视觉沉浸感的逼真程度。现阶段常用的显示设备主要有立体眼镜、头盔式显示器、双目全方位显示器、大屏幕投影等。

（1）头盔式显示器

头盔式显示器（HMD）用于显示虚拟现实的场景图像。它通常由两个LCD或CRT显示器分别向左右眼提供图像，这两个图像由计算机分别驱动，两个图像间存在着微小的差别，类似于“双眼视差”。通过大脑将两个图像融合以获得深度感知，得到立体的图像。HMD可以将参与者与外界完全隔离或部分隔离，因而在军事训练、虚拟驾驶、虚拟城市等项目中具有广泛的应用。

（2）双目全方位显示器

双目全方位显示器（BOOM）是一种可移动式显示器。它由两个互相垂直的机械臂支撑，这不仅让使用者可以在半径约2米的球面空间内自由移动，还能将显示器的重量巧妙地平衡使之始终保持水平，不受平台的运动影响。在支撑臂上的每个节点处都有位置跟踪器，因此BOOM和头盔显示器一样有实时的观测和交互能力。

（3）CRT终端――液晶光闸眼镜

CRT终端――液晶光闸眼镜立体视觉系统的工作原理是：有计算机分别产生左右眼的两幅图像，经过合成处理之后，采用分时交替的方式显示在CRT终端上。用户则佩戴一副与计算机相连的液晶光闸眼镜，眼镜片在驱动信号的作用下，将以与图像显示同步的速率交替开和闭，即当计算机显示左眼图像时，右眼透镜将被屏蔽，显示右眼图像时，左眼透镜被屏蔽。根据双目视察与深度距离正比的关系，人的视觉生理系统可以自动地将这两幅视察图像合成一个立体图像。

（4）大屏幕投影――液晶光闸眼镜

大屏幕投影――液晶光闸眼镜立体视觉系统原理和CRT显示一样，只是将分时图像CRT显示改为大屏幕显示，用于投影的CRT或者数字投影机要求拥有极高的亮度和分辨率，它适合在较大的空间内产生投影图像的应用需求。

洞穴式VR系统是一种基于投影的环绕屏幕的洞穴自动化虚拟环境（Cave Automatic Virtual Environment，CAVE）。人置身于由计算机生成的世界中，并能在其中来回走动，从不同的角度观察它、触摸它、改变它的形状。大屏幕投影系统除了有CAVE之外还有圆柱形的投影屏幕和由矩形拼接构成的投影屏幕等。该系统适合用于例如博物馆、艺术馆、娱乐中心、研究中心等地方，其系统设计复杂且价格高。

（5）3D显示器

3D显示器不需要用户戴上专门的眼镜也能观察到立体的图像。这项技术不同于普通显示器中的发射与反射类型，它把光源从显示器的下面向上发射，通过显示器内部的发射与折射，使用户能看到立体的图像。这项技术的一个显著优点在于对显示器周围的环境没有任何严格的要求。这种显示器目前面临的主要问题是制作成本太高，因而尚未商品化，它属于新发明，在未来有希望成为三维可视化的一种理想显示工具。

（6）VR智能眼镜

智能眼镜配合自然交互界面，相当于现在手持终端的图像接口，不需要点击，只需要使用人的本能行为，例如，摇头晃脑、讲话、转眼等，就可以和智能眼镜进行交互。因此，这种方式提高了用户体验，用户操作起来更加自然随心。