RU2109337C1 - Method and device for inserting user into virtual world - Google Patents

Method and device for inserting user into virtual world Download PDF

Info

Publication number
RU2109337C1
RU2109337C1 RU96109689A RU96109689A RU2109337C1 RU 2109337 C1 RU2109337 C1 RU 2109337C1 RU 96109689 A RU96109689 A RU 96109689A RU 96109689 A RU96109689 A RU 96109689A RU 2109337 C1 RU2109337 C1 RU 2109337C1
Authority
RU
Grant status
Grant
Patent type
Prior art keywords
user
virtual space
means
direction
characterized
Prior art date
Application number
RU96109689A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96109689A (en )
Inventor
Нурахмед Нурисламович Латыпов
Original Assignee
Нурахмед Нурисламович Латыпов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Grant date

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B22/00Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements
    • A63B22/02Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with movable endless bands, e.g. treadmills
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B22/00Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements
    • A63B22/02Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with movable endless bands, e.g. treadmills
    • A63B2022/0271Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with movable endless bands, e.g. treadmills omnidirectional
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0087Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load
    • A63B2024/009Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load the load of the exercise apparatus being controlled in synchronism with visualising systems, e.g. hill slope
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0087Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load
    • A63B2024/0093Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load the load of the exercise apparatus being controlled by performance parameters, e.g. distance or speed
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B71/00Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
    • A63B71/06Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
    • A63B71/0619Displays, user interfaces and indicating devices, specially adapted for sport equipment, e.g. display mounted on treadmills
    • A63B71/0622Visual, audio or audio-visual systems for entertaining, instructing or motivating the user
    • A63B2071/0638Displaying moving images of recorded environment, e.g. virtual environment
    • A63B2071/0644Displaying moving images of recorded environment, e.g. virtual environment with display speed of moving landscape controlled by the user's performance
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B22/00Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements
    • A63B22/02Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with movable endless bands, e.g. treadmills
    • A63B22/0235Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with movable endless bands, e.g. treadmills driven by a motor
    • A63B22/0242Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with movable endless bands, e.g. treadmills driven by a motor with speed variation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/10Positions
    • A63B2220/13Relative positions
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/01Indexing scheme relating to G06F3/01
    • G06F2203/012Walk-in-place systems for allowing a user to walk in a virtual environment while constraining him to a given position in the physical environment

Abstract

FIELD: computer engineering. SUBSTANCE: method involves organization of virtual space where objects appear, move, and disappear in desired and random way. Virtual space thus formed is displayed for user and converted according to real physical movement of user in real space considering interaction with objects in virtual space. User is placed on floor at datum point so that he can interact with objects in virtual space and make desired number of steps on this floor in any direction. Number, size, and direction of steps made by user on this floor relative to datum point are determined, and displacement of user's feet is compensated for so that he can remain on floor during his interaction with virtual space. Virtual space is additionally converted according to number, size, and direction of user's steps and displayed to user. EFFECT: improved design. 17 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к компьютерным играм, космическим, спортивным, военным тренажерам, а более точно к способу погружения пользователя в виртуальную реальность и устройству для его реализации. The invention relates to computer games, space, sport, military trainers, and more particularly to a method of immersing a user in virtual reality, and a device for its implementation.

Изобретение может использоваться для развлечения детей и взрослых. The invention can be used for the entertainment of children and adults. Устройства для компьютерных игр могут быть установлены в помещении, во дворе, в залах для игровых автоматов. Device for computer games can be installed indoors, in the courtyard, in the halls of slot machines. Устройство может быть использовано для обучения и тренинга военных, спортсменов и при обучении различным специальностям, например, полицейских. The device can be used for education and training of military, athletes and training in various specialties, such as the police. Устройство может быть полезно для исследовательских целей при изучении поведения человека в компьютерном виртуальном пространстве. The device may be useful for research purposes for the study of human behavior in a computer virtual space.

Виртуальная реальность - это совокупность средств, позволяющих создать у человека иллюзию, что он находится в искусственно созданном мире, путем подмены обычного восприятия окружающей действительности с помощью органов чувств информацией, генерируемой компьютером. Virtual reality - a set of tools to create the illusion of a person that he is in an artificial world, by substituting the conventional perception of reality through the senses of information generated by a computer. Это достигается использованием трехмерной графики и специальных устройств вывода информации, имитирующих привычную связь человека с окружающим миром. This is achieved by using three-dimensional graphics and special output devices that mimic the familiar man's relationship with the outside world. В настоящее время виртуальная реальность представляет собой вполне самостоятельное направление компьютерной технологии. Currently, virtual reality is a completely independent branch of computer technology.

Виртуальная реальность - это то, что позволяет перемещаться в трехмерном мире с шестью степенями свободы и обозревать его в реальном времени. Virtual reality - this is what makes it possible to move in three-dimensional world with six degrees of freedom, and to view it in real time. Это означает, что программа задает, а аппаратура распознает шесть видов движения: вперед-назад, вверх-вниз, налево-направо, наклон вверх-вниз, крен налево-направо и вращение налево-направо. This means that the program sets and apparatus recognizes six types of motion: forward-backward, up-down, left-right, tilt up and down, roll the left-to-right and rotation left-right. Виртуальная реальность - это искусственная среда, генерируемая компьютером, которая может быть имитацией физической реальности или быть совершенно необычной и фантастической средой. Virtual reality - this artificial environment, computer-generated, which can be an imitation of physical reality or be completely unusual and fantastic environment.

Виртуальная реальность предоставляет пользователю редкую возможность почти по-настоящему ощутить свое присутствие в ином мире. Virtual reality provides the user with a rare opportunity to really almost feel its presence in the other world. В нем они могут увидеть друг друга, разговаривать и взаимодействовать, различая цвета, формы и звуки. There they can see each other, talk and interact, distinguishing colors, shapes and sounds. Такое полное погружение создает впечатляющий эффект присутствия. This total immersion creates an impressive sense of presence. Это достигается за счет используемого оборудования - шлема со встроенными наушниками и джойстика, чувствительного к пространственному передвижению. This is achieved by the used equipment - helmet with built-in headphones and a joystick that is sensitive to spatial movement.

В самом простом варианте системы виртуальной реальности контакт с виртуальным миром осуществляется через обычный монитор персонального компьютера, служащий окном в этот мир. In its simplest form, the virtual reality system contact with the virtual world through a conventional PC monitor, serving window to the world. Дополнительные средства, такие как информационная перчатка, используемая для манипуляции объектами в виртуальной среде, и визуальный интерфейс в виде шлема-дисплея, позволяют видеть кругом только виртуальное пространство, картина которого будет меняться при манипуляции джойстиком, что обостряет ощущения и позволяет полнее погрузиться в это пространство. Additional tools, such as data glove used for object manipulation in virtual environments, and visual interface in the form of display of the helmet, make it possible to see the range of only a virtual space, the picture that will change as the manipulation of the joystick, which exacerbates feelings and allows fully immerse themselves in this space .

Средства, формирующие виртуальную реальность, содержат быстродействующий компьютер, обычно включающий акселератор трехмерной графики от просто персонального компьютера до супер-ЭВМ и программные средства виртуальной реальности, например, такие как VIRTUS VR, VIRTUS WALKTHROUGH PRO, SUPERSC APE VRT, VRCREATOR и др. Means forming virtual reality comprise a high-speed computer, typically including three-dimensional graphics accelerator from a personal computer to supercomputers and virtual reality software, for example, such as VIRTUS VR, VIRTUS WALKTHROUGH PRO, SUPERSC APE VRT, VRCREATOR and others.

Средства отображения виртуальной реальности, т.е. Means of displaying virtual reality, i.e. средства аудио-визуализации, представляют собой мониторы всевозможных типов, шлемы-дисплеи HMD (Head Maunted Display) или CAVE (Cave Automatic Virtual Environment). audio-visualization means represent all possible types of monitors, displays helmets HMD (Head Maunted Display) or CAVE (Cave Automatic Virtual Environment).

Средства для интерактивного взаимодействия с виртуальной реальностью - традиционные и нетрадиционные устройства ввода-вывода, специальные трехмерные мыши, перчатки, джойстики и следящие устройства. Means for interaction with virtual reality - both traditional and non-traditional input-output device, a special three-dimensional mice, gloves, joysticks and tracking devices. Например, перчатка CyberGlove фирмы Virtual Technologies отслеживает почти любое движение, на которое способна рука. For example, the glove CyberGlove Virtual Technologies firm tracks almost any movement which is able to hand.

