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BrainFlowsIntoVRChat

脑电图数据实时集成VRChat的开源项目

BrainFlowsIntoVRChat是一个开源项目,实现了脑电图(EEG)数据与VRChat的实时集成。项目基于BrainFlow库,支持多种生物传感器,可测量和传输放松度、专注度等脑波指标及心率、呼吸等生理数据。这些数据可用于虚拟形象的动画和表情控制,创造独特的互动体验。项目兼容多种硬件设备,并集成了基于机器学习的脑波意图识别功能。对于研究脑机接口与虚拟现实结合的开发者而言,这是一个实用的开源工具。

BFiVRC: 脑波流入VRChat

这是我的bci-workshop分支的BrainFlow实现,它可以发送你大脑的放松和专注指标,以及基于EEG测量中常用频带的功率值,包括头部左侧、右侧和两侧。当你的硬件支持时,还可以提供心率和呼吸的额外支持。

新功能:增加了使用机器学习从你的脑波中读取动作的逻辑。查看model/intent目录中的README.md以获取更多信息。

为什么选择BrainFlow?

BrainFlow库提供了一个与设备无关的统一API,使得我的工作坊分支的这个实现可以适用于所有支持的生物传感器(包括Muse头带)。无需额外软件!

演示

使用说明

  1. 将此项目下载到一个文件夹,并记住其路径
  2. 安装Python 3.11.5
  3. 在开始菜单搜索cmd打开命令提示符
  4. 在命令提示符中导航到项目路径
    • 示例:cd "C:\Users\<你的用户名>\Documents\GitHub\BrainFlowsIntoVRChat"
  5. 执行此命令安装所需依赖:python -m pip install -r requirements.txt
  6. 查找你设备的名称或板卡ID:板卡ID页面
  7. 打开你的头带
  8. 使用你的设备名称或ID运行main.py脚本。例如,使用Muse 2头带运行的命令是:python .\main.py --board-id muse_2_board

OSC头像参数架构

以下是发送到VRChat的各种头像参数。神经反馈得分范围为-1到1(有符号浮点数),0到1(无符号浮点数),较高和较低的值分别对应较高和较低的放松/专注得分。根据你使用的板卡,可能会提供心率、呼吸和电池信息。每个位置的功率带数值也会发送,范围从0到1,平均值为0.2。

要在VRChat中使用这些参数,将参数名称写为路径。例如,要获取左侧Alpha值,参数名称应为:

  • BFI/PwrBands/Left/Alpha
BFI:
  Info:
    - VersionMajor [整数]
    - VersionMinor [整数]
    - SecondsSinceLastUpdate [浮点数]
    - DeviceConnected [布尔值]
    - BatterySupported [布尔值]
    - BatteryLevel [浮点数]
  NeuroFB:
    - FocusLeft [浮点数]
    - FocusLeftPos [浮点数]
    - FocusRight [浮点数]
    - FocusRightPos [浮点数]
    - FocusAvg [浮点数]
    - FocusAvgPos [浮点数]
    - RelaxLeft [浮点数]
    - RelaxLeftPos [浮点数]
    - RelaxRight [浮点数]
    - RelaxRightPos [浮点数]
    - RelaxAvg [浮点数]
    - RelaxAvgPos [浮点数]
  PwrBands:
    Left:
      - Gamma [浮点数]
      - Beta [浮点数]
      - Alpha [浮点数]
      - Theta [浮点数]
      - Delta [浮点数]
    Right:
      - Gamma [浮点数]
      - Beta [浮点数]
      - Alpha [浮点数]
      - Theta [浮点数]
      - Delta [浮点数]
    Avg:
      - Gamma [浮点数]
      - Beta [浮点数]
      - Alpha [浮点数]
      - Theta [浮点数]
      - Delta [浮点数]
  Addons:
    - Hueshift [浮点数 0-1]
  Biometrics:
    - Supported [布尔值]
    - HeartBeatsPerSecond [浮点数]
    - HeartBeatsPerMinute [整数]
    - OxygenPercent [浮点数]
    - BreathsPerSecond [浮点数]
    - BreathsPerMinute [整数]

弃用

我们建议更新到这个架构。但是,如果你的资产仍在使用旧的参数方案,你可以通过添加--use-old-reporter启动参数来切换到它们。请注意,这将在未来被弃用,并且将正式宣布其终止日期。

