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虚拟现实技术简介

虚拟现实技术简介
虚拟现实技术简介

虚拟现实技术

虚拟现实(简称VR),又称灵境技术,是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。他综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术,模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能,使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中,并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互,创建了一种适人化的多维信息空间。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性,而且能够突破空间、时间以及其他客观限制,感受到真实世界中无法亲身经历的体验。

VR技术具有超越现实的虚拟性。虚拟现实系统的核心设备仍然是计算机。它的一个主要功能是生成虚拟境界的图形,故此又称为图形工作站。目前在此领域应用最广泛的是SGI、SUN等生产厂商生产的专用工作站,但近来基于Intel奔腾Ⅲ(Ⅳ代)代芯片的和图形加速卡的微机图形工作站性能价格比优异,有可能异军突起。图像显示设备是用于产生立体视觉效果的关键外设,目前常见的产品包括光阀眼镜、三维投影仪和头盔显示器等。其中高档的头盔显示器在屏蔽现实世界的同时,提供高分辨率、大视场角的虚拟场景,并带有立体声耳机,可以使人产生强烈的浸没感。其他外设主要用于实现与虚拟现实的交互功能,包括数据手套、三维鼠标、运动跟踪器、力反馈装置、语音识别与合成系统等等。虚拟现实技术的应用前景十分广阔。它始于军事和航空航天领域的需求,但近年来,虚拟现实技术的应用已大步走进工业、建筑设计、教育培训、文化娱乐等方面。它正在改变着我们的生活。

虚拟与现实两词具有相互矛盾的含义,把这两个词放在一起,似乎没有意义,但是科学技术的发展却赋予了它新的含义。虚拟现实的明确定义不太好说,按最早提出虚拟现实概念的学者https://www.doczj.com/doc/a414968675.html,niar的说法,虚拟现实,又称假想现实,意味着“用电子计算机合成的人工世界”。从此可以清楚地看到,这个领域与计算机有着不可分离的密切关系,信息科学是合成虚拟现实的基本前提。生成虚拟现实需要解决以下三个主要问题:

①以假乱真的存在技术。即,怎样合成对观察者的感官器官来说与实际存在相一致的输入信息,也就是如何可以产生与现实环境一样的视觉,触觉,嗅觉等。

②相互作用。观察者怎样积极和能动地操作虚拟现实,以实现不同的视点景象和更高层次的感觉信息。实际上也就是怎么可以看得更像,听得更真等等。

③自律性现实。感觉者如何在不意识到自己动作、行为的条件下得到栩栩如生的现实感。在这里,观察者、传感器、计算机仿真系统与显示系统构成了一个相互作用的闭环流程。

虚拟现实是多种技术的综合,其关键技术和研究内容包括以下几个方面:

1、环境建模技术

即虚拟环境的建立,目的是获取实际三维环境的三维数据,并根据应用的需要,利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。

2、立体声合成和立体显示技术

在虚拟现实系统中消除声音的方向与用户头部运动的相关性,同时在复杂的场景中实时生成立体图形。

3、触觉反馈技术

在虚拟现实系统中让用户能够直接操作虚拟物体并感觉到虚拟物体的反作用力,从而产生身临其境的感觉。

4、交互技术

虚拟现实中的人机交互远远超出了键盘和鼠标的传统模式,利用数字头盔、数字手套等复杂的传感器设备,三维交互技术与语音识别、语音输入技术成为重要的人机交互手段。

5、系统集成技术

由于虚拟现实系统中包括大量的感知信息和模型,因此系统的集成技术为重中之重:包括信息同步技术、模型标定技术、数据转换技术、识别和合成技术等等。

虚拟现实是在计算机中构造出一个形象逼真的模型。人与该模型可以进行交互,并产生与真实世界中相同的反馈信息,使人们获得和真实世界中一样的感受。当人们需要构造当前不存在的环境(合理虚拟现实)、人类不可能达到的环境(夸张虚拟现实)或构造纯粹虚构的环境(虚幻虚拟现实)以取代需要耗资巨大的真实环境时,就可以利用虚拟现实技术。

