Na informática, um head-mounted display ou helmet-mounted display (ambos abreviados HMD), popularmente chamado óculos VR, é um dispositivo tecnológico semelhante a um óculos, usado na cabeça ou como parte de um capacete, que possui um pequeno display óptico em frente à ambos os olhos (HMD Monocular), ou em frente à cada olho (HMD Binocular).
Existe também o Optical head-mounted display (OHMD), que é um display vestível que pode refletir imagens projetadas e permite o usuário a ver através delas. A resolução ideal para uso com jogos eletrônicos é de 1080x1200 por olho.
thumb|um HMD binocular.
Descrição Um HMD típico tem um ou dois displays, com lentes e espelhos semi-transparentes embutidos nos óculos (também chamados de data glasses), no visor, ou em um capacete. As unidades do display são miniaturizadas e podem incluir tubos de raios catódicos (CRT), LCDs, Cristal liquido em silício (LCos), ou OLEDs. Alguns fabricantes empregam múltiplos micro-displays para aumentar a resolução total e o campo de visão.
Tipos HMDs diferem tanto na maneira em que eles podem reproduzir animação computadorizada (CGI), ou somente imagens ao vivo do mundo real, ou uma combinação deles. A maioria dos HMD mostram somente imagens geradas por computadores, as vezes chamadas de imagens virtuais. Alguns HMD permitem que um CGI seja projetado em uma visão do mundo real, processo chamado de realidade aumentada ou realidade mista. Combinando imagens do mundo real com CGI, que pode ser feito projetando o CGI através de um espelho parcialmente refletico e enxergando o mundo real diretamente. Esse método é geralmente chamado de optical see-through. Esta combinação também pode ser realizado eletronicamente por aceitar vídeo de uma câmera e a misturar eletronicamente com a CGI, processo chamado de video see-through.
Monocular: as imagens são captadas apenas por um dos olhos. Binocular: como um óculos, as imagens são captadas pelos dois olhos juntos, obtendo-se assim uma imagem estereoscópica.
Uso
Aviação e táticas HMDs robustos são cada vez mais integrados no cockpit de helicópteros modernos e aviões de caça. Estes são geralmente totalmente integrados com capacete piloto do piloto e podem incluir viseiras de proteção, dispositivos de visão noturna, e outros displays.
Militares, policiais e bombeiros usam HMDs para exibir informações táticas, como mapas ou dados de imagens térmicas, enquanto visualizam uma cena real. As aplicações recentes incluíram o uso de HMD para paraquedistas. Em 2005, o Liteye HMD foi introduzido para as tropas de combate terrestres como uma tela leve e impermeável que se encaixa em uma montagem de capacete militar padrão dos EUA PVS-14. O visor monocular em OLED substitui o tubo NVG e se conecta a um dispositivo de computação móvel. O LE tem capacidade see-through e pode ser usado como um padrão HMD ou para aplicações realidade aumentada. O design é otimizado para fornecer dados de alta definição em todas as condições de iluminação, em modo de operação coberto ou transparente. O LE tem um baixo consumo de energia, operando em quatro pilhas AA por 35 horas ou recebendo energia através da conexão padrão Universal Serial Bus (USB).
A Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA) continua a financiar pesquisas em HMDs de realidade aumentada como parte do Programa de Apoio Aéreo Permanente Persistente (PCAS). A Vuzix está atualmente trabalhando em um sistema para PCAS que usará um Guia de Ondas Óptico holográfico para produzir vidros de realidade aumentada "see-through" que possuem apenas alguns milímetros de espessura.
Engenharia Engenheiros e cientistas usam HMDs para fornecer visões estereoscópicas de esquemas CAD (Design Auxiliado por Computador). A realidade virtual quando aplicada a engenharia e design é um fator chave na integração do ser humano no design. Ao permitir que os engenheiros interajam com seus projetos em escala de tamanho real, os produtos podem ser validados para problemas que podem não ter sido visíveis até a prototipagem física. O uso de HMDs para VR é visto como complementar ao uso convencional de CAVE para a simulação de VR. HMDs são predominantemente utilizados para uma única pessoa interação com o design, enquanto CAVEs permitem mais sessões de realidade virtual mais colaborativas.
Os sistemas de Display montados na cabeça também são usados na manutenção de sistemas complexos, pois podem dar a um técnico uma "visão de raio-x" simulada, combinando gráficos computacionais tais como diagramas de sistema e imagens com a visão natural do técnico (realidade aumentada ou modificada ).
Medicina e pesquisa Existem também aplicações na cirurgia, em que uma combinação de dados radiográficos (Tomografia computadorizada) (TC) e imagem por ressonância magnética (RM) é combinada com a visão natural do cirurgião Operação e anestesia, onde os sinais vitais do paciente estão dentro do campo de visão do anestesiologista em todos os momentos.
Universidades de pesquisa muitas vezes usam HMDs para realizar estudos relacionados à visão, equilíbrio, cognição e neurociência.
Um olho que segue o HMD com iluminadores do diodo emissor de luz e câmeras para medir movimentos do olho]] [Arquivo: EYE-SYNC eye-tracking analyzer.JPG |
A partir de 2010, o uso de medição de rastreamento visual preditivo para identificar leve Traumatismo cranioencefálico estava sendo estudado. Em testes de rastreamento visual, uma unidade HMD com capacidade de rastreamento de olhos mostra um objeto movendo-se em um padrão regular. As pessoas sem lesão cerebral são capazes de rastrear o objeto em movimento com movimentos oculares perseguição lisa e corrigir trajetória. O teste requer atenção e memória de trabalho que são funções difíceis para pessoas com lesão cerebral traumática leve. A questão que está sendo estudada é se os resultados para pessoas com lesões cerebrais mostrarão erros de rastreamento visual em relação ao alvo em movimento.
