Traitement en cours

Veuillez attendre...

Paramétrages

Paramétrages

Aller à Demande

1. WO1997042590 - PROCEDE PERMETTANT DE PLACER UN SUJET DANS LA REALITE VIRTUELLE ET DISPOSITIF DE MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE

Note: Texte fondé sur des processus automatiques de reconnaissance optique de caractères. Seule la version PDF a une valeur juridique

[ RU ]

СПОСОБ ПОГРУЖЕНИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ В ВИРТУАЛЬНУЮ РЕАЛЬНОСТЬ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Область техники

Настоящее изобретение относится к компьютерным играм, космическим, спортивным, военным тренажерам, а более точно - к способу погружения пользователя в виртуальную реальность и устройству для аго реализации .

Предшествующий уровень техники

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. Это дости-гается использованием трехмерной графики и специальных устройств вывода информации, имитирующих привычную связь человека с окружающим миром. В настоящее время виртуаль-ная реальность представляет собой вполне самостоятельное направление компьютерной технологии.

Виртуальная реальность - это то, что позволяет перемещаться в трехмерном мире с шестью степенями свободы и обозревать его в реальном времени. Это означает, что программа задает, а аппаратура распознает шесть видов движения: вперед-назад, вверх-вниз, налево-направо, наклон вверх-вниз, крен налево-направо и враще-ние налево-направо. Виртуальная реальность - это искусственная среда, генерируемая компьютером, которая может быть имитацией физической реальности или быть совершенно необычной и фантастической средой.

Виртуальная реальность предоставляет пользователю редкую возможность почти по-настоящему ощутить свое присутствие в ином мире. В нем они могут увидеть друг друга, разговаривать и взаимодействовать, различая цвета, формы и звуки. Такое полное погружение создает впечатляющий эффект присутствия. Это достигается за счет используемого оборудования - шлема со встроенными наушниками, и джойстика, чувствительного к пространственному передвижению.

В самом простом варианте системы виртуальной реаль-ности контакт с виртуальным миром осуществляется через обычный монитор персонального компьютера, служащий окном в этот мир. 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 .

Средства, формирующие виртуальную реальность, содер-жат 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 , VRCREA70R и др.

Средства отображения виртуальной реальности, т.е. средства аудио-визуализации, представляют собой мониторы всевозможных типов, шлемы-дисплеи HMD (Head Maunted Display) или 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. Например, перчатка CyberGlove фирмы Virtual Technologies отслеживает почти любое движение, на которое способна рука .

Следящие устройства позволяют определять положение рук, ног и туловища пользователя и ориентацию в реаль- ном мире и отображать их в мире виртуальном. Следящие системы различаются по принципу обнаружения движения -с ртутными балансирами, радиоволновые, ультразвуковые, лазерные и др.

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, 1995г., стр. 119-122) . Этот набор содержит стационарный

компьютер, цветной монитор, открывающий "окно" в виртуальный мир, который представляется лежащим по другую сторону экрана.

Устройство - манипулятор типа мышь, джойстик или клавиатура дают возможность управлять передвижением, поворотом, обзором в любом горизонтальном направлении виртуального пространства.

В указанной игре полного погружения в виртуаль-ную реальность не происходит, так как виртуальное про-странство видно через "окно", ограниченное границами экрана кинескопа.

Передвижение управляется посредством манипулятора рукой .

Система не отражает интерактивно физических дви-жений пользователя в виртуальном пространстве.

Возросшая мощность компьютеров и появившиеся более развитые средства аудио-визуализации привели к соз-данию устройства для отображения виртуальной реаль-ности типа стереоскопического монитора или проектора, которые человек одевает на голову , как шлем или очки, и получает возможность видеть объемное изображение (см., например, журнал "Мир ПК", 8 1 , 1995 г., стр. 164-175) .

В указанном устройстве виртуальный мир становит-ся полноразмерным, выходит за рамки экрана и окружает человека. Появляется полная свобода передвижения в виртуаль- ном пространстве, возможность кроме горизонтального обзора посмотреть под некоторым углом вверх-вниз. Манипуляторы типа трехмерной мыши, "перчатки" позволяют взаимодействовать с объектами. Они либо отвечают на это предсказуемой реакцией, либо деформируются. Такой уровень средств позволяет полнее погрузиться в виртуаль-ное пространство, ощутить себя внутри этого виртуального пространства и взаимодействовать с объектами.

Однако, управление объектами и передвижением происходит с помощью манипуляторов и не позволяет идентифицировать полностью движения в виртуальном пространстве и в реальном пространстве.

Последние разработки в области виртуальной реальности обеспечивают почти полное погружение человека в виртуальное пространство.

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.

