基于虚拟现实技术的自身运动认知研究

《基于虚拟现实技术的自身运动认知研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：ＴＰＳｌｌ单位代码：１０１於研究生学号：２０１巧４４１１０密级：公开參古林大学硕古学位论文一一＾（专处单技）基于虛拟现实技术的有身运动认知硏究－ＭｏｔＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＳｅｌｆｉｏｎ巨ａｓｅｏｎＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙ作者结名；张晶类則；工程硕女领域（方向）：敦件工程指导教师：黄尉教授培养单位：软件学晓２０１６年５月基于虚拟现实技术的自身运动认知研究Ｒｅｓｅａ－ｒｃｈｏｎＳｅｌｆＭｏｔｉｏｎ目ａｓｅｏｎＶｉｉｒｔｕａｌＲｅａｌｔｙ作者姓名：张晶领域；（方

2、向）软件工程指导教师：黄试教授类别；工程硕±２０１６５２８答辩日期；年月日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使巧不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明，，：所呈交的硕±学位论文是本人在指导教师的指导下。除文中已经注明引用的内容外独立进行研究工作所取得的成果，本论文做不包含任何其它个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文

3、的研究出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：曰期；２０１６年月曰＾摘要摘要基于虚拟现实技术的自身运动研究在外界环境中，观察主体的运动状态称为自身运动。光流信息由视觉系统分析得出运动知觉和自身运动的线索，光流信息的输入是自身运动方向判断的主要依据，进而产生与之对应的反应。这个过程是人类和动物为了适应外界环境而产生的结果，对个体的生活与生存具有极为重要的意义。目前实验中的视觉刺激多数是采用佩戴3D眼镜的方式，存在实验者不能够完全融入到实验环境中的问题，在解决这个问题时传统方法都遇到了瓶

4、颈。为了解决上述刺激不真实的问题，应用较为先进的虚拟现实技术的实验体系应运而生。虚拟现实技术与普通的3D技术相比有其自身的特点，如沉浸性、交互性和想象性等，本文对虚拟现实技术的特点及应用进行了简要介绍。观察者在佩戴3D眼镜进行研究实验时，无法完全融入到实验场景中，使观察者容易受到外界环境的影响，对视觉刺激感知不是十分明显，致使这种实验具有对自我运动认知不够全面的局限性。与佩戴3D眼镜相比，利用虚拟现实技术搭建视觉刺激环境，并佩戴虚拟现实头戴式显示器更适用于对自我认知的研究。佩戴虚拟现实头戴式显示器的观察者能够具有身临其境的感觉，完全沉浸在虚拟现实环境中，只关注于视觉刺激

5、从而避免受到外界信息的干扰，观察者在不同的条件下受到相同的刺激会产生不同程度的自身运动。为了更进一步的研究自身运动，我们需要对与自身运动方向认知相关的脑区有一个整体的认识，之前的研究表明中颞区、内上颞区和顶内沟腹侧区与自身运动具有非常密切的联系，本文对这三个脑区进行了简要介绍与总结。眼动会对自身运动方向认知产生影响，为了减轻实验者的视觉疲劳，本文采用头动来代替眼动。视觉刺激为黑色背景中的白色发光散点，这些散点会由远处向靠近实验者的方向匀速运动，即离实验者的距离越来越近，两秒钟后这些散点的运动方向变为反方向，即朝着远离实验者的方向做匀速运动。实验者使用OculusRift

6、DK1接受视觉刺激，OculusRiftDK1配备陀螺仪，能够检测到实验者的头部运动，当使用者头部发生转动时OculusRiftDK1中的画面也会发生与之对应的转动。实验分为四种模式，分别是头部转动并开启陀螺仪，头部转动并关闭陀螺仪，头部保持不动画面转动并关闭陀螺仪和头部与画面均保持不动并关闭陀螺仪。I摘要使用BalanceBoard采集实验者的自身运动，BalanceBoard通过蓝牙与电脑传输数据，MATLAB会根据BalanceBoard压力传感器的采集到数据计算出实验者重心的大致位置，由于实验者受到的视觉刺激是纵向的，所以我们将对计算出的y轴数据进行分析，对实验

7、者的自身运动进行评估。最后利用Unity3D、OculusRiftDK1、BalanceBoard和MATLAB工具对本文中提出的自身运动方向认知的猜想进行验证，本文使用的视觉刺激对实验者方向识别与平衡的保持具有一定的影响，达到了预期目标。关键词：自身运动，光流，虚拟现实，视觉运动IIABSTRACTABSTRACTResearchonSelf-MotionBaseonVirtualRealityIntheexternalenvironment,motionstateofobservercalledself-motion,visualsy