Virtual Reality

Förord  9

1 Introduktion     11

1.1 Vad är Virtual Reality?     12

1.2 Närbesläktade begrepp     14

1.3 VR och dess principiella funktion  15

1.4 Hur kan VR användas?     17

1.5 Bokens inriktning och upplägg  21

2 Virtuella världar genom tiderna     25

2.1 Målarkonstens illusioner     25

2.2 Optiken gör entré     28

2.3 Rörliga bilder     28

2.4 Framtidens film och flygsimulatorer  32

2.5 Virtual Reality-pionjärerna      34

2.6 Första och andra Virtual Reality-vågen  38

3 Virtual Reality-system      43

3.1 Immersion     45

3.2 En eller flera användare  46

3.3 Inkludering av omvärld     46

3.4 Ett VR-systems funktion     47

3.4.1 Registrering     48

3.4.2 Simulering     48

3.4.3 Återkoppling     49

3.5 Arrangemang av hårdvara     50

3.6 Arbetsområde     53

3.7 3D-grafik     55

3.7.1 Koordinater och geometri     55

3.7.2 Homogena koordinater     57

3.7.3 3D-metaforer     59

3.7.4 Applikationer för 3D och VR     60

3.7.5 API:er för VR     63

4 Perception och illusion     65

5 Visuell modalitet och återkoppling     73

5.1 Ögats uppbyggnad och funktion  73

5.1.1 Näthinna och synnerv     75

5.1.2 Ljusadaption     79

5.1.3 Ögats refraktion     80

5.1.4 Synfält och synskärpa     82

5.2 Okulomotoriska systemet     84

5.3 Hantering av visuell information  87

5.3.1 Identifikation och handling     88

5.4 Uppfattning av rörelse     90

5.4.1 Vection     92

5.4.2 Föremål i rörelse      92

5.5 Djupseende     94

5.5.1 Binokulära ledtrådar      94

5.5.2 Monokulära ledtrådar      95

5.5.3 Bedömning av form och storlek     101

5.6 Visuell återkoppling     103

5.6.1 Grundläggande egenskaper för displayer  104

5.6.2 Pixelbaserade displayer     107

5.6.3 Teknik för förmedling av bilder   109

5.6.4 Flera betraktare     112

5.6.5 Huvudburen display     113

5.6.6 Stereoskopi     117

5.6.7 Visuell återkoppling och immersion  122

5.6.8 Grafisk rendering     127

6 Auditiv modalitet och återkoppling     129

6.1 Ljud, öra och hörsel     129

6.1.1 Ytterörat     130

6.1.2 Mellanörat     131

6.1.3 Innerörat     132

6.2 Psykoakustik     135

6.2.1 Selektion     135

6.2.2 Identifikation     135

6.2.3 Lokalisering     137

6.3 Auditiv återkoppling     142

6.3.1 Auditiva displayer      143

6.3.2 Auditiv rendering     148

7 Övriga modaliteter, intermodalitet samt övrig återkoppling  153

7.1 Känsel     153

7.1.1 Dermal modalitet     154

7.1.2 Proprioceptiv modalitet     155

7.1.3 Vestibulär modalitet     155

7.1.4 Visceral modalitet     157

7.2 Lukt     158

7.3 Smak     160

7.4 Intermodalitet     161

7.4.1 Vestibulo-okulära reflexen     162

7.4.2 Multisensorisk och sensomotorisk integration     164

7.4.3 Cross-modal matching och sensory capture     165

7.4.4 Självproducerad information     166

7.5 Haptisk, olfaktorisk och gustatorisk återkoppling  168

7.5.1 Haptisk återkoppling    168

7.5.2 Olfaktorisk och gustatorisk återkoppling  172

7.6 Aspekter av intermodalitet för återkoppling  175

8 Interaktion     179

8.1 3D-användargränssnitt     179

8.2 Grundläggande begrepp     180

8.3 Förflyttning     182

8.3.1 Gångmetaforer     183

8.3.2 Styrmetaforer     189

8.4 Selektion och manipulation     192

8.4.1 Greppmetaforer     194

8.5 Alternativa 3D-­interaktionstekniker  197

8.6 Utformning av 3D-interaktionstekniker  199

9 Tracking     201

9.1 Vad är tracking?     201

9.2 Metoder för tracking     202

9.2.1 Mekanisk tracking     204

9.2.2 Akustisk tracking     209

9.2.3 Elektromagnetisk tracking     210

9.2.4 Optisk tracking     211

9.2.5 Radar och lidar     215

9.3 Sensor fusion     217

9.4 Inverterad kinematik     217

9.5 Att välja trackingmetod     218

10 Presence     221

10.1 En teoretisk modell av presence  222

10.2 Immersion i förhållande till presence  226

10.3 Att mäta presence     229

10.4 Hur relevant är presence?  232

11 Virtual Reality – vart är vi på väg?     235

11.1 Styrkor     236

11.2 Svagheter     238

11.3 Risker och möjligheter     238

Referenser     245

Register     255