Следящие устройства позволяют определять положение рук, ног и туловища пользователя и ориентацию в реальном мире и отображать их в мире виртуальном. Tracking devices allow you to define the position of the arms, legs and torso and the orientation of the user in the real world and display them in a virtual world. Следящие системы различаются по принципу обнаружения движения - с ртутными балансирами, радиоволновые, ультразвуковые, лазерные и др. Servo systems are distinguished by the principle of detecting movement - with mercury balancers, radio wave, ultrasonic, laser and others.

Известен простейший набор средств для формирования виртуальной реальности, который был доступен 7-8 лет назад (см., например, игру DOOM фирмы ID Software, "Энциклопедия компьютерных игр", Санкт-Петербург, 1995, с. 119 - 122). Known simple set of tools for the formation of virtual reality, which was available 7-8 years ago (see, for example, DOOM game company ID Software, "Encyclopedia of computer games", St. Petersburg, 1995, p. 119 -. 122). Этот набор содержит стационарный компьютер, цветной монитор, открывающий "окно" в виртуальный мир, который представляется лежащим по другую сторону экрана. This set contains a stationary computer, color monitor opening a "window" into the virtual world, which seems to lie on the other side of the screen. Устройство-манипулятор типа мышь, джойстик или клавиатура дают возможность управлять передвижением, поворотом, обзором в любом горизонтальном направлении виртуального пространства. Pointing device type mouse, joystick or keyboard is allowed to control the movement, rotation, the review in any horizontal direction of the virtual space.

В указанной игре полного погружения в виртуальную реальность не происходит, так как виртуальное пространство видно через "окно", ограниченное границами экрана кинескопа. In said game total immersion in virtual reality does not take place, since the virtual space is seen through a "window", the limited boundaries of the picture tube screen. Передвижение управляется посредством манипулятора рукой. The movement is controlled by means of the manipulator arm. Система не отражает интерактивно физических движений пользователя в виртуальном пространстве. The system does not reflect the interactive physical movements of the user in the virtual space.

Возросшая мощность компьютеров и появившиеся более развитые средства аудио-визуализации привели к созданию устройства для отображения виртуальной реальности типа стереоскопического монитора или проектора, которые человек надевает на голову как шлем или очки и получает возможность видеть объемное изображение (см., например, журнал "Мир ПК", N 1, 1995, c. 164 - 175). Increased computing power, and appeared more developed means of audio-imaging have led to an apparatus for displaying a virtual reality type stereoscopic display or a projector, a person puts it on his head as a helmet or glasses and is able to see the three-dimensional image (see., Eg, the magazine "PC World ", N 1, 1995, c 164 -. 175).

В указанном устройстве виртуальный мир становится полноразмерным, выходит за рамки экрана и окружает человека. In this apparatus, the virtual world is becoming a full-size, it extends beyond the screen and surrounds. Появляется полная свобода передвижения в виртуальном пространстве, возможность кроме горизонтального обзора посмотреть под некоторым углом вверх-вниз. There is full freedom of movement in the virtual space, in addition to the possibility of horizontal view to look at some angle up and down. Манипуляторы типа трехмерной мыши, "перчатки" позволяют взаимодействовать с объектами. Manipulators the type of three-dimensional mouse, "gloves" allow you to interact with objects. Они либо отвечают на это предсказуемой реакцией, либо деформируются. They either respond to this predictable response, or deformed. Такой уровень средств позволяет полнее погрузиться в виртуальное пространство, ощутить себя внутри этого виртуального пространства и взаимодействовать с объектами. This level means allows fully immerse in virtual space, to feel inside that virtual space and interact with objects.

Однако управление объектами и передвижением происходит с помощью манипуляторов и не позволяет идентифицировать полностью движения в виртуальном пространстве и в реальном пространстве. However, management of objects and the movement occurs via manipulators and does not identify the full movement in the virtual space and in real space.

Последние разработки в области виртуальной реальности обеспечивают почти полное погружение человека в виртуальное пространство. Recent developments in the field of virtual reality ensure almost complete immersion of a person in the virtual space.

Известен способ формирования виртуального пространства, заключающийся в том, что формируют виртуальное пространство, в котором объекты возникают и перемещаются заданным и случайным образом, отображают сформированное виртуальное пространство пользователю, осуществляют непрерывное преобразование виртуального пространства в соответствии с реальными физическими движениями руки, ноги, головы, туловища и глаз человека в реальном пространстве с учетом взаимодействия с объектами в виртуальном пространстве. Known is a method of forming a virtual space, comprising the steps of: generating a virtual space in which objects appear and move predetermined and random manner, displaying the formed virtual space to the user, is carried out continuously converting virtual space in accordance with real physical movements of the hands, feet, head, body and the human eye in real space, taking into account interaction with the objects in virtual space.

Известно также устройство для погружения в виртуальную реальность, содержащее средство формирования виртуального пространства, в котором объекты возникают и перемещаются заданным и случайным образом, к которому подключены средство отображения виртуального пространства пользователю и блок преобразования виртуального пространства в соответствии с реальными физическими движениями руки, ноги, головы, туловища и глаз пользователя в реальном пространстве с учетом взаимодействия с объектами в виртуальном пространстве (см., например, журн It is also known an apparatus for immersion into virtual reality comprising means for forming a virtual space in which objects appear and move predetermined and random manner, to which are connected means for displaying the virtual space to the user and converting unit of the virtual space in accordance with real physical movements of the hands, feet, head, , torso and eyes the user in real space, taking into account interaction with the objects in virtual space (see., e.g., Zh ал PC Magazine/Russian Edition, N 6, 1995, c. 60 - 79). al PC Magazine / Russian Edition, N 6, 1995, c 60 -. 79).

В указанном устройстве для погружения в виртуальную реальность в качестве средств отображения виртуального пространства используется современный шлем, позволяющий отслеживать положение головы. In this apparatus for immersion into virtual reality display means as the virtual space modern helmet used to track the position of the head. Эта информация передается на компьютер - на средство формирования виртуального пространства, который вычисляет соответствующее этому пространству изображение на экране. This information is transmitted to a computer - a means for forming a virtual space, which calculates the appropriate space that the image on the screen. Если пользователь смотрит вверх, видит виртуальное небо, если вниз - виртуальную землю, т. е. возможен обзор любого направления виртуального пространства. If the user looks up, sees a virtual sky, if down -.. Virtual ground, ie can review any direction of the virtual space. Повысились возможности взаимодействия человека с виртуальными объектами. Increased possibility of human interaction with the virtual objects. Можно схватить трехмерный объект виртуальной реальности и отбросить его или взять трехмерный объект и деформировать его. You can grab a three-dimensional object of virtual reality and reject it or take a three-dimensional object and deform it.

Но и в этом мире достаточно развитых аппаратных и программных средств, человек вынужден имитировать свое передвижение в "бесконечном виртуальном пространстве" с помощью манипуляторов. But in this world of well-developed hardware and software, a person is forced to imitate their movements in the "infinite virtual space" by means of manipulators. Не происходит полного погружения человека-пользователя в виртуальную реальность, поскольку, взаимодействуя с указанным устройством, человек не имеет возможности с надетым на голову шлемом свободно передвигаться в реальном пространстве. There is no human user total immersion into virtual reality, since interacting with this device, a person is not able to put on his head the helmet to move freely in the real space. Реальное пространство, окружающее пользователя во время игры или тренировки, обычно ограничено небольшой областью, где человек не может свободно передвигаться в любую сторону на достаточное расстояние. Real space surrounding the user while playing or training, are usually limited to a small area where people can not move freely in any direction at a sufficient distance.

В основу изобретения поставлена задача создания способа погружения пользователя в виртуальную реальность, в котором преобразование виртуального пространства в соответствии с реальными физическими движениями пользователя на сформированном реальном ограниченном пространстве позволит пользователю передвигаться в ограниченном реальном пространстве шагами в любую сторону без ограничений и совместить при этом движения в реальном пространстве с движениями в виртуальном пространстве, т.е. The basis of the invention is to create a method of immersing a user in virtual reality in which the conversion of virtual space in accordance with real physical movements of the user in the generated real limited space will allow the user to move in a limited real space in steps in any direction without limitation and combine with the motion in the real space with movement in a virtual space, i.e., обеспечить более полное погружение в виртуальную реальность. provide a more complete immersion in virtual reality.

