面向虚拟现实的多显示环境

在虚拟现实领域，面对大型三维场景的设计、开发以及漫游，以小组为单 位的同一地点的协同工作模式已经成为主流，多显示环境可以为用户提供多视 点、多设备、多种交互方式，同时能够实现便捷的信息共享。但是多显示环境 应用在虚拟现实领域还存在以下问题：1）现有的多显示环境不能很好的支持虚 拟现实领域现有的工作模式，缺乏一个较为完善的系统框架作为中间层将多显 示环境与工作模式进行融合；2）如何将多显示环境下的不同交互技术集成到系 统框架中，用以完成虚拟现实协同工作中的交互任务，是系统框架需要解决的 关键问题。 为了有效解决以上问题，本文首先进行多显示环境下的交互任务分析，设 计并实现了一个面向虚拟现实的多显示环境系统框架 MDE-VR，该框架能够很 好的集成底层物理多显示环境并支持上层协同工作模式，其主要模块有图形绘 制、输入重定向、图像重定向等。由于异质 MDE 中的一些显示设备图形绘制 较差，它们可能无法实时绘制3D图形，于是本文在 MDE-VR 框架中采用集中 式绘制方式解决这一问题。之后本文分析了用户在各个显示空间的操作类型， 划分了协同工作环境中的成员角色，并且提出了一种多显示环境下的本地协同 工作机制。该机制能够很好的支持多人共同完成交互任务。在此基础上， MDE-VR 框架设计了空间无缝交互和空间内聚交互两种不同的交互技术，方便 用户操纵公共显示屏幕和其他用户的私有显示屏幕。 最后本文开发了一个 3D场景规划系统，该系统实现了MDE-VR 框架的集 中式图形绘制、鼠标重定向、图像重定向等功能，支持用户使用两种交互技术 对公共显示空间和其他用户私有显示空间的操纵，支持多人在同一地点进行场 景规划的协同工作。它将多显示环境应用到场景规划领域，实现了更友好的人 机交互方式。