在最近的一个星期五下午,一群布朗地质学家戴上特殊的眼镜,走进了火星表面。然而,这次旅行不需要宇航服或火箭。一切都在大学山布朗的3D虚拟现实室——蒙古包里完成。
大约10名学生和教授聚集在圆锥形天花板的圆形房间里(因此得名Yurt,意为YURT终极现实剧院)。整个团队立即被脚下和头顶生锈的火星景观所笼罩。当他们扫描令人眼花缭乱的高清3-D投射的外星环境时,有的同学会临时伸出手臂来保持平衡。
“哦,看这个,”地质学教授吉姆海德指着火星上的一段距离说。“迈克,带我们去。”
行星科学组的研究生迈克布兰布尔在控制器上拨动了几个按钮,看起来有点像太空时代的魔杖。一瞬间,这群人被刷到了石头的红色表面,到达了两个地质单位相遇的矮胖桌子的底部。大家都靠过去仔细观察。
仔细观察,这正是计算机科学教授大卫莱德劳六年前开始设计蒙古包时的想法。莱德劳说:“我们计划做的是建造最终的虚拟现实显示器。”
YURT上学期结束就开业了,但是整个学期,一队技术人员都在为设备做最后的装修。地质学、进化生物学、医学和计算机科学领域的研究人员,以及艺术家和作家,已经使YURT走上了正轨。
赫德说:“这真的很神奇,尤其是对我们这个领域的人来说。”“到达其他星球并不容易,但我们真的很想有身临其境的感觉。”能够进入蒙古包,在这些风景中漫步,真是令人惊叹。"
从洞里出来
这绝不是布朗第一次涉足虚拟现实。将近二十年前,计算机科学家安迪范达姆建造了这个洞穴,它是YURT的前身,现在仍然在格兰诺夫中心运营。洞穴已被证明是宝贵的教育和研究资源。它是一个学期课程的主持人,在这个课程中,学生们制作飞行中的蝙蝠的科学视觉图像。名为ARCHAVE的应用程序为考古学家提供了一个虚拟探索古代遗迹的工具。一个叫做洞穴绘画的程序使视觉艺术家能够在三维空间中绘制图像。
莱德劳说:“我们发现的一件事是,虽然洞穴很棒,我们可以做一些很酷的事情,但也有局限性。”这些限制是根本性的。他们阻止研究人员和设计师做他们想做的事情。"
局限在于方形洞穴的几何形状。角落干扰用户沉浸感,天花板上缺少图像投影,地板上投影有限也影响用户沉浸感。画质也不是很好。与人眼所能看到的相比,分辨率更低。有限的图像对比度会洗掉显示器上的一些颜色,而低亮度则难以区分颜色。
为了提高这些能力,莱德劳向美国国家科学基金会申请并获得了200万美元的赠款,用于建立蒙古包。
蒙古包的圆形几何消除了画面的每个角落。该设备的69立体高清投影仪将每200万像素投影到360度显示屏上。该图像还覆盖了整个地板和大多数圆锥形天花板。在标准观察距离下,分辨率与人眼可识别的分辨率相匹配。
莱德劳说:“如果我们能让我们的显示器达到我们的眼球分辨率,那么我们就完了。”“我们不需要走得更远,这就是我们要做的。”
没那么容易。
莱德劳说:“我们必须等待行业赶上投影仪。”“我们将项目推迟了将近一年半,因为我们找不到一台能够实现全分辨率立体声的投影仪。我们最终不得不购买一台定制投影仪。”
安装设备的透明亚克力地板也是一个挑战。它是在一个16 x 12英尺的五边形块中交付的。为了安装它,蒙古包乔治街180号房子的外墙和内墙需要拆除。
研究和教学工具
随着全校区师生开始使用YURT,这些作品都开始发挥作用。
行星地质学研究生布兰布尔说,他已经能够以前所未有的方式看到火星上的特征。他一直在研究中国东北,这是美国宇航局下一个火星探测器的潜在着陆点。布兰伯格经常使用美国国家航空航天局的轨道HiRise仪器拍摄的3D图像,但他通常必须在台式计算机的屏幕上查看这些图像。在蒙古包里看到他们是完全不同的场景,这带来了新的见解。
“有浅色表面和深色表面,但在我的显示器上似乎没有明显不同的单元,”布兰伯格说。“从蒙古包这一幕来看,轻声的单位是特定的高度,然后突然
然下降了几米到第二个平坦的平原,色调较暗。结果,我们对作品中的手稿进行了更新以反映这种观察。”赫德说,未来,YURT可能对培训将在现实生活中探索这些表面的宇航员很有用。
赫德说:“几年前,我们从休斯敦和山洞进行了第20届NASA宇航员的课程,探索火星,而我们实际上无法让他们离开。” “我们计划在YURT中做同样的事情。”
解剖学家和进化生物学家Stephen Gatesy正在由Laidlaw和RISD教授Fritz Drury教授的名为“虚拟现实科学设计”课程的科学合作者中工作。盖茨一直在研究古代恐龙制造的化石足迹,他正在与班上的学生们合作,开发出如何制作这些轨迹的3D动画。
他说:“我正在做的很多事情都是试图理解非常复杂的3D模式,这些模式会随着时间而变化。” “我认为自然而然地采用三维三维物体(一种动物的运动,或者这种情况下是一种动物产生的泥浆的运动),并以3-D方式可视化,因为我们的眼睛擅长理解事物。”
过去几年,文学艺术教授约翰·凯利(John Cayley)在洞穴里教了一堂课。他将继续使用被称为“传统洞穴”的东西,但他期待着下学期将他的课程纳入YURT。
班上的学生创建三个维度的文本,使读者在阅读时可以在人造空间中浏览单词和短语。
“我试图让学生们做的是考虑洞穴或YURT作为容纳用于书写和阅读的新机器的原因,” Cayley说。“我认为我们将永远阅读和写作,并且在将来,我们将继续在这些虚拟的和扩充的空间中进行阅读和写作。我们该怎么做?这就是我鼓励学生探索的东西。”
虚拟现实的本质
Laidlaw希望随着有关YURT的消息广为流传,校园内外的其他研究人员和教师也将希望利用它。
他说:“我希望它成为虚拟现实的试验床。” “我想量化VR的价值,并探索VR的各个方面所带来的收益。”
他还想了解虚拟现实似乎对其用户产生的不可估量的影响。
莱德劳说:“在YURT中,发生了一些不可思议的事情。” “但是说实话,我还不知道魔术到底是什么。因此,我想要建立YURT的部分原因是要了解这一点,看看是否有一种方法可以更好地描述或解释该魔术是什么。”
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