从旧参数架构迁移

需要迁移你现有的预制件吗?你可以使用这个表格将现有参数转换为新标准。

旧参数新参数
osc_focus_leftBFI/NeuroFB/FocusLeft
osc_focus_rightBFI/NeuroFB/FocusRight
osc_focus_avgBFI/NeuroFB/FocusAvg
osc_relax_leftBFI/NeuroFB/RelaxLeft
osc_relax_rightBFI/NeuroFB/RelaxRight
osc_relax_avgBFI/NeuroFB/RelaxAvg
osc_heart_bpmBFI/Biometrics/HeartBeatsPerMinute
osc_heart_bpsBFI/Biometrics/HeartBeatsPerSecond
osc_oxygen_percentBFI/Biometrics/OxygenPercent
osc_respiration_bpmBFI/Biometrics/BreathsPerMinute
osc_band_power_left_alphaBFI/PwrBands/Left/Alpha
osc_band_power_left_betaBFI/PwrBands/Left/Beta
osc_band_power_left_thetaBFI/PwrBands/Left/Theta
osc_band_power_left_deltaBFI/PwrBands/Left/Delta
osc_band_power_left_gammaBFI/PwrBands/Left/Gamma
osc_band_power_right_alphaBFI/PwrBands/Right/Alpha
osc_band_power_right_betaBFI/PwrBands/Right/Beta
osc_band_power_right_thetaBFI/PwrBands/Right/Theta
osc_band_power_right_deltaBFI/PwrBands/Right/Delta
osc_band_power_right_gammaBFI/PwrBands/Right/Gamma
osc_band_power_avg_alphaBFI/PwrBands/Avg/Alpha
osc_band_power_avg_betaBFI/PwrBands/Avg/Beta
osc_band_power_avg_thetaBFI/PwrBands/Avg/Theta
osc_band_power_avg_deltaBFI/PwrBands/Avg/Delta
osc_band_power_avg_gammaBFI/PwrBands/Avg/Gamma
osc_battery_lvlBFI/Info/BatteryLevel
osc_is_connectedBFI/Info/DeviceConnected
osc_time_diffBFI/Info/SecondsSinceLastUpdate
HueShiftBFI/Addons/HueShift

参数描述

实用工具

这些实用工具参数提供有关您的设备和BFiVRC的基本信息

参数描述类型
BFI/Info/VersionMajor当前参数模式的主版本号整数
BFI/Info/VersionMinor当前参数模式的次版本号整数
BFI/Info/SecondsSinceLastUpdateBFiVRC数据流的刷新率浮点数
BFI/Info/DeviceConnected您的设备与BFiVRC的连接状态布尔值
BFI/Info/BatterySupported您的设备是否支持向BFiVRC发送电池状态布尔值
BFI/Info/BatteryLevel您设备电池的当前充电状态浮点数

神经反馈

这些参数是基于您当前的精神状态计算得出的,并使用完整的有符号正负浮点数范围。

参数描述类型范围
BFI/NeuroFB/FocusLeft左脑从不专注到专注浮点数[-1.0, 1.0]
BFI/NeuroFB/FocusRight右脑从不专注到专注浮点数[-1.0, 1.0]
BFI/NeuroFB/FocusAvg从不专注到专注浮点数[-1.0, 1.0]
BFI/NeuroFB/RelaxLeft左脑从兴奋到放松浮点数[-1.0, 1.0]
BFI/NeuroFB/RelaxRight右脑从兴奋到放松浮点数[-1.0, 1.0]
BFI/NeuroFB/RelaxAvg从兴奋到放松浮点数[-1.0, 1.0]

这些是相同的神经反馈分数,重新映射到0到1的正范围,以应对可能需要的情况。

参数描述类型范围
BFI/NeuroFB/FocusLeftPos左脑从不专注到专注浮点数[0.0, 1.0]
BFI/NeuroFB/FocusRightPos右脑从不专注到专注浮点数[0.0, 1.0]
BFI/NeuroFB/FocusAvgPos从不专注到专注浮点数[0.0, 1.0]
BFI/NeuroFB/RelaxLeftPos左脑从兴奋到放松浮点数[0.0, 1.0]
BFI/NeuroFB/RelaxRightPos右脑从兴奋到放松浮点数[0.0, 1.0]
BFI/NeuroFB/RelaxAvgPos从兴奋到放松浮点数[0.0, 1.0]