В основу изобретения поставлена также задача создания устройства для погружения в виртуальную реальность, в котором использование площадки для формирования реального ограниченного пространства, элементы которой могут перемещаться в плоскости вдоль осей x и y, компенсируя перемещение пользователя в любом направлении, и использование блока преобразования виртуального пространства в соответствии с реальными физическими движениями пользователя позволит обеспечить более полное погружение пользователя в виртуальную реальность. The invention is also to provide an apparatus for immersion into virtual reality, in which the use site for the formation of a real space is limited, which elements can be moved in a plane along the axes x and y, compensating for movement of the user in either direction, and use a block of virtual space conversion according to the actual physical movement of the user will provide a better user immersion in virtual reality.

В основу изобретения поставлена также задача создания устройства для погружения в виртуальную реальность, в котором использование приспособлений, закрепленных на ногах пользователя, обеспечивающих проскальзывание ног по поверхности, и корсета, закрепленного на опоре, для поддерживания пользователя при его скольжении в реальном пространстве, а также использование блока преобразования виртуального пространства в соответствии с реальными физическими движениями пользователя, позволит обеспечить более полное погружение пользователя в The invention is also to provide an apparatus for immersion into virtual reality, in which use devices attached to the legs Users providing slippage on the surface of the legs, and corset fastened on a support, for the user maintain during its sliding in the real space, and using block conversion of virtual space in accordance with real physical movements of the user, it allows the user to provide a more complete immersion in виртуальную реальность. virtual reality.

Задача решается тем, что в способе погружения пользователя в виртуальную реальность, заключающемся в том, что The problem is solved in that the immersion method in a user into virtual reality, which consists in that
формируют виртуальное пространство, объекты которого возникают, перемещаются и исчезают заданным и случайным образом, forming a virtual space, objects which appear, disappear and move randomly and specify,
отображают сформированное виртуальное пространство пользователю, displaying the formed virtual space to the user,
осуществляют преобразование виртуального пространства в соответствии с реальными физическими движениями пользователя в реальном пространстве с учетом взаимодействия с объектами в виртуальном пространстве согласно изобретению, carried conversion of virtual space in accordance with real physical movements of the user in real space, taking into account interaction with the objects in virtual space according to the invention,
до формирования виртуального пространства помещают пользователя на площадку в начальную точку отсчета так, чтобы он мог при взаимодействии с объектами виртуального пространства совершать требуемое количество шагов по этой площадке в любую сторону, until the formation of the virtual space is placed on the user platform in the initial reference point so that it could in the interaction with the objects of virtual space to perform the required number of steps at this site in any direction,
определяют количество, величину и направление шагов, совершенных пользователем по площадке относительно начальной точки отсчета, define the number, magnitude and direction of steps made by the user on the site relative to the initial starting point,
компенсируют передвижения ног пользователя так, чтобы пользователь оставался на площадке во время взаимодействия с объектами виртуального пространства, compensate for the user's legs move so that a user stayed on the site during the interaction with the objects of the virtual space,
в соответствии с количеством, величиной и направлением шагов, совершенных пользователем, дополнительно осуществляют преобразование виртуального пространства и отображение его пользователю. in accordance with the number, size and direction of steps made by the user, further comprising conversion of the virtual space and its display to the user.

Целесообразно, чтобы для компенсации перемещения пользователя перемещали элементы площадки в направлении, обратном направлению шагов пользователя. Advantageously, the compensation for the movement of the user moved the platform elements in a direction opposite to the direction the user moves.

Полезно, чтобы для компенсации передвижения ног пользователя закрепляли пользователя на опоре, обеспечивающей поворот пользователя в любую сторону, размещали на ногах пользователя средство, обеспечивающее возможность скольжения ног пользователя по площадке. It is useful to compensate for the movement of the user's legs secured to the support member, provides the user with turn in any direction, was placed on the user's feet means, allowing the user to slide the feet of the site.

Задача решается также тем, что устройство для погружения в виртуальную реальность, содержащее средство формирования виртуального пространства, в котором объекты возникают и перемещаются заданным и случайным образом, к которому подключены средство отображения виртуального пространства пользователю и блок преобразования виртуального пространства в соответствии с реальными физическими движениями руки, ноги, головы, туловища и глаз пользователя в реальном пространстве с учетом взаимодействия с объектами в виртуальном пространстве, со The problem is also solved in that the apparatus for immersion into virtual reality comprising means for forming a virtual space in which objects appear and move predetermined and random manner, to which are connected means for displaying the virtual space to the user and converting unit of the virtual space in accordance with real physical hand movements , feet, head, torso and eyes user in real space, taking into account interaction with the objects in the virtual space, with ласно изобретению содержит to pulley invention comprises
площадку для перемещения по ней пользователя в любом направлении на любое количество шагов при взаимодействии с объектами виртуального пространства, pad to move it by the user in any direction for any number of steps in the interaction with the objects of virtual space,
датчик определения количества, величины и направления шагов, совершенных пользователем по площадке относительно начальной точки отсчета, размещенный в непосредственной близости от пользователя, determining the number of sensor, the magnitude and direction of steps made by the user on the site relative to an initial reference point, disposed in the vicinity of the user,
блок управления, который соединен со средством формирования виртуального пространства и к входу которого подключен датчик определения количества, величины и направления шагов, и a control unit which is connected to a means of forming the virtual space and which is connected to the input of the sensor determining the number, magnitude and direction of steps, and
средство для компенсации перемещения пользователя по площадке от исходной точки, связанное с блоком управления. a means to compensate for the movement of a user on the site of the original terms, related to the control unit.

Целесообразно, чтобы средство для компенсации перемещения пользователя по площадке от исходной точки содержало транспортер, лента которого была образована множеством элементов, закрепленных с возможностью вращения вокруг своей оси на множестве бесконечных замкнутых элементов, которые размещены параллельно друг другу и соединены между собой посредством соединительных элементов, так что расстояние между ними приблизительно равно осевому размеру элементов; Advantageously, the means for compensating for movement of the user on the site from the initial point contained a conveyor belt which has been formed by a plurality of elements attached rotatably about its axis on a set of endless closed elements which are arranged parallel to each other and interconnected by means of connecting elements, that the distance therebetween is approximately equal to the axial dimension of the elements; привод транспортера, подключенный к блоку управления; a conveyor drive connected to the control unit; средство для вращения элементов транспортера в направлении, перпендикулярном его продольной оси для возвращения пользователя в исходную точку, подключенное к блоку управления. means for rotating the conveyor elements in the direction perpendicular to its longitudinal axis to return the user to the starting point, connected to the control unit.

Полезно, чтобы в качестве элементов, образующих ленту транспортера, были использованы цилиндры. Useful to as elements constituting the conveyor belt, cylinders were used.

Выгодно, чтобы на боковой поверхности цилиндров были выполнены насечки для сцепления со средством вращения элементов в направлении, перпендикулярном продольной оси транспортера. Advantageously, on the lateral surface of the cylinders were made incisions for engagement with rotation means of the elements in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the conveyor.

Целесообразно, чтобы в качестве бесконечных замкнутых элементов, на которых размещены цилиндры, были использованы тросы, а в качестве соединительных элементов были использованы скобы. It is advisable that a closed endless elements which are arranged cylinders, cables have been used, but in brackets were used as connecting elements.

Полезно, чтобы средство для вращения элементов транспортера в направлении, перпендикулярном его продольной оси, было выполнено в виде бесконечной замкнутой ленты, которая контактирует с элементами транспортера, на которых находится пользователь, для его перемещения в исходную точку. Advantageously, the means for rotating the conveyor elements in the direction perpendicular to its longitudinal axis, it is in the form of an endless loop, which is in contact with the conveyor elements on which the user is located, to move it to the starting point.

Выгодно, чтобы на бесконечной замкнутой ленте были выполнены насечки для сцепления с насечками на боковой поверхности цилиндров. Advantageously, the notches engaging with notches on the lateral surface of the cylinders were formed on an endless loop.

