Розроблення та реалізація методу автоматичного генерування тактильного зворотного зв'язку у віртуальному середовищі

Анотація

У статті представлено метод автоматичного генерування тактильного зворотного зв'язку у віртуальному середовищі на основі фізичних властивостей матеріалів тривимірних об'єктів без ручного задання ефектів. Запропонована система реалізована у середовищі рушія Source та платформи Garry's Mod із застосуванням мови Lua. В основу розробленого підходу покладено концепцію синтезу фізичного дескриптора сцени: кожен об'єкт віртуальної сцени автоматично класифікується за матеріальним класом (метал, дерево, скло, пластик, органіка, бетон, тканина, рідина), після чого для нього обчислюються параметри щільності, тертя та пружності, що слугують вхідними даними для математичної моделі генерування зворотного тактильного сигналу. Математична модель перетворює фізичні характеристики матеріалу та силу взаємодії у три параметри вібраційного імпульсу: частоту, амплітуду та тривалість, при цьому більш тверді матеріали генерують високочастотні короткочасні сигнали, а м'які - низькочастотні тривалі. Для кожного типу взаємодії (підбирання, викидання, зіткнення об’єктів, дотик до об’єкту) передбачено спеціальний модулятор, що масштабує базовий сигнал за амплітудою та тривалістю з гарантуванням мінімального відчутного імпульсу. Реалізовано конвеєр синтезу сцени з розподілом процесорного часу, кільцевий буфер для запису взаємодій. Запропонований метод усуває необхідність ручного налаштування тактильних ефектів для кожного об'єкта та забезпечує адаптивний відгук, що відповідає фізичним властивостям матеріалів у сцені