虚拟现实技术在智能家居领域的应用-彭华军博士

2021-10-13

摘要随着科学技术的不断发展,虚拟现实技术也借此机会,逐渐发展成熟并广泛的应用于各个领域。而随着经济水平的改善,人们对于生活的追求最初的吃饱到现在的吃好,重视生活的质量。将虚拟现实技术与智能家居融合,则可以很好的去解决这个问题,提高人们的生活质量。

 

关键字:虚拟现实技术;智能家居;融合

 

1 引言

VR是Virtual Reality的简称,即虚拟现实技术,虚拟现实是由计算机视觉、仿真技术、人机交互等多种信息技术演变发展而来的新型计算机技术。通过将视觉与现实世界隔离开,借助显示设备,使人能够穿越沉浸于一个完全的虚拟世界。虚拟现实技术建立人工构造的三维虚拟环境,用户以自然的方式与虚拟环境中的物体进行交互作用、相互影响,极大扩展了人类认识世界,模拟和适应世界的能力。虚拟现实技术广泛应用于仿真训练、工业设计、交互体验等多个领域,解决的许多重大和普遍性的需求。

随着计算机技术、传感器技术、控制技术与网络技术等技术的飞跃发展,人们的生活越来越趋向于智能化、移动化。技术发展的同时给人类带来了更高档次的生活水平,人们对于生活环境的要求也在逐渐提升。智能家居是一种通过智能化系统,能够使家居产品有机地联结起来,从而让人们生活更舒适、更环保、更安全与便捷,它的出现是当代人类生活水平提升的体现,符合当下人们对高层次生活水平的需求。

 

2 虚拟现实技术在智能家居领域的应用现状

智能家居是在物联网的影响之下物联化体现,通过家居平台运用相关信息时代下的各项技术,实现居住的智能化。主要涉及通信、控制、综合网络等多项技术的支持,能让使用者在千里之外时刻观察到家中的相关状况,并能利用远程控制平台的控制手段实现家居设备的管理。

目前诸如美国、日本以及欧洲一些经济较为发达的国家,在智能家居系统的研发方面处于相对领先的水平,在很多最新的家庭中都家庭智能化系统。国内的谷歌、BIM、小米等公司在智能家居领域的研发也处于相对先进的水平。

早期的智能家居主要应用于家用电器的远程遥控、灯光的远程控制以及窗帘的电动控制。之后随着科技的不停发展,智能家居系统的功能不断扩展,能够控制的设备越来越丰富,对控制系统的要求也越来越高。家居智能化逐渐扩展到可视对讲、系统音乐、安防报警、门禁控制等。随着大量智能家居的引入,智能家居的交互问题也随之而来。而智能手机的普及,使得通过智能手机远程控制整个智能系统的想法得以实现。再之后,三维技术逐渐发展成熟,三维技术与智能家居系统的结合也进入到人们的视野之中。

 

3 虚拟现实与智能家居的融合应用

3.1 VR 设备成为智能家居的一部分

智能家居是物联网时代的产物,未来也是物联网万物互联的时代,VR 设备作为一种智能产品同样在未来将和其他家电设备进行连接互联。例如:在你佩戴 VR 设备进行操作的同时,家里的其他设备产品也会对你的动作甚至习惯等进行感知,从而为你提供智能服务,这也是未来智能家居生活的一部分。与此同时,为了满足虚拟现实多感知的体验,日益增多的 VR 感知设备如:Kinect、FeelReal、Virtualizer 等为家里的智能娱乐系统产生更多的内容和娱乐形式,智能和娱乐相得益彰,因此虚拟现实将给智能家居生活添加更多精彩的内容。

 

3.2 虚拟现实技术为智能家居提供三维场景漫游体验

智能家居是目前众多技术结合下的新型居住理念,然而智能家居在面向市场终端普及过程比较困难,通过智能家居具体实物来展示功能成本较高,传统的二维设计理念也已经满足不了消费者的需求,因此许多消费者对智能家居产品缺乏体验,限制了用户的选择权,从而阻碍了智能家居市场的推广。而虚拟现实为智能家居提供了很好的解决方案,利用虚拟现实的三维展示技术与智能家居结合,对智能家居现实场景的每个模块进行仿真。例如:通过模拟智能家居环境,用户能通过操控虚拟人或以第一人称视角进行智能家居仿真环境的漫游,并与虚拟智能家居场景实时交互,以了解熟悉智能家居的概念和功能,从而刺激消费者对智能家居设备的消费。