Задача решается также тем, что устройство для формирования виртуальной реальности, содержащее средство формирования виртуального пространства, в котором объекты возникают и перемещаются заданным и случайным образом, к которому подключены средство отображения виртуального пространства пользователю и блок преобразования виртуального пространства в соответствии с реальными физическими движениями руки, ноги, головы, туловища и глаз пользователя в реальном пространстве с учетом взаимодействия с объектами в виртуальном пространстве, со The problem is also solved in that the device for forming a virtual reality comprising means for forming a virtual space in which objects appear and move predetermined and random manner, to which are connected means for displaying the virtual space to the user and converting unit of the virtual space in accordance with real physical hand movements, feet, head, torso and eyes user in real space, taking into account interaction with the objects in the virtual space, with гласно изобретению содержит publicly invention comprises
площадку для скольжения, предназначенную для совершения пользователем шагательных движений в любом направлении при взаимодействии с объектами виртуального пространства, pad to slide intended to make the user stepping movements in any direction in the interaction with the objects of virtual space,
датчик определения количества, величины и направления шагательных движений, совершенных пользователем по площадке относительно начальной точки отсчета, размещенный в непосредственной близости от пользователя, determining the number of sensor, the magnitude and direction of walking movements made by the user on the site relative to an initial reference point, disposed in the vicinity of the user,
блок управления, который соединен со средством формирования виртуального пространства и к входу которого подключен датчик определения количества, величины и направления шагов, и a control unit which is connected to a means of forming the virtual space and which is connected to the input of the sensor determining the number, magnitude and direction of steps, and
средство для компенсации движений ног пользователя по площадке вблизи от исходной точки, связанное с блоком управления. a means to compensate for user movements of the feet at the site near the starting point, connected to the control unit.

Целесообразно, чтобы средство для компенсации движений ног пользователя по площадке вблизи от исходной точки содержало приспособления для обеспечения проскальзывания ног пользователя по площадке и корсет, жестко закрепленный на опоре с возможностью вращения вокруг своей оси, который размещался бы на пользователе при отображении ему виртуального пространства. It is advisable that a means to compensate for user movements of the feet at the site near the starting point contained devices for slipping on the user platform legs and brace rigidly mounted on a support for rotation about its axis, which would be placed on the user when displaying the virtual space to him.

Полезно, чтобы в качестве приспособления для проскальзывания ног пользователя по площадке были использованы шариковые или роликовые коньки. It is advantageous that in the ball or roller skates were used as a means for sliding member of the site down.

Выгодно, чтобы в качестве приспособления для проскальзывания ног пользователя по площадке был использован материал с малым коэффициентом трения - тефлон. Advantageously, as a means for the user's feet slipping on the site was used a material with a small coefficient of friction - Teflon.

Удобно, чтобы площадка для перемещения пользователя имела вогнутую форму. Conveniently, the platform to move the user had a concave shape.

Целесообразно, чтобы опора была шарнирно закреплена на штанге, посредством которой жестко связаны две стойки, установленные в распор между полом и потолком помещения. It is advisable to mount it is hinged on the bar, which are rigidly connected by two racks mounted in the thrust between floor and ceiling of the room.

Полезно, чтобы опора была шарнирно закреплена в вершине пирамиды, образованной тремя штангами, жестко связанными между собой в вершине. It is useful that the support was pivotally attached at the apex of the pyramid formed by the three rods rigidly interconnected at the top.

Удобно, чтобы устройство содержало дополнительную опору для закрепления вспомогательных приспособлений для формирования виртуальной реальности. Conveniently, the device comprises an additional support for securing ancillary devices for forming virtual reality.

Предлагаемый способ погружения пользователя в виртуальную реальность позволяет пользователю передвигаться в ограниченном реальном пространстве шагами в любую сторону без ограничений и совместить при этом движения в реальном пространстве с движениями в виртуальном пространстве, т.е. The proposed method of immersing a user in virtual reality allows the user to move in a limited real space in steps in any direction without limitation and wherein the combined movement in real space with movement in a virtual space, i.e., обеспечивает более полное погружение в виртуальную реальность. It provides a more complete immersion in virtual reality.

Предлагаемое устройство для погружения в виртуальную реальность позволит обеспечить более полное погружение пользователя в виртуальную реальность. The proposed device for immersion in virtual reality will provide a better user immersion in virtual reality.

Предлагаемый способ позволяет пользователю при подключении к компьютерным сетям перемещаться в трехмерном пространстве, описанном на языке моделирования виртуальной реальности VRML, также естественно, как пользователь перемещается по земле. The proposed method allows the user to connect to computer networks to move in three-dimensional space described in language modeling of a virtual reality VRML, as naturally as the user moves along the ground. Возможно погружение в одно виртуальное пространство нескольких пользователей, находящихся физически в разных точках земли, и их взаимодействие в этом пространстве. Perhaps immersion in one virtual space of a few users who are physically in different parts of the earth, and their interactions in this space.

Предлагаемый способ погружения пользователя в виртуальную реальность рождает новый класс программного обеспечения и ведет к появлению нового сектора рынка, связанного с компьютерным обучением, моделированием и развлечением. The proposed method of immersing a user in virtual reality creates a new class of software and leads to the emergence of a new sector of the market associated with computer-based training, simulation and entertainment. В новом программном обеспечении будут использованы возможности погружения без ограничений естественных движений пользователя. The new software will be used without limitation immersion possible natural movements of the user.

На фиг. FIG. 1 показано схематично устройство для погружения пользователя в виртуальную реальность, выполненное в виде площадки, которая содержит элементы, позволяющие компенсировать перемещение пользователя в любую сторону по площадке, согласно изобретению; 1 shows schematically an apparatus for immersing a user in virtual reality, formed as a pad which contains the elements enabling the user to compensate for movement to either side of the site according to the invention;
на фиг. FIG. 2 - участок площадки, вид сверху; 2 - pad portion, top view;
на фиг. FIG. 3 - разрез III-III на фиг. 3 - section III-III in FIG. 1; 1;
на фиг. FIG. 4 - лента основного конвейера и дополнительного конвейера (частичный вырыв); 4 - main conveyor belt and an additional conveyor (partially broken away);
на фиг. FIG. 5 - схематично второй вариант выполнения устройства для погружения в виртуальную реальность в виде корсета, закрепленного на опоре и удерживающего пользователя, на ногах которого закреплено приспособление для скольжения ног; 5 - schematically a second embodiment of an apparatus for immersion into virtual reality as a corset fastened on the support and the retaining member, the legs on which is fixed a device for sliding legs;
на фиг. FIG. 6 - вариант выполнения приспособления, обеспечивающего скольжение ног пользователя; 6 - an embodiment of the device, providing the user sliding feet;
на фиг. FIG. 7 - вариант выполнения опоры для закрепления корсета; 7 - embodiment of the support for fixing the corset;
на фиг. FIG. 8 - другой вариант выполнения опоры; 8 - another embodiment of the support;
Устройство для погружения пользователя в виртуальную реальность содержит средство 1 (фиг. 1) формирования виртуального пространства, в котором объекты возникают и перемещаются заданным и случайным образом. An apparatus for immersing a user in virtual reality comprises means 1 (Fig. 1) of forming a virtual space in which objects appear and move specify and randomly. В качестве средства 1 формирования виртуального пространства обычно используется компьютер с акселератором трехмерной графики. As the means 1 of forming the virtual space is typically used with an accelerator of three-dimensional computer graphics.

К средству 1 подключено средство 2 отображения виртуального пространства пользователю 3. В качестве средства 2 отображения в описываемом варианте использован шлем, надетый на голову пользователя 3 и содержащий два экрана на жидких кристаллах для передачи изображения пользователю, и наушники для передачи звука. By means 1 is connected the display means 2 of the virtual space to the user 3. As the display means 2 in the described embodiment used a helmet put on the wearer's head 3, and comprising two liquid crystal display for image transmission to the user and headphones for transmitting sound.

Устройство содержит площадку, которая предназначена для перемещения по ней пользователя 3 в любом направлении на любое количество шагов при взаимодействии с объектами виртуального пространства. The apparatus comprises a platform which is designed to move it by the user 3 in any direction for any number of steps in the interaction with the objects of virtual space.

