2.2虚拟世界的感知设备45图2-14桌面力觉反馈装置2.3空间位置跟踪定位设备是VR系统中一个关键的传感设备，它的任务是检测位置与方位，并将数据报告给VR系统。需要指出的是，这种空间位置跟踪定位设备对被检测的物体必须是无干扰的，也就是说，不论这种传感器是基于何种原理和应用何种技术，它都不应影响被测物体的运动，即通常所说的“非接触式传感跟踪器”。在VR系统中最常见的应用是跟踪用户的头部位置与方位来确定用户的视点位置与视线方向，而视点位置与视线方向是确定虚拟世界场景显示的关键。现在VR系统中常需要检测头部与手的位置。要检测头与手在三维空间中的位置和方向，一般需要跟踪6个不同的运动方向，即沿x、y、z坐标轴的平行移动和沿x、y、z轴方向的转动。由于这几个运动都是相互正交的，因此共有6个独立变量，即对应于描述三维对象的宽度、高度、深度、俯仰（Pitch）角、转动（Yaw）角和偏转（Roll）角，这些变量合称为6自由度（DOF），用于表征物体在三维空间中的位置与方位。在VR系统中，显示设备或交互设备都有可能配备空间位置跟踪定位设备。如头盔式显示器、数据手套、立体眼镜均要有空间位置跟踪定位设备，没有空间位置跟踪定位设备的VR硬件设备，无论从功能上还是在使用上都是有严重缺陷的、非专业的或无法使用的。同时，不良的空间位置跟踪定位设备会造成被跟踪对象出现在不该出现的位置上，被跟踪对象在真实世界中的坐标与其在虚拟世界中的坐标不同，从而使用户在虚拟世界的体验与其在现实世界中积累多年的经验相违背，同时用户在虚拟环境中会产生一种类似“运动病”的症状，包括头晕、视觉混乱、身体乏力的感觉。VR系统实质上是一个人机交互系统，要求用户在虚拟世界中的体验符合用户在自然界中的固有经验，所以组成VR系统的各个分支技术的性能应该与人类感觉系统的要求相一致，因此对于空间位置跟踪定位设备通常有下列要求：