功率频带

这些参数给出了EEG测量中常用频率带的功率值,按位置测量。要了解每个功率带的含义,请在此处阅读更多信息:什么是脑电波

参数描述类型范围
BFI/PwrBands/Left/Alpha左脑Alpha波段浮点数[0.0, 1.0]
BFI/PwrBands/Right/Alpha右脑Alpha波段浮点数[0.0, 1.0]
BFI/PwrBands/Avg/Alpha脑电波Alpha波段浮点数[0.0, 1.0]
BFI/PwrBands/Left/Beta左脑Beta波段浮点数[0.0, 1.0]
BFI/PwrBands/Right/Beta右脑Beta波段浮点数[0.0, 1.0]
BFI/PwrBands/Avg/Beta脑电波Beta波段浮点数[0.0, 1.0]
BFI/PwrBands/Left/Theta左脑Theta波段浮点数[0.0, 1.0]
BFI/PwrBands/Right/Theta右脑Theta波段浮点数[0.0, 1.0]
BFI/PwrBands/Avg/Theta脑电波Theta波段浮点数[0.0, 1.0]
BFI/PwrBands/Left/Delta左脑Delta波段浮点数[0.0, 1.0]
BFI/PwrBands/Right/Delta右脑Delta波段浮点数[0.0, 1.0]
BFI/PwrBands/Avg/Delta脑电Delta频段浮点数[0.0, 1.0]
BFI/PwrBands/Left/Gamma左脑Gamma频段浮点数[0.0, 1.0]
BFI/PwrBands/Right/Gamma右脑Gamma频段浮点数[0.0, 1.0]
BFI/PwrBands/Avg/Gamma脑电Gamma频段浮点数[0.0, 1.0]

附加功能

这些参数是BFiVRC的额外功能

参数描述类型范围
BFI/Addons/HueShift该参数使用放松/专注的组合来驱动材质特效的单一浮点参数浮点数[0.0, 1.0]

生物指标

如果您的硬件支持,这些参数可以读取设备的其他生物指标数据

参数描述类型范围
BFI/Biometrics/Supported您的硬件是否支持心率和呼吸读数布尔值真/假
BFI/Biometrics/HeartBeatsPerSecond每秒计算的心率浮点数[0.0, 无穷大)
BFI/Biometrics/HeartBeatsPerMinute每分钟计算的心率整数[0, 255]
BFI/Biometrics/OxygenPercent血氧百分比浮点数[0.0, 1.0]
BFI/Biometrics/BreathsPerSecond估计每秒呼吸次数浮点数[0.0, 无穷大)
BFI/Biometrics/BreathsPerMinute估计每分钟呼吸次数整数[0, 255]

调试

为了便于调试,添加--debug启动参数。这将使控制台显示所有发送的OSC消息的调试信息,并缩短参数名称,以便在VRChat的OSC调试面板以及其他OSC显示器上可读。

致谢

感谢

故障排除

  • 我的电脑内置蓝牙适配器坏了,想用外接蓝牙适配器。如何将头带连接到外接适配器?

    1. 断开要使用的蓝牙适配器
    2. 在开始菜单搜索"设备管理器"
    3. 找到蓝牙无线电条目,右键点击并禁用
    4. 重新插入新的蓝牙适配器
  • Muse头带能正常连接,但几秒钟后就超时。解决方案:重置头带

    1. 关闭头带电源
    2. 按住电源按钮直到开机。继续按住直到指示灯变化。
    3. 重新连接。
  • 我已经设置好一切并创建了新头像,但它仍然没有反应

    • 原因:VRChat存储了你头像的缓存OSC参数,这些参数在头像更新新参数时不会更新
    • 解决方案:进入C:\Users\<你的用户名>\AppData\LocalLow\VRChat\VRChat\OSC并删除其下所有文件夹,然后重新加载头像
  • 如果Python似乎无法识别,这是Windows 10/11的问题

    • 解决方案:对于步骤5和8,将python替换为py

社区

欢迎加入我们的社区获取额外帮助、讨论BCI技术或了解VRChat中的聚会信息!

许可证

MIT

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