Устройство содержит также средство 4 для компенсации перемещения пользователя по площадке в сторону от исходной точки таким образом, что, взаимодействуя с элементами площадки, возвращает пользователя 3 в исходную точку "0" при его перемещении вдоль координат X и Y или под углом к ним. The apparatus also comprises means 4 for user movement compensation on the site away from the reference point so that, interacting with the platform elements 3 returns the user to the original point "0" when it is moved along the coordinates X and Y or at an angle thereto.

Площадка представляет собой транспортер 5. Приблизительный размер транспортирующей поверхности составляет 2 х 2 м 2 . The platform is a conveyor 5. The approximate size of the conveying surface is 2 x 2 m 2.

Лента транспортера 5 (фиг. 2) выполнена в виде набора элементов 6, взаимосвязанных между собой. The conveyor belt 5 (Fig. 2) is formed as a set of elements 6 interconnected. В описываемом варианте в качестве элементов 6 использованы цилиндры, размещенные с возможностью вращения вокруг своей оси на бесконечных замкнутых элементах, в качестве которых использованы гибкие тросы 7, с зазором относительно друг друга. In the described embodiment, the elements 6 are used cylinders, arranged rotatably about its axis in the closed endless elements, which are used as flexible cables 7, with a gap relative to each other. Тросы 7 параллельны друг другу и продольной оси X транспортера 5. Расстояние между соседними тросами 7 (фиг. 3) приблизительно равно радиусу цилиндров 6, при этом расстояние между каждыми двумя четными тросами и каждыми двумя нечетными тросами равно приблизительно диаметру цилиндров 6. Цилиндры 6, находящиеся на одном тросе 7, располагаются в зазорах между цилиндрами, находящимися на соседнем тросе 7. Тросы 7 проходят через соединительные элементы - скобы 8, которые устанавливаются между каждыми двумя соседними цилиндрами 6, расположенными вдоль The cables 7 are parallel to each other and to the longitudinal axis X of the conveyor 5. The distance between adjacent cables 7 (FIG. 3) is approximately equal to the radius of the cylinder 6, the distance between every two cables even and odd every two cables is about 6. Cylinders Cylinder diameter 6 are on the same cable 7 are arranged in the gaps between the cylinders located on the adjacent rope 7. The cables 7 extend through the connecting elements - brackets 8 that are installed between each two adjacent cylinders 6 located along оси X. Транспортер 5 приводится в движение посредством привода 9, который связан с блоком управления 10. На боковой поверхности цилиндров 6 выполнены насечки 11 (фиг. 4). axis X. The conveyor 5 is driven by an actuator 9, which is connected to the control unit 10. On the lateral surface of the cylinders 6 are notches 11 (FIG. 4).

Средство 4 для компенсации перемещения пользователя по площадке от исходной точки содержит средство 12 для вращения элементов транспортера в направлении, перпендикулярном продольной оси транспортера, которое выполнено в виде бесконечной замкнутой ленты 13. Means 4 for compensating for movement of the user from the starting point site comprises means 12 for rotating conveyor elements in the direction perpendicular to the longitudinal axis of the conveyor, which is arranged in the form of an endless loop 13.

Указанное средство 12 размещено между верхней и нижней частями ленты транспортера 5. Лента 13 (фиг.1) закреплена на валу 14, установленном на опорах 15 и связанном с приводом 16. На ленте 13 выполнены насечки 17, которые контактируют с насечками 11 на цилиндрах 6 ленты транспортера 5, на которой находится пользователь 3. Нижняя и боковая части ленты транспортера 5, как правило, не контактируют с лентой 13. Said means 12 is arranged between the upper and lower portions of the conveyor belt 5. The tape 13 (Figure 1) fixed on a shaft 14 mounted on bearings 15 and connected with a drive 16. On the tape 13 are notches 17 which engage with notches 11 on the cylinders 6 the conveyor belt 5 on which the user 3. The bottom and side portions of the belt conveyor 5, as a rule, are not in contact with the tape 13.

Устройство содержит также датчик 18 определения величины и направления шагов пользователя 3 относительно начальной точки "0" отсчета, размещенный в непосредственной близости от пользователя 3 и подключенный к блоку 1 преобразования виртуального пространства и блоку 10 управления. The apparatus also comprises a sensor 18 determine the magnitude and direction of steps the user 3 relative to the starting point "0" of reference, disposed in the vicinity of the user 3 and connected to the unit 1 and the virtual space transformation unit 10. В качестве датчика 18 в описываемом варианте использован датчик, определяющий величину и направление перемещения пользователя относительно площадки на инфракрасном излучении, и приемник сигналов, посылаемых датчиком. As the sensor 18 used in the described embodiment, the sensor determines the amount and direction of movement of the user relative to the site on the infrared radiation and the receiver of signals sent by the sensor.

Датчик 18 определяет величину и направление перемещения пользователя в соответствии с реальными физическими движениями руки, ноги, головы, туловища и глаз пользователя в реальном пространстве с учетом взаимодействия с объектами в виртуальном пространстве. Sensor 18 determines the magnitude and direction of movement of the user in accordance with real physical movements of the hands, feet, head, body, and eyes of the user in real space, taking into account interaction with the objects in virtual space. Для этого на пользователе 3 установлен ряд датчиков 19 - 23, определяющих положение рук, головы, туловища, ног и глаз человека соответственно. To do this, the user 3 is set a number of sensors 19 - 23, defining the position of the hands, head, torso, legs, and the human eye, respectively. При этом датчик 23 положения глаз размещен на шлеме 2. In this eye position sensor 23 is arranged on the helmet 2.

Манипулятор 24 обычно размещается в руке пользователя 3 и подключается к средству 1. Manipulator 24 is normally placed in a hand and the user 3 is connected to the means 1.

Возможен другой вариант выполнения устройства для погружения пользователя в виртуальную реальность, которое содержит площадку 25 (фиг. 5) для скольжения, предназначенную для совершения пользователем 3 шагательных движений в любом направлении при взаимодействии с объектами виртуального пространства. Another possible embodiment of the device for immersing a user in virtual reality which comprises a pad 25 (FIG. 5) for sliding, intended for a person committing 3 stepping movements in any direction in the interaction with the objects of virtual space. В этом случае площадка 25 представляет собой гладкую поверхность. In this case the platform 25 is a smooth surface.

Устройство содержит также средство 26 для компенсации движения ног пользователя по площадке вблизи от исходной точки. The apparatus also comprises means 26 for compensation of platform motion near the user's feet from the origin. В описываемом варианте в качестве такого средства 26 использованы шариковые коньки (фиг.6), которые надеваются на ноги пользователя 3. Возможен вариант, когда в качестве такого средства использованы роликовые коньки (на фиг.6 не показаны) или обувь, имеющая низкий коэффициент трения подошвы, например тефлон. In the described embodiment, as such a means 26 employed ball skates (6) which are placed on the legs of the wearer 3. The variant, such as when used skating means (not shown in Figure 6) or footwear having a low friction coefficient soles, for example Teflon.

Средство 26 (фиг. 5) содержит также корсет 27, который надевается на пользователя 3 во время сеанса погружения в виртуальную реальность. Means 26 (Fig. 5) also comprises a corset 27 which fits over the user 3 during immersion into virtual reality session. Корсет 27 жестко закреплен на опоре 28 с возможностью вращения вокруг своей оси. Corset 27 is rigidly fixed on a support 28 rotatable about its axis. Опора 28 является подвижной, т.е. The support 28 is mobile, i.e., она прикреплена на цилиндрическом шарнире 29 к потолку 30 для обеспечения поворотов пользователя вокруг оси Z. В качестве корсета 27 может быть использован любой тип корсета. it is secured on a cylindrical hinge 29 to the ceiling 30 to provide the user turns around axis Z. As corset 27 may be any type of corset.

