Virtual Reality

Place Illusion (PI)

• “being there”
• “presence”
• “tele-presence”
• The illusion of being in a place in spite of the sure knowledge that you are not there.

Plausibility Illusion (Psi)

The illusion that what is apparently happening is really happening (even though you know for sure that it is not).「认为表面上发生的事情真的发生了的错觉（尽管你肯定知道它不是）。」

Three Necessary Conditions

• 与您个人相关的事件（您是行为的主体）
• 虚拟世界对你做出回应
• 整体可信度（在背景下）

虚拟现实体验被定义为用户有效地沉浸在一个响应的虚拟世界中。这意味着用户对视点的动态控制。

Frederick Brooks (1999)

Four Technologies

有四项技术对VR至关重要：

• 视觉：（以及听觉和触觉）显示，使用户沉浸在虚拟世界中，并阻挡来自现实世界的矛盾的感官印象。
• 渲染：以每秒20至30帧的速度生成千变万化的图像的图形渲染系统；
• 跟踪系统：持续报告用户的头部和四肢的位置和方向
• 数据库：用于构建和维护虚拟世界详细逼真的模型的数据库构建和维护系统。

Four Auxiliary Technologies

四项辅助技术很重要，但对VR来说也不是那么关键:

• 合成的声音，显示在耳朵上，包括方向性的声音和模拟的声场。
• 向运动感觉显示合成的力和其他触觉感觉。
• 设备，如带有按钮的跟踪手套，用户通过它来指定与虚拟物体的互动
• 替代可能与物理世界进行的真实互动的互动技术。

Discussion

• 沉浸的概念
• You can simulate CAVE in HMD
• But you cannot simulate HMD in CAVE

Depth Clues

• Binocular disparity「双眼差异」: 这是投射到眼睛背面（然后投射到视觉皮层）的图像的差异，因为两眼在水平方向上被眼间距离分开。
• 人类有大约120度的双眼视觉

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• 传统二维显示器无法呈现双眼视差
• 适应性「Accommodation」 - 这是改变眼球晶状体焦距所需的肌肉张力，以便在一个特定的深度聚焦。
• Convergence「会聚」 - this is the muscle tension required to rotate each eye so that it is facing the focal point「这是旋转每只眼睛以使其面向焦点所需的肌肉张力」

What can be presented on a conventional 2D display?

• 透视「Perspective」 - 物体越远越小，平行线在距离上收敛。
• 已知物体的大小 - 我们期望某些物体比其他物体小。如果一只大象和一个杯子看起来一样大，那么我们期望大象离得更远。
• 细节 - 近处物体显示得更详细，远处物体显示得更少。
• 遮挡「Occlusion」 - 假设一个物体阻挡另一个物体在前景中。
• 光与影 -如果光源是有方向性的，我们预计前景的物体会在背景的物体上投射影子。
• 相对运动 - 远处的物体似乎比前景中的物体移动得更慢

以上都是通过VR设备的渲染管道「rendering pipeline」 "自动 "实现的。