张真皓

【摘要】 虚拟现实是一种多通道的新型人机交互技术，提供了具有沉浸感的智能虚拟环境并允许用户和该环境进行交互设计。目前与虚拟现实技术连接的移动装置可活动范围具有较大的局限性，无法实现使用者全方位转向移动。针对移动装置无法模拟出虚拟场景坡度等诸多问题，本文首先提出了一种新型的虚拟现实无限移动装置的设计方案，通过运用虚拟现实技术和传统跑步机结合解决上述问题，并同时解决了在虚拟现实空间中的无限制移动问题；进一步经过详细地数学建模，给出了这种移动装置的三维定位模型。

【关键词】 虚拟现实 无限移动装置 数学模型 三维定位分析

一、引言

虚拟现实是一种新型的人机交互技术，具有广泛的应用场景，如多感官教学、飞行员训练、医疗训练、心理治疗和康复训练等诸多领域[1]，这种技术是由计算机硬件和软件合成人工环境，使沉浸在其中的使用者产生视、听、触等多种感觉，并在三维视觉空间中获得人机交互体验，力求给使用者造成与现实世界一样真实的环境。虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、传感技术和网络技术等多种技术的融合，是一门极富挑战性的交叉技术[2]。

虚拟现实技术由于其广泛的用途而发展迅速，虚拟现实系统根据使用者参与形式的不同一般分为四种模式：桌面式、沉浸式、增强式和分布式[3]，其中沉浸式主要是利用头盔式显示器、位置跟踪器、数据手套和其他设备，使得参与者获得置身真实情景的感觉。……