除此之外,虚拟现实技术对于智能家居的定制服务也提供了很大帮助。例如:在智能家居设计搭配阶段,利用虚拟现实技术搭建一个以用户为中心的个性化智能家居设计方案,并创建相应的数据模型模拟智能家居产品的服务配置与功能,甚至是模拟设计智能家居的网络布线工程布局,通过虚拟场景的搭建,用户就可以把脑海中构想的方案展示出来,并与虚拟场景进行身临其境的漫游,从而在方案实施前进行评价分析,提高了定制方案的可靠性。通过虚拟现实技术的辅助,消费者就可以个性化定制自己所需要的智能家居产品,能够很好地进行购买前的虚拟体验,也减少了实施阶段所带来的风险。

3.3 虚拟现实技术为智能家居系统提供友好的界面交互方式

智能家居系统可以对人们的住宅实现智能化的控制与管理,它将智能家居产品的用电设施进行集成,使智能家居产品能在同一个操作平台上进行手动的无线或互联网操控。然而传统的智能家居控制平台交互界面方式通常为二维平面按钮操作,不符合人们的交互习惯。把虚拟现实技术引入智能家居控制界面中,运用虚拟现实技术为智能家居的交互方式进行优化,对现实的智能家居场景进行模拟仿真,并以三维数字化场景呈现在用户的平台界面上,这种设计有效地把握了人机工程要素,把用户体验作为设计的核心,对于某件家居产品的仿真操作,再到家居环境的逆向反馈,都能够让用户体验到现实家居更为可靠的控制感受,使智能家居系统界面更加贴合用户的使用。

3.4 虚拟现实技术革新智能家居交互方式

对于智能家居产品的集成操控,期待着能有一个万能遥控器能控制家里的一切设备。而AR设备作为智能家居的操作平台可辨别家居的各类设备,并与各种设备树立物联,用户只需佩戴AR设备可以通过手势的非接触操作或其他更自然的交互方式,就能控制现实生活中的所有智能家居产品。对于这样的操作,如谷歌的 Google Glass 和微软的 Hololens 都处于研究阶段,并发布了相关的AR设备和应用方案。日本的村田制作所推出的原型智能眼镜“Cool Design Smart Glass”,利用微型 PS(Micro Position Sensor)传感器集成在眼镜镜架上,传感器在基于微红外激光测距的方法下,能自动检测家居产品正确位置,结合AR交互控制技术后,用户只需戴上 AR 眼镜,将视线瞄准想要控制的智能家居产品,并通过与显示在眼镜上的 UI 界面进行交互,这种交互方式无需动手只需要设备对眼睛视线的追踪,就可以控制产品的各项功能。这种全新的交互方式完全取代了传统的各种控制器,提供了更自然的交互方式。

3.5 虚拟现实技术为智能家居产品带来信息可视化

虚拟现实技术应用于智能家居领域,可以通过虚拟的智能家居设计方案(如智能家居电网的三维设计布局、智能家居产品)叠加在真实环境中并直观和自然地呈现在用户眼前,供用户评价或测试,这样既节省了实物展示的成本,也减少了设计方案过程所耗费的时间,最重要是比传统的定制方法提高了可靠性、减少了过程风险。同时,智能家居相关的数据信息呈现也是智能家居提供智能生活的重要元素之一。例如:对于智能家居产品的使用方式、功能,甚至是智能家居产品的二氧化碳排放量和能源消耗等与智能家居生活关联的数据信息通过增强现实技术,以可视化的图像或文字呈现在接收数据信息的终端设备屏幕上,用户只需利用移动设备完成对智能家居产品的追踪和识别即可。智能家居的可视化信息对于未来智慧生活是非常有必要的,因此它对未来人类步入绿色生活和提高家居生活质量都具有重要价值与意义。

 

4 结语

智能家居产品为用户提供了极大的便利化,虚拟现实技术突破了传统的家居设计空间的限制,用户可以通过远程控制实现家居,而虚拟现实技术更是为智能家居的使用与消费带来了好处,通过虚拟现实技术可以实现智能家居消费内容的丰富,使用者可以利用虚拟现实技术进行深入实际的观影体验和娱乐系统构建,同时,该项技术还为智能家居的消费提供了良好的基础,相关消费者可以利用虚拟现实技术的模仿功能,让客户以第一视角的身份感受虚拟现实和智能家居的魅力,从而利用更个性化的消费方式实现消费者消费风险的降低和相关企业销售收入的增加。

 

参考文献 

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