當今社會是信息技術高度發展的社會,計算機已與人類的生活密不可分。如何更好地與與計算機進行交流,已成為人類研究的一大課題基于andorid的校園信息交互系統的設計與實現,因而,人機交互技術便應運而生。人機交互(Human- ,HCI)是指人與計算機或其他外部設備之間的信息交換過程,它是計算機領域的一項關鍵技術,人機交互技術的研發可以有效提高生產效率。目前,基于生物電信號的新型人機交互技術是熱點關注,例如,基于眼電、腦電等電信號的交互方式,它是將采集到的人體生物電信號通過算法識別直接轉化為計算機的控制命令,從而實現人機交互。而虛擬現實( ,VR)作為最先進的計算機仿真模擬技術,是實現人機交互的一種絕佳的平臺。隨著數字應用的蓬勃發展,人機交互與虛擬現實也呈現出深度融合的趨勢,基于眼電、腦電這些不斷涌現的人機交互技術大大增強了虛擬現實的沉浸式體驗。
據了解,微美全息(:WIMI)的研發團隊正在研究把基于眼電(-,EOG)信號的人機交互技術和虛擬現實相結合,通過設計虛擬沉浸式的三維場景和反饋系統,開發基于眼電(EOG)技術的虛擬現實交互系統,使用戶可以使用人體生物電信號作為通信媒介與虛擬環境進行實時交互,打造智能人機交互模式。
WIMI開發的基于眼電信號的虛擬現實交互系統主要包括三個部分基于andorid的校園信息交互系統的設計與實現,分別是信號采集部分、眼電信號處理部分和虛擬現實場景部分。系統工作時,用戶實時接收來自虛擬現實場景的激勵信號,用戶根據激勵信號做出相應的眼部動作,信號采集設備實時采集用戶的眼電(EOG)信號,然后通過一系列的信號處理,轉換成對虛擬現實場景的控制指令,使虛擬現實場景執行相對應的命令,同時以視覺的方式向用戶進行反饋。
眼電信號采集
眼電信號是由角膜和視網膜之間的電勢差而引起,可以用于反映眼球的運動,其幅值一般在0.4到10mV之間。人體眼球在進行各種不同種類的運動時,會產生不同特征的EOG信號,可以通過設計相應的算法對EOG信號的特征進行識別從而將其轉化為外部設備的控制命令,構建出基于EOG的人機交互系統。
眼電信號處理
眼電信號處理主要包含信號預處理、特征提取、波形檢測和分類識別等幾大大步驟。其中,對原始眼電信號進行預處理的方法有很多,包括信號放大、基線校準、偽跡去除、下采樣等方法。而眼電信號特征提取的方法一般采用基于信號波形的形狀特征提取法、小波變換法等等。
虛擬現實場景
虛擬現實模塊用于搭建3D場景并執行相應的控制指令,模擬人的視覺、聽覺、觸覺等感覺器官功能,使人能夠沉浸在計算機生成的虛擬境界中,創建一種適人化的多維信息空間。同時通過讀取反饋信號的指令對虛擬現實場景進行調整與控制,并向用戶反饋激勵信號,協助其達到特定目的。
沉浸感、交互性和構想性是虛擬現實系統的三個基本特征。相較于傳統的虛擬現實交互方式(如VR手柄、數據手套、動作捕捉等),WIMI開發的基于眼電(EOG)技術的虛擬現實交互系統有著很強的新穎性,其交互方式不需要依賴任何動作和語言,交互過程更為簡單、直接。另外,虛擬現實可以為用戶提供更豐富多彩、更具有激勵性的刺激與反饋信息,提高了系統的智能性與易用性。WIMI開發的基于眼電(EOG)技術虛擬現實交互系統在娛樂游戲、醫學領域、家庭應用領域、甚至在工業領域有著潛在的應用價值。