Устройство содержит также датчик 31 определения количества, величины и направления шагательных движений, совершенных пользователем по площадке относительно начальной точки отсчета, размещенный в непосредственной близости от пользователя 3. В описываемом варианте указанный датчик аналогичен датчику 18. Выход датчика 31 подключен к блоку 32 управления, который соединен со средством 33 формирования виртуального пространства. The apparatus also comprises a sensor 31 determine the number, magnitude and direction of walking movements made by the user on the site relative to an initial reference point, disposed in proximity to the user 3. In the described embodiment, said sensor similar to sensor 18. The sensor output 31 is connected to control unit 32, which connected to a means 33 forming a virtual space. Выход средства 33 подключен к средству 2 отображения виртуального пространства пользователю 3. Output means 33 is connected to the display means 2 of the virtual space to the user 3.

Целесообразно, чтобы площадка 25 для перемещения пользователя имела вогнутую форму (на фиг. 5 не показано). Advantageously, the platform 25 to move the user had a concave shape (in FIG. 5 are not shown).

Возможен также вариант выполнения опоры, когда она содержит две стойки 34 (фиг. 7), установленные в распор между полом 25 и потолком 30, которые соединены между собой посредством штанги 35. К штанге 35 прикреплен цилиндрический шарнир 29. It is also possible embodiment of the support when it comprises two racks 34 (Fig. 7) installed in the spacers between the floor 25 and the ceiling 30 which are interconnected by a rod 35. Rod 35 is attached a cylindrical hinge 29.

Возможен еще один вариант выполнения опоры, когда она содержит три штанги 36 (фиг. 8), одни концы которых жестко связаны между собой с образованием пирамиды, а другие концы могут быть установлены непосредственно на земле, к вершине которых прикрепляется цилиндрический шарнир 29. Still another embodiment of the support when it comprises three rods 36 (FIG. 8), one ends of which are rigidly interconnected to form a pyramid, and the other ends may be mounted directly on the ground, which is attached to the top of a cylindrical hinge 29.

На цилиндрическом шарнире 29 (фиг. 5) может быть закреплена дополнительная опора, например манипулятор 37, предназначенный для размещения на нем вспомогательных приспособлений для формирования виртуальной реальности и взаимодействия с пользователем 3. In the cylindrical hinge 29 (FIG. 5), additional support can be fixed, for example the manipulator 37 for accommodating auxiliary devices thereon for forming virtual reality and the interaction with the user 3.

Работа устройства для погружения в виртуальную реальность осуществляется следующим образом. Operation for immersion into virtual reality is performed as follows.

Посредством компьютера формируют виртуальное пространство, в котором объекты, например стены домов, деревья, машины, животные, люди, облака и т.д., возникают и перемещаются заданным и случайным образом. computer form through the virtual space in which objects, such as walls of houses, trees, cars, animals, people, clouds, etc., appear and move, and given randomly.

Отображают сформированное виртуальное пространство на экраны шлема 2 (фиг. 1) пользователю 3, причем пользователь видит объемное изображение виртуального мира. Displaying the formed virtual space to the helmet screen 2 (FIG. 1) to the user 3, the user sees a three-dimensional image of the virtual world.

Осуществляют непрерывное преобразование виртуального пространства согласно заложенной программе. Carried continuous conversion of the virtual space according to the program laid down. Поскольку пользователь 3 не видит границ экрана благодаря совершенной конструкции шлема 2, у него возникает иллюзия полного присутствия в виртуальном трехмерном пространстве. Since the user 3 does not see the borders of the screen due to the perfect structure 2 of the helmet, he has an illusion of complete presence in a virtual three-dimensional space. У него появляется желание активно взаимодействовать с объектами этого виртуального пространства, например потрогать руками деревья, подойти ближе к объекту, взять его в руки, потанцевать с виртуальным партнером, полетать в самолете и т.д. He has a desire to actively interact with the objects of the virtual space, for example to touch the trees, to get closer to the object to take it in hand, dance with a virtual partner to fly in an airplane, etc.

В соответствии с изменением положения объектов в виртуальном пространстве пользователь 3 реальными физическими движениями рук, ног, головы, туловища и глаз изменяет свое положение в реальном и виртуальном пространстве. In accordance with the change in the position of objects in the virtual space of the user 3, the actual physical movements of the arms, legs, head, body and eye changes its position in the real and virtual space.

Пользователь 3, делая реальные шаги по площадке, перемещается относительно объектов виртуального пространства. 3 user, making real steps on the site is moved relative to the virtual object space. При этом он смещается относительно центра O площадки. In this case it is shifted relative to the center O pad. Датчик 18 определяет величину и направление перемещения пользователя 3 относительно центра и передает эту информацию в блок 1 и в блок 10 управления приводами транспортера 5 и средства 12. По сигналу с блока 10 включается либо транспортер 5, либо транспортер 5 и средство 12 одновременно. Sensor 18 determines the magnitude and direction of movement of the user 3 relative to the center, and transmits this information to the unit 1 and unit 10 drives the conveyor 5 and the control means 12. Upon a signal from the unit 10 is activated either conveyor 5 or 5 and conveyor means 12 simultaneously.

В случае, если пользователь 3 переместился только вдоль оси X, включается только транспортер 5, который перемещает пользователя назад в точку O. Если пользователь переместился только вдоль оси Y, включается только средство 12, лента которого будет вращаться и вращать цилиндры ленты транспортера 5, перемещая пользователя вдоль оси Y в центр O. If the user 3 has moved only along the X axis is included only conveyor 5 which moves the user back to the point O. If the user has moved only along the Y axis, only the means 12 is switched, the tape which will rotate the cylinders and rotate the conveyor belt 5 by moving user along the Y-axis to the center O.

Если пользователь переместился под углом к оси X, тогда включаются оба привода 9 и 15. При этом вся лента транспортера 5, состоящая из цилиндров, будет перемещаться и перемещать пользователя вдоль оси X, а лента 13 будет одновременно вращать каждый из контактирующих с ней движущихся цилиндров 6, которые переместят пользователя 3, находящегося на них, одновременно вдоль оси Y. Результирующее перемещение произойдет под углом к оси X. If the user has moved at an angle to the X axis, then both actuator includes 9 and 15. The entire belt conveyor 5, consisting of the cylinders will move and move the user along the X axis, and the tape 13 will simultaneously rotate each of the moving cylinder in contact with it 6, which will move the user 3 located on them simultaneously along the axis Y. The resulting movement will occur at an angle to the axis X.

Если пользователь 3 отклоняется от центра O на величину, не превышающую заданных пределов, например 0,5 м, приводы не включаются. If the user 3 deviates from the center O by an amount not exceeding predetermined limits, for example 0.5 m, the drives are not included.

При использовании второго варианта выполнения устройства работа осуществляется следующим образом. In the second embodiment of the device work as follows.

На ноги пользователя 3 (фиг. 5) надевают обувь, которая обеспечивает проскальзывание ног пользователя относительно площадки 25. Устанавливают пользователя 3 в исходную точку на площадке 25 и надевают на пояс пользователя корсет 27, чтобы пользователь 3 не падал и мог переместиться относительно исходной точки. At the foot member 3 (FIG. 5) Wear shoes that provide the user's feet slipping relative to the site 25. Install User 3 to the starting point at the site 25 and put on the wearer corset belt 27, so that the user 3 does not fall and was able to move relative to the original point. Когда пользователь 3 делает шагательные движения по площадке, корсет 27 удерживает его в исходной точке, при этом ноги проскальзывают относительно площадки 25. Таким образом пользователь 3 может сделать неограниченное количество шагов в любом направлении, оставаясь постоянно в одном и том же месте физического пространства. When the user 3 makes stepping movements on the court, 27 corset keeps him at the starting point, with respect to leg slip pad 25. Therefore, the user 3 can make an unlimited number of steps in any direction, while remaining constantly in the same place in physical space.

При этом количество и направление шагов определяют датчиками 31 и в соответствии с этой информацией блок 32 пересчитывает новое положение пользователя 3 в виртуальном пространстве и отображает его пользователю 3, что дает возможность формирования ощущения свободного перемещения в виртуальном пространстве. The number of steps and direction determined by sensors 31, and in accordance with the information unit 32 recalculates the new position of the user 3 in the virtual space and displays it to the user 3, which enables formation sensation of free movement in the virtual space.

Для полноты тактильных ощущений при взаимодействии с объектами виртуального мира используется манипулятор 24. For completeness tactile manipulator 24 is used in conjunction with the objects of the virtual world.