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 пространст-ва пользователю и блок преобразования виртуального пространства в соответствии с реальными физическими движениями руки, ноги, головы, туловища и глаз пользова-теля в реальном пространстве с учетом взаимодействия с объектами в виртуальном пространстве (см., например, журнал PC Magazine/Russian Edision, N6 , 1995 год, стр. 60 - 79) .

В указанном устройстве для погружения в виртуальную реальность в качестве средств отображения виртуального пространства используется современный шлем, позволяющий отслеживать положение головы. Эта информация передается на компьютер - на средство формирования виртуального пространства, который вычисляет соответствующее этому пространству изображение на экране. Если пользователь смотрит вверх, видит виртуальное небо, если вниз виртуальную землю, т.е. возможен обзор любого направления виртуального пространства. Повысились возможности взаимодействия человека с виртуальными объектами. Можно схватить трехмерный объект виртуальной реальности и отбросить его или взять трехмерный объект и деформировать его.

Но и в этом мире достаточно развитых аппаратных и программных средств человек вынужден имитировать свое передвижение в "бесконечном виртуальном пространстве" с помощью манипуляторов. Не происходит полного погружения человека-пользователя в виртуальную реальность, поскольку/ взаимодействуя с указанным устрой-ством, человек не имеет возможности с надетым на голову шлемом свободно передвигаться в реальном пространстве. Реальное пространство, окружающее пользователя во время игры или тренировки, обычно ограничено небольшой облас-тью, где человек не может свободно передвигаться в любую сторону на достаточное расстояние.

Раскрытие изобретения

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания способа погружения пользователя в виртуальную реальность, в котором преобразование виртуального прост-ранства в соответствии с реальными физическими движения-ми 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. обеспечить более полное погружение в виртуальную реальность.

В основу настоящего 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 х и у, компенсируя перемещение пользователя в любом направлении, и использование блока преобразования вирту-ального пространства в соответствии с реальными физичес-кими движениями пользователя, позволит обеспечить более полное погружение пользователя в виртуальную реальность.

В основу настоящего изобретения поставлена также задача создания устройства для погружения в виртуальную реальность, в котором использование приспособлений, закрепленных на ногах пользователя, обеспечивающих прос-кальзывание ног по поверхности, и корсета , закреплен ного на опоре, для поддерживания пользователя при его скольжении в реальном пространстве, а также использова-ние блока преобразования виртуального пространства в соответствии с реальными физическими движениями пользователя, позволит обеспечить более полное погружение пользователя в виртуальную реальность.

Поставленная задача решается тем, что в способе погружения пользователя в виртуальную реальность, заклю-чающемся в том, что

формируют виртуальное пространство, объекты которо-го 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, согласно изобретению,

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,

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 объектами виртуального пространства, в соответствии с количеством, величиной и направле-нием шагов, совершенных пользователем, дополнительно осуществляют преобразование виртуального пространства и отображение его пользователю.

Целесообразно, чтобы для компенсации перемещения пользователя перемещали элементы площадки в направлении, обратном направлению шагов пользователя.

Полезно, чтобы для компенсации передвижения ног пользователя закрепляли пользователя на опоре, обеспечи-вающей поворот пользователя в любую сторону, размещали на ногах пользователя средство, обеспечивающее возможность скольжения ног пользователя по площадке.

Поставленная задача решается также тем, что устрой-ство для погружения в виртуальную реальность, содержащее средство формирования виртуального пространства, в кото-ром объекты возникают и перемещаются заданным и случай-ным образом, к которому подключены средство отображения виртуального пространства пользователю и блок преобразо-вания виртуального пространства в соответствии с реаль-ными физическими движениями руки, ноги, головы, туловища и глаз пользователя в реальном пространстве с учетом взаимодействия с объектами в виртуальном пространстве, согласно изобретению, содержит

площадку для перемещения по ней пользователя в любом направлении на любое количество шагов при взаимо-действии 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 ко входу которого подключен датчик определения количества, величины и направления шагов, и

средство для компенсации перемещения пользователя по площадке от исходной точки, связанное с блоком управ-ления .

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 к другу и соединены между собой посредством соединитель-ных элементов, так что расстояние между ними приблизительно равно осевому размеру элементов,

привод транспортера, подключенный к блоку управле-ния ,

средство для вращения элементов транспортера в направлении, перпендикулярном его продольной оси для возвращения пользователя в исходную точку, подключенное к блоку управления.

Полезно, чтобы в качестве элементов, образующих ленту транспортера, были использованы цилиндры.

Выгодно, чтобы на боковой поверхности цилиндров были выполнены насечки для сцепления со средством враще-ния элементов в направлении, перпендикулярном продольной оси транспортера.

