Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Ασύρματο σύστημα για πολυαισθητηριακή καταγραφή δεδομένων υφής και απτική αναπαράσταση μέσω δονήσεων σε εικονική πραγματικότητα

Minadaki Anna

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Η αίσθηση της αφής αποτελεί θεμελιώδη πτυχή της ανθρώπινης αλληλεπίδρασης με το περιβάλλον, παρέχοντας λεπτομερείς πληροφορίες για την υφή και τις ιδιότητες των υλικών. Καθώς τα εικονικά περιβάλλοντα στοχεύουν ολοένα και περισσότερο στην αναπαραγωγή εμπειριών του πραγματικού κόσμου, τα συστήματα απτικής ανάδρασης παίζουν καθοριστικό ρόλο στην ενίσχυση της εμβύθισης. Ωστόσο, η ρεαλιστική αναπαράσταση των υφών αποτελεί μια σημαντική πρόκληση, λόγω της πολυπλοκότητας της απτικής αντίληψης και της πολυδιάστατης φύσης των υφών. Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στην ανάπτυξη ενός ασύρματου συστήματος ικανού να καταγράφει, να επεξεργάζεται και να αναπαριστα υφές του πραγματικού κόσμου, προσομοιώνοντάς τις με ανάδραση μέσω δονήσεων. Το σύστημα χρησιμοποιεί δύο αισθητήρες, συνδυάζοντας ένα MEMS μικρόφωνο και ένα επιταχυνσιόμετρο τριών αξόνων για την καταγραφή συγχρονισμένων δεδομένων ήχου και δονήσεων κατά τη διάρκεια αλληλεπιδράσεων χρηστών με υφές μέσω άμεσης επαφής με το δάχτυλο. Τεχνικές προεπεξεργασίας δεδομένων, όπως το φιλτράρισμα και η μείωση θορύβου, απομονώνουν τα σημαντικά στοιχεία των σημάτων, ενώ μέσω προσαρμοστικής ανίχνευσης κορυφών εντοπίζονται σταθερές περιοχές αλληλεπίδρασης. Από τα επεξεργασμένα σήματα εξάγονται χαρακτηριστικά, τα οποία αντιστοιχίζονται σε συχνότητα και πλάτος δόνησης, ενεργοποιώντας έναν Γραμμικό Δονητή Συντονισμού (LRA) και δημιουργώντας ρεαλιστικές αναπαραστάσεις υφών. Το σύστημα υποστηρίζει λειτουργίες ανάδρασης βασισμένες αποκλειστικά στον ήχο, αποκλειστικά στο επιταχυνσιόμετρο ή στον συνδυασμό των δύο, καθώς και δυναμική προσαρμογή της ανάδρασης με βάση την ταχύτητα του χεριού, ενισχύοντας το ρεαλισμό. Μια αξιολόγηση χρηστών σε ένα εξατομικευμένο εικονικό περιβάλλον που αναπτύχθηκε με τη χρήση της πλατφόρμας Unity, με ενσωμάτωση του Leap Motion για την ανίχνευση και παρακολούθηση της κίνησης του χεριού, ανέδειξε την αποτελεσματικότητα του συστήματος στην αναπαράσταση τριών υφών: χτενών με απόσταση δοντιών 1 mm και 2 mm και γυαλόχαρτου 180 grit. Οι συμμετέχοντες πέτυχαν ποσοστά αναγνώρισης υφών της τάξης του 80%–90%, με τη λειτουργία συνδυασμού να προσφέρει την πιο ρεαλιστική ανάδραση για όλες τις υφές. Τα χαρακτηριστικά του ήχου αποδείχθηκαν πιο αποτελεσματικά στην αναπαράσταση υφών με μικρές λεπτομέρειες, όπως το γυαλόχαρτο, ενώ τα χαρακτηριστικά του επιταχυνσιόμετρου αποτύπωσαν με μεγαλύτερη ακρίβεια τις τραχύτερες επιφάνειες. Παρόλο που τα εξειδικευμένα ζεύγη χαρακτηριστικών, προσαρμοσμένα σε μεμονωμένες υφές, προσέφεραν μια μικρή βελτίωση στον ρεαλισμό, τα κοινά ζεύγη χαρακτηριστικών αποδείχθηκαν επαρκή για τις περισσότερες εφαρμογές, εξασφαλίζοντας μια καλή ισορροπία μεταξύ απλότητας και απόδοσης. Τα ευρήματα αναδεικνύουν την προοπτική του συνδυασμού δεδομένων ήχου και δονήσεων για πολυτροπική αναπαράσταση υφών, ενώ εντοπίζουν σημεία προς βελτίωση, όπως η αντιμετώπιση μικρών επαναληπτικών ανωμαλιών και η ανάπτυξη της διαδικασίας αντιστοίχισης των χαρακτηριστικών. Η εργασία αυτή παρέχει κατευθύνσεις για την επίτευξη ρεαλιστικών εμπειριών υφής, με εφαρμογές στην εικονική πραγματικότητα, την τηλεπαρουσία και την απτική προσομοίωση.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες