調(diào)動(dòng)五感的元宇宙！

賦能元宇宙體驗(yàn)的技術(shù)須在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)上使用更多種類(lèi)和更多數(shù)量的傳感器，而TDK可提供業(yè)內(nèi)最豐富的傳感器組合和廣泛的軟件專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并擅長(zhǎng)傳感器融合技術(shù)，可滿足此類(lèi)應(yīng)用所需。

本期推文就來(lái)為您介紹應(yīng)用于元宇宙的各類(lèi)傳感器。

在虛擬現(xiàn)實(shí)(VR) 和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) (AR) 蓬勃發(fā)展的同時(shí)，一個(gè)更加廣泛的概念已悄然興起：元宇宙。不同于本質(zhì)上基于視覺(jué)的AR和VR技術(shù)，元宇宙有望觸及用戶的所有感官，讓現(xiàn)實(shí)和數(shù)字世界的融合體驗(yàn)更加豐富。人類(lèi)是典型的視覺(jué)動(dòng)物，因此本質(zhì)上基于視覺(jué)的VR和AR技術(shù)將成為構(gòu)建元宇宙的基本要素。

圖1

虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用有望繼續(xù)流行，同時(shí)VR頭戴式設(shè)備的銷(xiāo)售也會(huì)相應(yīng)增長(zhǎng)。市場(chǎng)研究公司預(yù)計(jì)AR將在數(shù)年后呈現(xiàn)類(lèi)似的增長(zhǎng)趨勢(shì)。（來(lái)源：Omdia)

VR的實(shí)現(xiàn)某種程度上依賴于眼鏡；AR則使用眼鏡和頭戴式設(shè)備；而元宇宙將通過(guò)可穿戴設(shè)備來(lái)定義，其中AR設(shè)備僅作為提供體驗(yàn)的一部分。盡管VR和AR本質(zhì)上是視覺(jué)體驗(yàn)，但運(yùn)動(dòng)和定位傳感器依然是其中不可或缺的賦能元件。這些傳感器有很多重要作用，比如監(jiān)測(cè)VR / AR / 元宇宙用戶在現(xiàn)實(shí)空間中的位置，以保障其安全；跟蹤用戶的移動(dòng)，以保證用戶在現(xiàn)實(shí)空間中的安全和將用戶的動(dòng)作轉(zhuǎn)化到虛擬世界。

TDK目前提供有以下用于檢測(cè)環(huán)境和定位的傳感器：

三軸加速度計(jì)和3軸陀螺儀組合使用可檢測(cè)六自由度 (6DoF) 的運(yùn)動(dòng)，集成3軸磁力計(jì)后可實(shí)現(xiàn)9DoF傳感。盡管所有這些傳感器已在汽車(chē)行業(yè)應(yīng)用多年，用于運(yùn)動(dòng)傳感、定位和/或物體檢測(cè)等，但并非所有傳感器都在VR / Ar中普遍使用。比如，新近出現(xiàn)的ToF傳感能力。盡管VR/AR應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員正在采用該技術(shù)進(jìn)行空間定位，但其潛力遠(yuǎn)不僅于此，需要更多的學(xué)習(xí)和嘗試才能充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。當(dāng)下幾款暢銷(xiāo)的智能手機(jī)都已集成了面部識(shí)別的激光雷達(dá)，不難想象，激光雷達(dá)也將在AR和元宇宙應(yīng)用中大放光彩。

元宇宙最終將涵蓋所有五種感官

視覺(jué)：和智能手機(jī)一樣，相機(jī)一直是AR系統(tǒng)中不可或缺的的元件，同理元宇宙應(yīng)用中也勢(shì)必沿用。

聽(tīng)覺(jué)：語(yǔ)音識(shí)別已經(jīng)很常見(jiàn)，許多IoT設(shè)備都支持。麥克風(fēng)作為VR/AR/元宇宙頭戴式設(shè)備中的標(biāo)配，出于同樣的理由，也必將出現(xiàn)在可穿戴設(shè)備中。

觸覺(jué)：將運(yùn)動(dòng)檢測(cè)、定位和物體檢測(cè)傳感器的數(shù)據(jù)饋送到各種觸覺(jué)設(shè)備中，比如從手環(huán)到手套再到半身裝備或全身套裝等，可實(shí)現(xiàn)觸覺(jué)傳感。TDK在開(kāi)發(fā)的觸覺(jué)技術(shù)不僅能傳達(dá)觸碰的力度和手感，還能傳達(dá)物體的紋理。

嗅覺(jué)和味覺(jué)：TDK目前正在開(kāi)發(fā)CO2檢測(cè)儀，以警告多數(shù)人自己無(wú)法感知的潛在有害環(huán)境條件。還能提供可檢測(cè)不同化合物的其他傳感器，有些甚至能準(zhǔn)確識(shí)別化合物的濃度。這些傳感器無(wú)法向用戶傳達(dá)視頻游戲中美食的氣味或味道，但通過(guò)一組氣體和化學(xué)物質(zhì)檢測(cè)儀能告訴用戶真實(shí)世界中的食品是否安全，或通過(guò)芳香來(lái)檢測(cè)和識(shí)別花朵。