Поскольку функцию перемещения в виртуальном пространстве, ранее выполняемую рукой при помощи манипулятора, выполняет пользователь 3 сам при ходьбе, у него появляются большие возможности для управления объектами руками и посредством манипуляторов. Since the function of movement in virtual space previously performed by hand using the manipulator 3 performs user himself by walking, he has great potential to control the hands and objects through the manipulators.

Claims (18)

  1. 1. Способ погружения пользователя в виртуальную реальность, заключающийся в том, что формируют виртуальное пространство, объекты которого возникают, перемещаются и исчезают заданным и случайным образом, отображают сформированное виртуальное пространство пользователю, осуществляют преобразование виртуального пространства в соответствии с реальными физическими движениями пользователя в реальном пространстве с учетом взаимодействия с объектами в виртуальном пространстве, отличающийся тем, что до формирования виртуального пространс 1. A method of immersing a user in virtual reality, the method comprising: generating a virtual space, objects which appear, disappear and move specify and randomly displaying the formed virtual space to the user, is carried out conversion of virtual space in accordance with real physical movements of the user in real space taking into account interaction with the objects in virtual space, characterized in that before the formation of the virtual space consisting of ва помещают пользователя на площадку в начальную точку отсчета так, чтобы он мог при взаимодействии с объектами виртуального пространства совершать требуемое количество шагов по этой площадке в любую сторону, определяют количество, величину и направление шагов, совершенных пользователем по площадке относительно начальной точки отсчета, и компенсируют передвижения ног пользователя так, чтобы пользователь оставался на площадке во время взаимодействия с виртуальным пространством в соответствии с количеством, величиной и направлением wa placed by user to the site in the initial reference point so that it could in the interaction with the objects of virtual space to perform the required number of steps at this site in any direction, determines the number, size and direction of steps made by the user on the site relative to an initial reference point, and compensate movement of the user's legs so that the user stayed at the site during the interaction with the virtual space in accordance with the number, magnitude and direction агов, совершенных пользователем, дополнительно осуществляют преобразование виртуального пространства и отображение его пользователю. Agov committed by the user, further comprising conversion of the virtual space and its display to the user.
  2. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для компенсации перемещения пользователя перемещают элементы площадки в направлении, обратном направлению шагов пользователя. 2. The method of claim. 1, characterized in that to compensate for movement of the user site elements are moved in a direction opposite to the direction the user moves.
  3. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для компенсация передвижения ног пользователя закрепляют пользователя на опоре, обеспечивающей поворот пользователя в любую сторону, размещают на ногах пользователя средство, обеспечивающее возможность скольжения ног пользователя по площадке. 3. A method according to claim 1, characterized in that the legs of the wearer for movement compensation fixed user on the support, providing the user turn in any direction, is placed on the user's feet means that ensures the possibility for the user's legs sliding pad.
  4. 4. Устройство для погружения в виртуальную реальность, содержащее средство формирования виртуального пространства, в котором объекты возникают и перемещаются заданным и случайным образом, к которому подключены средство отображения виртуального пространства пользователю и блок преображения виртуального пространства в соответствии с реальными физическими движениями руки, ноги, головы, туловища и глаз пользователя в реальном пространстве с учетом взаимодействия с объектами в виртуальном пространстве, отличающееся тем, что содержит пл 4. The apparatus for immersion into virtual reality comprising means for forming a virtual space in which objects appear and move randomly and specify to which are connected means for displaying the virtual space to the user and a block transformation of the virtual space in accordance with real physical movements of the hands, feet, head, , the user's trunk and eyes in real space, taking into account interaction with the objects in virtual space, characterized in that it comprises mp щадку для перемещения по ней пользователя в любом направлении на любое количество шагов при взаимодействии с объектами виртуального пространства, датчик определения количества, величины и направления шагов, совершенных пользователем по площадке относительно начальной точки отсчета, размещенный в непосредственной близости от пользователя, блок управления, который соединен со средством формирования виртуального пространства и к входу которого подключен датчик определения количества, величины и направления шагов, средство для компен schadku to move on it the user in any direction for any number of steps in the interaction with the objects of virtual space, the sensor determining the number, magnitude and direction of steps performed by the user at the site relative to an initial reference point, disposed in the vicinity of the user, a control unit which is connected with means for forming a virtual space and which is connected to the input of the sensor determining the number, magnitude and direction of steps, means for compen сации перемещения пользователя по площадке от исходной точки, связанное с блоком управления. sation movement the user on the site from the reference point associated with the control unit.
  5. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что средство для компенсации перемещения пользователя по площадке от исходной точки содержит транспортер, лента которого образована множеством элементов, закрепленных с возможностью вращения вокруг своей оси на множестве бесконечных замкнутых элементов, которые размещены параллельно друг к другу и соединены между собой посредством соединительных элементов, так что расстояние между ними приблизительно равно осевому размеру элементов, привод транспортера, подключенный к блоку управления, средство 5. The apparatus according to claim 4, characterized in that the means for compensating for movement of the user on the site from the reference point comprises a conveyor belt which is formed by a plurality of elements attached rotatably about its axis on a set of endless closed elements which are arranged parallel to each other and interconnected by means of connecting elements, so that the distance therebetween is approximately equal to the axial size of the elements, the conveyor drive is connected to the control unit, means для вращения элементов транспортера в направлении, перпендикулярном его продольной оси для возвращения пользователя в исходную точку, подключенное к блоку управления. for rotating conveyor elements in the direction perpendicular to its longitudinal axis to return the user to the starting point, connected to the control unit.
  6. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что в качестве элементов, образующих ленту транспортера, использованы цилиндры. 6. The apparatus according to claim 5, characterized in that as the elements forming the belt conveyor used cylinders.
  7. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что на боковой поверхности цилиндров выполнены насечки для сцепления со средством вращения элементов в направлении, перпендикулярном продольной оси транспортера. 7. The apparatus according to claim 6, characterized in that on the lateral surface of the cylinders are made incisions for engagement with means for rotating elements in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the conveyor.
  8. 8. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что в качестве бесконечных замкнутых элементов, на которых размещены цилиндры, использованы тросы, а в качестве соединительных элементов использованы скобы. 8. The apparatus of claim. 5, characterized in that as a closed endless elements which are arranged on the cylinders, ropes used, and as the connecting elements used staples.
  9. 9. Устройство по п.5, отличающееся тем, что средство для вращения элементов транспортера в направлении, перпендикулярном его продольной оси, выполнено в виде бесконечной замкнутой ленты, которая контактирует с элементами транспортера, на которых находится пользователь, для его перемещения в исходную точку. 9. The apparatus according to claim 5, characterized in that the means for rotating the conveyor elements in the direction perpendicular to its longitudinal axis, is in the form of an endless loop, which is in contact with the conveyor elements on which the user is located, to move it to the starting point.
  10. 10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что на бесконечной замкнутой ленте выполнены насечки для сцепления с насечками на боковой поверхности цилиндров. 10. The apparatus according to claim 9, characterized in that in an endless loop made incisions for engagement with the notches on the lateral surface of the cylinders.
  11. 11. Устройство для погружения в виртуальную реальность, содержащее средство формирования виртуального пространства, в котором объекты возникают и перемещаются заданным и случайным образом, к которому подключены средство отображения виртуального пространства пользователю и блок преобразования виртуального пространства в соответствии с реальными физическими движениями руки, ноги, головы, туловища и глаз пользователя в реальном пространстве с учетом взаимодействия с объектами в виртуальном пространстве, отличающееся тем, что содержит 11. An apparatus for immersion into virtual reality comprising means for forming a virtual space in which objects appear and move randomly and specify to which are connected means for displaying the virtual space to the user and converting unit of the virtual space in accordance with real physical movements of the hands, feet, head, , the user's trunk and eyes in real space, taking into account interaction with the objects in virtual space, characterized in that it comprises площадку для скольжения, предназначенную для совершения пользователем шагательных движений в любом направлении при взаимодействии с объектами виртуального пространства, датчик определения количества, величины и направления шагательных движений, совершенных пользователем по площадке относительно начальной точки отсчета, размещенный в непосредственной близости от пользователя, блок управления, который соединен со средством формирования виртуального пространства и к входу которого подключен датчик определения количества, величины pad to slide intended to make the user stepping movements in any direction in the interaction with the objects of virtual space, the sensor determining the number, magnitude and direction of walking movements performed by the user at the site relative to an initial reference point, disposed in the vicinity of the user, a control unit which connected to a means of forming the virtual space and which is connected to the input of the sensor determining the amount, quantity и направления шагов, и средство для компенсации движений ног пользователя по площадке вблизи от исходной точки, связанное с блоком управления. and the direction of the steps and means to compensate for user movements of the feet at the site near the starting point, connected to the control unit.
  12. 12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что средство для компенсации движений ног пользователя по площадке вблизи от исходной точки содержит приспособления для обеспечения проскальзывания ног пользователя по площадке и корсет, жестко закрепленный на опоре с возможностью вращения вокруг своей оси, который размещается на пользователе при отображении ему виртуального пространства. 12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the means for compensating for movements of the user's feet area near the starting point comprising means for providing the user slip feet on a platform and brace rigidly mounted on a support rotatable about its axis, which is located on user when displaying the virtual space to him.
  13. 13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что в качестве приспособления для проскальзывания ног пользователя по площадке использованы шариковые или роликовые коньки. 13. The apparatus of claim 12, characterized in that the means for slippage of the user's legs site used ball or roller skates.
  14. 14. Устройство по п.12, отличающееся тем, что в качестве приспособления для проскальзывания ног пользователя по площадке использован материал с малым коэффициентом трения - тефлон. 14. The apparatus of claim 12, characterized in that the means for slippage of the user's legs site used material with a low coefficient of friction - Teflon.
  15. 15. Устройство по п.11, отличающееся тем, что площадка для перемещения пользователя имеет вогнутую форму. 15. The apparatus according to claim 11, characterized in that the platform to move the user has a concave shape.
  16. 16. Устройство по п.12, отличающееся тем, что опора шарнирно закреплена на штанге, посредством которой жестко связаны две стойки, установленные в распор между ними полом и потолком помещения. 16. The apparatus of claim 12, wherein the support is hinged on the bar, which are rigidly connected by two columns installed in the spacers in between the floor and ceiling of the room.
  17. 17. Устройство по п.12, отличающееся тем, что опора шарнирно закреплена в вершине пирамиды, образованной тремя штангами, жестко связанными между собой в вершине. 17. The apparatus according to claim 12, characterized in that the support is hinged at the vertex of the pyramid formed by the three rods rigidly interconnected at the top.
  18. 18. Устройство по п.4 или 11, отличающееся тем, что содержит дополнительную опору для закрепления вспомогательных приспособлений для формирования виртуальной реальности. 18. The apparatus of claim 4 or 11, characterized in that it comprises additional support for securing ancillary devices for forming virtual reality.
RU96109689A 1996-05-06 1996-05-06 Method and device for inserting user into virtual world RU2109337C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96109689A RU2109337C1 (en) 1996-05-06 1996-05-06 Method and device for inserting user into virtual world

