МГУ имени М.В. Ломоносова
Механико-математический факультет
 
Отделение магистерского и дополнительного образования

Основы технологий виртуальной реальности - базовый курс

Цель программы

Приобретение компетенций в области создания приложений и систем виртуальной реальности. Формирование понимания фундаментальных принципов построения визуальной имитации. Слушатели познакомятся с основными понятиями виртуальной реальности, методами, применяемыми при создании визуальной имитации, способами решения ряда характерных для виртуальной реальности проблем.

Для кого

Программа рассчитана на слушателей, деятельность которых непосредственно связана с технологиями виртуальной реальности для различных прикладных задач и для людей собирающихся работать в означенной сфере. Предполагается владение слушателем рядом дисциплин общешкольной программы и математическим аппаратом на уровне  первых курсов технического ВУЗа.

Срок обучения –  22 часа. Форма обучения – очная (без отрыва от работы).

Стоимость обучения – 12 000 рублей.

Учебный план программы базового курса «Основы технологий виртуальной реальности»

Раздел 1. Визуальная имитация (6 часов)

Тема 1.1 Виртуальная реальность. Основные задачи и понятия (2 часа)

Описываются основные составляющие технологии виртуальной реальности:

  1. 3-D визуальные VR технологии.
  2. Технологии динамической имитации управляемых движений.
  3. Тактильные VR технологии.
  4. VR технологии гальванической имитации вестибуло-окулярных и вестибуло-спинальных рефлексов.
  5. Акустические системы имитации звуковых воздействий окружающей среды.

Тема 1.2 Общие принципы построения стереоизображений. Искажения при построении изображений (2 часа)

Рассматриваются создание стереографического изображения на экранах разных форм, рассматриваются различные способы фильтрации.  Рассматриваются искажения, возникающие в зале кинотеатра, при использовании линз в компактных системах виртуальной реальности.

Тема 1.3 Визуальное восприятие в виртуальной среде (2 часа)

Устройство зрительного восприятия. Строение глаза.  Требования к частоте обновления изображения при визуальной имитации. Визуальная имитация при разных параметрах fps. Конвергентные, дивергентные движения, сведение и фокусировка. Движения глаз при рассматривании виртуальных объектов на разных расстояниях. Механизм создания стереоизображения у человека, характерные «ошибки» при построении мнимых изображений.

Раздел 2. Визуальная имитация при произвольных движениях (6 часов)

Тема 2.1 Построение изображения при идеальных измерениях (2 часа)

Концепция запаздывания. Размытие изображения. Сглаживание и рябь на изображении.

Тема 2.2 Движения глаз и связь с вестибулярным аппаратом. Необходимость согласованности в имитации (2 часа)

Строение вестибулярного аппарата, связь между полукружными каналами и глазами. Болезнь движения. Понятие взора. Демонстрация ВОР. Коэффициент качества стабилизации взора. Понятие камеры. Используемые системы отсчета, связь и переходы между ними.

Тема 2.3 Способы компенсирования задержек и устранения эффектов, вызывающих болезнь движения (2 часа)

Прогноз движения. Time warp. Баланс между качеством визуализации и быстродействием.

Раздел 3. Отслеживание движений в виртуальной реальности. Инерциальный трекинг. (2 часа)

Тема 3.1 Устройство и принцип работы инерциального трекинга. (2 часа)

Устройство и принцип работы инерциального трекинга. Коррекция дрейфа гироскопа по показаниям акселерометра.  Пример коррекции дрейфа по вертикали.

Раздел 4. Позиционный трекинг. (4 часа)

Тема 4.1 Устройство  принцип работы, требования к точности и частоте. (4 часа)

Обзор существующих видов трекинга, особенности, необходимые учитывать при использовании в решении задач нескольких типов трегинга: ультразвуковой, магнитный, оптический, трекинг на основе реверсивной оптики, In-out. Проблема перекрытий. Расположение маркеров и камер. Формирование «жестких» тел. Обсуждение проблем и методов их решения.

Раздел 5. Трекинг тела человека. (4 часа)

Тема 5.1 Прямая и обратная кинематическая модель человека. Моделирование головы человека. (2 часа)

Система координат, связываемая с телом человека. Центр поворота головы. Расположение маркеров на теле человека и калибровка. Особенности расположения маркеров оптического трекинга.

Тема 5.2  Инерциальный трекинг. (2 часа)

Отслеживание положения тела человека при помощи инерциальных датчиков. Математические методы комплексирования данных в задаче отслеживания тела человека.