元宇宙更傾向于模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并涉及許多不同的可穿戴設(shè)備，以便根據(jù)個(gè)人選擇的元宇宙應(yīng)用及其預(yù)期的體驗(yàn)沉浸程度進(jìn)行個(gè)性化組合。

圖2

很少有VR/AR頭戴設(shè)備用戶意識(shí)到這些設(shè)備中包含了多種不同類(lèi)型的傳感器。

顯示器就是VR和AR中的一種基礎(chǔ)元件。VR通常在眼鏡中封裝LED顯示器（類(lèi)型之一）；AR設(shè)備的構(gòu)建方法雖然各不相同，但通常需要將微型數(shù)字顯示器安裝在用戶視野的某個(gè)位置，或者將數(shù)字內(nèi)容投影到頭戴設(shè)備的鏡片上。元宇宙體驗(yàn)將依賴于AR設(shè)備與可穿戴技術(shù)的結(jié)合使用。

TDK新近推出了一種新的投影技術(shù)選項(xiàng)，即通過(guò)一種小巧輕便的激光模塊將全彩數(shù)字圖像直接投射到用戶的視網(wǎng)膜上。這種新技術(shù)組合了由激光元件發(fā)出并且穿過(guò)平面路徑的各種光線，可在超小型激光模塊內(nèi)實(shí)現(xiàn)約1620萬(wàn)種顏色的全彩顯示。

當(dāng)前的AR硬件不僅笨重，而且外觀欠佳。借助我們的新型小型激光模塊，有望構(gòu)建更小巧、重量明顯更輕的VR和AR頭戴設(shè)備。這項(xiàng)技術(shù)還具有的額外優(yōu)勢(shì)，即畫(huà)面質(zhì)量不受用戶視力好壞的影響，即使視力欠佳的用戶也能暢享清晰影像。

采用空間光學(xué)模塊的生成的產(chǎn)品圖像

采用全新平面波導(dǎo)模塊生成的產(chǎn)品圖像。減小模塊尺寸有助于縮減智能眼鏡的整體尺寸和重量。

圖3

TDK的全新微型超輕量級(jí)激光模塊發(fā)出的光束會(huì)被投影在眼睛視網(wǎng)膜上。不用于通過(guò)視力觀察真實(shí)物體，直接投影到視網(wǎng)膜上的圖像可確保始終清晰可見(jiàn)，無(wú)需任何矯正。

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TDK全新微型超輕量級(jí)激光模塊

來(lái)自這些不同傳感器的數(shù)據(jù)必須經(jīng)過(guò)處理，同時(shí)用來(lái)整合這些數(shù)據(jù)的軟件也有待持續(xù)完善，以便帶給用戶逐漸豐富、更加愉悅和安全的體驗(yàn)。其中，使用超聲波傳感器就是典型的完善示例之一。TDK SmartSonic技術(shù)通過(guò)集成超低功耗的SoC為T(mén)DK的ToF傳感器增添了智能功能，可為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員提供預(yù)處理數(shù)據(jù)，比如附近目標(biāo)的距離、存在性檢測(cè)等。

通過(guò)對(duì)比來(lái)自不同傳感器的數(shù)據(jù)可得出最優(yōu)結(jié)論。舉例來(lái)說(shuō)，假如VR系統(tǒng)的壓力傳感器檢測(cè)到用戶的頭戴式顯示器保持在同一高度，而6DoF傳感器檢測(cè)到頭戴式顯示器從0度傾斜到45度，系統(tǒng)便可通過(guò)對(duì)比高度數(shù)據(jù)和傾斜數(shù)據(jù)來(lái)推測(cè)出用戶正在向上看，但并未站起、坐下或蹲下。

當(dāng)然，傳感器融合遠(yuǎn)不止于簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)對(duì)比，需要將多個(gè)不同傳感器的數(shù)據(jù)組合在一起，以獲得比任何一個(gè)傳感器單獨(dú)使用時(shí)更準(zhǔn)確的結(jié)果。TDK的定位傳感器模塊不僅結(jié)合了陀螺儀、加速度計(jì)和磁力計(jì)的數(shù)據(jù)；而且每個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)并非簡(jiǎn)單的對(duì)比，而是結(jié)合在一起以提供關(guān)于俯仰、偏航、翻滾和線性方向的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。

傳感器融合非常復(fù)雜，其中豐富的經(jīng)驗(yàn)是一項(xiàng)巨大的優(yōu)勢(shì)。TDK為汽車(chē)和工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)提供了齊全的傳感器套件，協(xié)助開(kāi)創(chuàng)了傳感器融合的先河，并將自身在傳感器、嵌入式處理器和軟件開(kāi)發(fā)技能方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)運(yùn)用到VR/AR/元宇宙市場(chǎng)。

以上就是應(yīng)用在元宇宙中的TDK傳感器的介紹，若您想查看更多，請(qǐng)點(diǎn)擊閱讀原文。若您對(duì)我們的產(chǎn)品有興趣，可發(fā)送您的需求至TDK.Product-CN@tdk.com，或點(diǎn)擊公眾號(hào)菜單欄的“聯(lián)系我們”后選擇在線咨詢。謝謝！