Целесообразно, чтобы в качестве бесконечных замкнутых элементов, на которых размещены цилиндры, были использованы тросы, а в качестве соединительных элементов были использованы скобы.

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.

Выгодно, чтобы на бесконечной замкнутой ленте были выполнены насечки для сцепления с насечками на боковой поверхности цилиндров .

Поставленная задача решается также тем, что устройство для формирования виртуальной реальности, содержащее средство формирования виртуального простран-ства, в котором объекты возникают и перемещаются заданным и случайным образом, к которому подключены средство отображения виртуального пространства пользова-телю 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 вир-туальном пространстве, согласно изобретению, содержит 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 пользова-телем по площадке относительно начальной точки отсчета, размещенный в непосредственной близости от пользователя, блок управления, который соединен со средством формирования виртуального пространства и ко входу которого подключен датчик определения количества, вели-чины и направления шагов , и

средство для компенсации движений ног пользователя O 97/42590

10

по площадке вблизи от исходной точки, связанное с блоком управления .

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.

Полезно, чтобы в качестве приспособления для проскальзывания ног пользователя по площадке были использованы шариковые или роликовые коньки.

Выгодно, чтобы в качестве приспособления для проскальзывания ног пользователя по площадке был использован материал с малым коэффициентом трения тефлон .

Удобно, чтобы площадка для перемещения пользователя имела вогнутую форму.

Целесообразно, чтобы опора была шарнирно закреплена на штанге, посредством которой жестко связаны две стойки, установленные в распор между полом и потолком помещения .

Полезно, чтобы опора была шарнирно закреплена в вершине пирамиды, образованной тремя штангами, жестко связанными между собой в вершине.

Удобно, чтобы устройство содержало дополнительную опору для закрепления вспомогательных приспособлений для формирования виртуальной реальности.

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. обеспечивает более полное погружение в виртуальную реальность.

Предлагаемое устройство для погружения в виртуальную реальность позволит обеспечить более полное погружение пользователя в виртуальную реальность.

Предлагаемый способ позволяет пользователю при поключении к компьютерным сетям перемещаться в трехмерном пространстве, описанном на языке моделирования виртуальной реальности VRML , также естест-венно, как пользователь перемещается по земле. Возможно погружение в одно виртуальное пространство нескольких пользователей, находящихся физически в разных точках земли, и их взаимодействие в этом пространстве.

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. В новом программном обеспечении будут использованы возможности погружения без ограничений естественных движений пользователя.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется конкретными вариантами его воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

фиг. 1 изображает схематично устройство для погружения пользователя в виртуальную реальность, выпол-ненное в виде площадки, которая содержит элементы, позволяющие компенсировать перемещение пользователя в любую сторону по площадке, согласно изобретению; фиг. 2 изображает вид на участок площадки сверху , согласно изобретению;

фиг. 3 изображает разрез по линии Ш-Ш на фиг. 1, согласно изобретению;

фиг. 4 изображает общий вид ленты основного конвейера и дополнительного конвейера (частичный вырыв) , согласно изобретению;

фиг. 5 изображает схематично второй вариант выполнения устройства для погружения в виртуальную реальность, выполненное в виде корсета, закрепленного на опоре и удерживающего пользователя, на ногах которого закреплено приспособление для скольжения ног, согласно изобретени ;

фиг. 6 изображает вариант выполнения приспособления, обеспечивающего скольжение ног пользователя, согласно изобретению;

фиг. 7 изображает вариант выполнения опоры для закрепления корсета, согласно изобретению;

фиг. 8 изображает другой вариант выполнения опоры, согласно изобретению.

Варианты осуществления изобретения

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. В качестве средства 1 формирования виртуального пространства обычно используется компьютер с акселератором трехмерной графики.

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.

Устройство содержит площадку, которая предназначена для перемещения по ней пользователя 3 в любом направле-нии на любое количество шагов при взаимодействии с объектами виртуального пространства.

Устройство содержит также средство 4 для компенса-ции перемещения пользователя по площадке в сторону от исходной точки, таким образом, что, взаимодействуя с элементами площадку возвращает пользователя 3 в исходную точку "О" при его перемещении вдоль координат X и У или под углом к ним.

Площадка представляет собой транспортер 5. Приблизительный размер транспортирующей поверхности составляет 2 x 2 м.кв.

Лента транспортера 5 (фиг. 2) выполнена в виде набора элементов 6, взаимосвязанных между собой. 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 друг относительно друга. Тросы 7 параллельны друг другу и продольной оси X транспортера 5. Расстояние между соседними тросами 7 (фиг. 3) приблизительно равно радиусу цилиндров б, при этом расстояние между каждыми двумя четными тросами и каждыми двумя нечетными тросами равно приблизительно диаметру цилиндров б. Цилиндры б, находящиеся на одном тросе 7, располагаются в зазорах О между цилиндрами, находящимися на соседнем тросе 7.