Jogos e vídeo thumb | Suporte Disney HMD Dispositivos HMD de baixo custo estão disponíveis para uso com jogos 3D e aplicativos de entretenimento.
Um dos primeiros HMDs comercialmente disponíveis foi o Hard VFX1, que foi anunciado na Consumer Electronics Show (CES) em 1994.
Outro pioneiro neste campo foi a Sony, que lançou o Glasstron em 1997. Possuía como acessório opcional um sensor de posicionamento que permitia ao usuário visualizar o ambiente, com a perspectiva movendo-se à medida que a cabeça se movia, proporcionando um sentido profundo Uma aplicação nova desta tecnologia estava no jogo MechWarrior 2: 31st Century Combat MechWarrior 2, que permitiu que os usuários Da Sony Glasstron ou iGlasses Virtual I / O para adotar uma nova perspectiva visual de dentro do cockpit da embarcação, usando seus próprios olhos como visual e vendo o campo de batalha através da cabina do seu próprio ofício.
A Sony lançou o "Personal 3D Viewer" (ou HMZ-T1), um fone de ouvido totalmente surround para jogos e filmes em 3D.
A Sensics demonstrou na CES 2012 um jogo e um óculos de entretenimento que incluíam um processador sistema operacional Android e um controle de mão para facilitar a interação natural.
A partir de 2013, muitas marcas de óculos de vídeo podem ser conectados a câmeras de vídeo e DSLR, tornando-os aplicáveis como um novo monitor de idade. Como resultado da capacidade de óculos para bloquear a luz ambiente, cineastas e fotógrafos são capazes de ver apresentações mais claras de suas imagens ao vivo.
Oculus Rift é uma próxima realidade virtual (VR) montada na cabeça criada por Palmer Luckey que a empresa está desenvolvendo para simulações de realidade virtual e videogames
O HTC Vive é uma próxima realidade virtual exibição montada na cabeça. O fone de ouvido é produzido por uma colaboração entre Valve e HTC, com a sua característica definindo a precisão de escala de sala de rastreamento e controladores de movimento de alta precisão.
O PlayStation VR é o único fone de ouvido realidade virtual que sai para consolas de jogos, para o PlayStation 4.
Esportes Um sistema de HMD foi desenvolvido para motoristas Fórmula 1 por Kopin Corp. e o Grupo de BMW. De acordo com a BMW, "" O HMD é parte de um sistema avançado de telemetria aprovado para instalação pelo comitê de corrida da Fórmula 1 ... para comunicar ao Comunicar ao condutor sem fios a partir do coração do poço de corrida. "" O HMD irá exibir dados críticos de corrida, permitindo que o motorista continue focando na pista.Os grupos de pit controlam os dados e as mensagens enviadas aos seus motoristas através de duas vias.
Treinamento e simulação thumb | Treinamento de paramilitares com um HMD Uma aplicação chave para os óculos HMD é o treinamento e simulação de situações perigosas ou custosa; permitindo virtualmente colocar um estagiário em uma situação que é muito caro ou que possui risco de morte para replicar na vida real. Treinamento com HMDs abrange uma ampla gama de aplicações de condução, soldagem e pintura spray, Simulador de vôo e simuladores de veículos, desmontado soldado formação, treinamento de procedimentos médicos e muito mais. No entanto, uma série de sintomas indesejáveis têm sido causados pelo uso prolongado de certos tipos de monitores montados na cabeça, e essas questões devem ser resolvidas antes de formação ideal e simulação é viável. Lawson, B. D. (2014). Sintomatologia e origens do enjoo. Manual de Ambientes Virtuais: Design, Implementação e Aplicações, 531-599.
Parâmetros de desempenho Capacidade de mostrar imagens estereoscópicas: um óculos HMD binocular tem o potencial para exibir uma imagem diferente em cada olho; usado para mostrar imagens estereoscopicas. Deve-se ter em mente que o chamado "Infinito Óptico" é geralmente tomado por cirurgiões de vôo e especialistas de exibição como cerca de 9 metros. Esta é a distância na qual, dada a média da linha de base do telescópio ocular humano (distância entre os olhos ou a distância pupilar] (IPD) de entre 2,5 e 3 polegadas (6 e 8 cm), o ângulo de um objeto a essa distância se torna essencialmente a mesma de cada olho. Em intervalos menores, a perspectiva de cada olho é significativamente diferente e a despesa de gerar dois canais visuais diferentes através do sistema de "imagens geradas por computador" (CGI) torna-se útil. Distância interpupilar (DPI): Esta é a distância entre os dois olhos, medida nas pupilas, e é importante na concepção de monitores montados na cabeça. Campo de visão (FOV): Os seres humanos têm um campo de visão de cerca de 180°, mas a maioria dos óculos HMD oferecem muito menos do que isso. Tipicamente, um maior campo de visão resulta em um maior senso de imersão e melhor consciência situacional. A maioria das pessoas não tem uma boa ideia do que uma FOV citada em particular seria semelhante (por exemplo, 25 °) tão frequentemente os fabricantes citarão um tamanho de tela aparente. A maioria das pessoas sente-se a cerca de 60 cm dos seus monitores e tem uma boa sensação sobre os tamanhos de ecrã a essa distância. Para converter o tamanho de tela aparente do fabricante para uma posição de monitor de mesa, divida o tamanho da tela pela distância em pés e, em seguida, multiplique por 2. HMDs ao nível do consumidor normalmente oferecem uma FOV de cerca de 30-40 ° enquanto HMDs profissionais oferecem um campo de visão De 60 ° a 150 °.