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96109689A RU2109337C1 (en) 1996-05-06 1996-05-06 Method and device for inserting user into virtual world
PCT/RU1997/000134 WO1997042590A1 (en) 1996-05-06 1997-05-05 Method for placing a user in virtual reality and device for realising the same
AU3051097A AU3051097A (en) 1996-05-06 1997-05-05 Method for placing a user in virtual reality and device for realising the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2109337C1 true RU2109337C1 (en) 1998-04-20
RU96109689A true RU96109689A (en) 1998-08-27

Family

ID=20180592

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96109689A RU2109337C1 (en) 1996-05-06 1996-05-06 Method and device for inserting user into virtual world

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2109337C1 (en)
WO (1) WO1997042590A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE212007000060U1 (en) 2006-09-04 2009-04-23 Palchenko, Nikolay Ivanovich System modeling and function of a single virtual space
WO2009072922A1 (en) * 2007-12-05 2009-06-11 Sergey Yuryevich Podlesny Complex for playing a mobile game and a method for simulating the work with a sport apparatus
RU2602343C1 (en) * 2013-09-27 2016-11-20 Хуавэй Текнолоджиз Ко., Лтд. Method for displaying content of interface and user equipment
RU2632758C1 (en) * 2016-05-17 2017-10-09 Санджи Иванович Бадма-Халгаев Device for interaction of user with virtual reality

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0948377B1 (en) * 1996-08-27 2002-06-12 David E. E. Carmein Omni-directional treadmill
GB0804402D0 (en) * 2008-03-10 2008-04-16 Triple Edge Ltd Interactive exercise device
WO2016081812A1 (en) * 2014-11-21 2016-05-26 Vr Moving Floor, Llc Moving floor for interactions with virtual reality systems and uses thereof
NL2016553B1 (en) * 2016-04-05 2017-10-17 Forcelink B V Treadmill for rehabilitation purposes.

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4817950A (en) * 1987-05-08 1989-04-04 Goo Paul E Video game control unit and attitude sensor
US5162029A (en) * 1992-01-31 1992-11-10 G. David Schine Apparatus for teaching downhill skiing on a simulated ski slope
US5451194A (en) * 1993-07-21 1995-09-19 Harrigan; Matthew J. Roller skate exercise device
US5413545A (en) * 1993-12-27 1995-05-09 Bermann; Alexander Training device, especially for downhill skiers
JP3428151B2 (en) * 1994-07-08 2003-07-22 株式会社セガ Game device using an image display device
CA2130980A1 (en) * 1994-08-26 1996-02-27 Carl Treftlin Control apparatus for a video display or virtual reality system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PC "Magazine" (Russian Edition), N 6, 1995, с. 60 - 79. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE212007000060U1 (en) 2006-09-04 2009-04-23 Palchenko, Nikolay Ivanovich System modeling and function of a single virtual space
WO2009072922A1 (en) * 2007-12-05 2009-06-11 Sergey Yuryevich Podlesny Complex for playing a mobile game and a method for simulating the work with a sport apparatus
RU2602343C1 (en) * 2013-09-27 2016-11-20 Хуавэй Текнолоджиз Ко., Лтд. Method for displaying content of interface and user equipment
US9678658B2 (en) 2013-09-27 2017-06-13 Huawei Technologies Co., Ltd. Method for displaying interface content and user equipment
RU2632758C1 (en) * 2016-05-17 2017-10-09 Санджи Иванович Бадма-Халгаев Device for interaction of user with virtual reality

Also Published As

Publication number Publication date Type
WO1997042590A1 (en) 1997-11-13 application

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Insko et al. Passive haptics significantly enhances virtual environments
Stanney et al. Usability engineering of virtual environments (VEs): identifying multiple criteria that drive effective VE system design
US5950202A (en) Virtual reality network with selective distribution and updating of data to reduce bandwidth requirements
US7843429B2 (en) Interactive video based games using objects sensed by TV cameras
US7033176B2 (en) Motion platform system and method of rotating a motion platform about plural axes
Bowman et al. A methodology for the evaluation of travel techniques for immersive virtual environments
Biocca Virtual reality technology: A tutorial
Merhi et al. Motion sickness, console video games, and head-mounted displays
US6646643B2 (en) User control of simulated locomotion
US5490784A (en) Virtual reality system with enhanced sensory apparatus
Kulpa et al. Morphology‐independent representation of motions for interactive human‐like animation
Cheok et al. Human Pacman: a mobile, wide-area entertainment system based on physical, social, and ubiquitous computing
Mapes et al. A two-handed interface for object manipulation in virtual environments
Peck et al. Evaluation of Reorientation Techniques and Distrators for Walking in Large Virtual Environments
Bowman et al. 3d user interfaces: New directions and perspectives
US20130198625A1 (en) System For Generating Haptic Feedback and Receiving User Inputs
US5803738A (en) Apparatus for robotic force simulation
Bowman Interaction techniques for common tasks in immersive virtual environments
US5577981A (en) Virtual reality exercise machine and computer controlled video system
Buxton et al. HMDs, caves & chameleon: a human-centric analysis of interaction in virtual space
US5702323A (en) Electronic exercise enhancer
Interrante et al. Seven league boots: A new metaphor for augmented locomotion through moderately large scale immersive virtual environments
Francese et al. Wiimote and Kinect: gestural user interfaces add a natural third dimension to HCI
US6106397A (en) Positioning device
US5913727A (en) Interactive movement and contact simulation game

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090507