Тросы 7 проходят через соединительные элементы - скобы 8, которые устанавливаются между каждыми двумя соседними цилиндрами б, расположенными вдоль оси X. Транспортер 5 приводится в движение посредством привода 9 , который 5 связан с блоком управления 10. На боковой поверхности цилиндров 6 выполнены насечки 11 (фиг. 4).

Средство 4 для компенсации перемещения пользователя по площадке от исходной точки содержит средство 12 для вращения элементов транспортера в направлении, перпенди-Ю кулярном продольной оси транспортера, которое выполнено в виде бесконечной замкнутой ленты 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 !5 и связанном с приводом 16. На ленте 13 выполнены насеч- ки 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.

Устройство содержит также датчик 18 определения величины и направления шагов пользователя 3 относительно начальной точки "О" отсчета, размещенный в непосредственной близости от пользователя 3 и подключенный к блоку 1 преобразования виртуального пространства и к блоку 10 управления. 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.

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. Для этого на пользователе 3 установлен ряд датчиков 19, 20, 21, 22, 23 , определяющих положение рук, головы, туловища, ног и глаз человека соответственно. При этом датчик 23 положения глаз размещен на шлеме 2.

Манипулятор 24 обычно размещается в руке пользователя 3 и подключается к средству 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 шагатель-ных движений в любом направлении при взаимодействии с объектами виртуального пространства. В этом случае площадка 25 представляет собой гладкую поверхность.

Устройство содержит также средство 26 для компенсации движения ног пользователя по площадке вблизи от исходной точки. 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. б не показаны) или обувь, имеющая низкий коэффициент трения подошвы, например, тефлон .

Средство 26 (фиг. 5) содержит также корсет 27, который надевается на пользователя 3 во время сеанса погружения в виртуальную реальность. Корсет 27 жестко закреплен на опоре 28 с возможностью вращения вокруг своей оси. Опора 28 является подвижной, т.е. 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.

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. Выход средства 33 подключен к средству 2 отображения виртуального пространства пользователю 3.

Целесообразно, чтобы площадка 25 для перемещения пользователя имела вогнутую форму (на фиг. 5 не показано) .

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.

Возможен еше 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, и к вершине которых прикрепляется цилиндрический шарнир 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.

Работа устройства для погружения в виртуальную реальность осуществляется следующим образом.

Посредством компьютера формируют виртуальное прост-ранство, в котором объекты, например, стены домов, дере-вья, машины, животные, люди, облака и т.д. возникают и перемешаются заданным и случайным образом.

Отображают сформированное виртуальное пространство на экраны шлема 2 (фиг. 1) пользователю 3, причем пользователь видит объемное изображение виртуального мира .

Осуществляют непрерывное преобразование виртуального пространства согласно заложенной программе. Поскольку пользователь 3 не видит границ экрана, благо-даря совершенной конструкции шлема 2, у него возникает иллюзия полного присутствия в виртуальном трехмерном пространстве. У него появляется желание активно взаимо-действовать 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.

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 .

Пользователь 3, делая реальные шаги по площадке, перемещается относительно объектов виртуального прост- ранства. При этом он смещается относительно центра "О" площадки. 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.

В случае, если пользователь 3 переместился только вдоль оси X, включится только транспортер 5, который переместит пользователя назад в точку О. Если пользователь переместился только вдоль оси У, включится только средство 12, лента которого будет вращаться и вращать цилиндры ленты транспортера 5, перемещая пользователя вдоль оси У в центр О.

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, одновре-менно вдоль оси У. Результирующее перемещение произой-дет под углом к оси X.

Если пользователь 3 отклоняется от центра "0" на величину, не превышающую заданных пределов, например, 0,5 м, приводы не включаются.

При использовании второго варианта выполнения уст-ройства работа осуществляется следующим образом.

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. 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 .

При этом количество и направление шагов определяют датчиками 31, и в соответствии с этой информацией блок 32 пересчитывает новое положение пользователя 3 в вирту-альном пространстве и отображает его пользователю 3, что дает возможность формирования ощущения свободного перемещения в виртуальном пространстве.

Для полноты тактильных ощущений при взаимодействии с объектами виртуального мира используется манипулятор 24.

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.

Промышленная применимость

Изобретение может использоваться для развлечения детей и взрослых. Устройства для компьютерных игр могут быть установлены в помещении, во дворе, в залах для игровых автоматов. Устройство может быть использовано для обучения и тренинга военных, спортсменов и при обучении различным специальностям, например, полицейских. Устройство может быть полезно для исследовательских целей при изучении поведения человека в компьютерном виртуальном пространстве.