为了实现和在真实世界中一样的感觉,就需要有能实现各种感觉的技术。人在真实世界中是通过眼睛、耳朵、手指、鼻子等器官来实现视觉、触觉(力觉)、嗅觉等功能的。人们通过视觉观看到色彩斑斓的外部环境,通过听觉感知丰富多彩的音响世界,通过触觉了解物体的形状和特性,通过嗅觉知道周围的气味。总之,通过各种各样的感觉,使我们能够同客观真实世界交互(交流),使我们浸沉于和真实世界一样的环境中。

在这里,实现听觉最为容易;实现视觉是最基本的也是必不可少的和最常用的;实现触觉只有在某些情况下需要,现在正在完善;实现嗅觉还刚刚开始。人从外界获得的信息,有80%—90%来自视觉。因此在虚拟环境中,实现和真实环境中一样的视觉感受,对于获得逼真感、浸沉感至为重要。

在虚拟现实中和通常图像显示不同的是,要求显示的图像要随观察者眼睛位置的变化而变化。此外,要求能快速生成图像以获和实时感。例如,制作动画时不要求实时,为了保证质量每幅画面需要多长时间生成不受限制。而虚拟现实时生成的画面通常为30帧/秒。有了这样的图像生成能力,再配以适当的音响效果,就可以使人有身临其境的感受。

能够提供视觉和听觉效果的虚拟现实系统,已被用于各种各样的仿真系统中。城市规划中,这样的系统正发挥着巨大作用。例如,许多城市都有自己的近期、中期和远景规划。在规划中需要考虑各个建筑同周围环境是否和谐相容,新建筑是否同周围的原有的建筑协调,以免造成建筑物建成后,才发现它破坏了城市原有风格和合理布局。

这样的仿真系统还可用以保护文物、重现古建筑。把珍贵的文物用虚拟现实技术展现出来供人参观,有利于保护真实的古文物。山东曲阜的孔子博物院就是这么做的。它把大成殿也制成模型,观众通过计算机便可浏览到大成殿几十根镂空雕刻的盘龙大石柱,还可以绕到大成殿后面游览。

用虚拟现实技术建立起来的水库和江河湖泊仿真系统,更能使人一览无遗。例如建立起三峡水库模型后,便可在水库建成之前,直观地看到建成后的壮观景象。蓄水后将最先淹没哪些村庄和农田,哪些文物将被淹没,这样能主动及时解决问题。如果建立了某地区防汛仿真系统,就可以模拟水位到达警戒线时哪些堤段会出现险情,万一发生决口将淹没哪些地区。这对制定应急预案有莫大的帮助。

虚拟现实的广泛用途,把计算机应用提高到一个崭新的水平,其作用和意义显而易见。此外,还可从更高的层次上来看待其作用和意义。一是在观念上,从“以计算机为主体”变成“以人为主体”。二是在哲学上使人进一步认识“虚”和“实”之间的关系。

过去的人机界面(人同计算机的交流)要求人去适应计算机,而使用虚拟现实技术后,人可以不必意识到自己在同计算机打交道,而可以像在日常环境中处理事情一样同计算机交流。这就把人从操作计算机的复杂工作中解放出来。在信息技术日益复杂、用途日益广泛的今天,这充分发挥信息技术的潜力具有重大的意义。

虚和实的关系是一个古老的哲学命题。我们是处于真实的客观世界中,还是只处于自己感觉世界中,一直是唯物论和唯心论争论的焦点。以视觉为例,我们所看到的一切,不过是视网膜上的影像。过去,视网膜上的影像都是真实世界的反映,因此客观的真实世界同主观的感觉世界是一致的。现在,虚拟现实导致了二重性,虚拟现实的景物对人感官来说是实实在在的存在,但它又的的确确是虚构的东西。可是,按照虚构东西行事,往往又会得出正确的结果。因此就引发了哲学上要重新认识“虚”和“实”之间关系的课题。

早在20世纪70年代便开始将虚拟现实用于培训宇航员。由于这是一种省钱、安全、有效的培训方法,现在已被推广到各行各业的培训中。目前,虚拟现实已被推广到不同领域中,得到广泛应用。

在科技开发上,虚拟现实可缩短开发周期,减少费用。例如克莱斯勒公司1998年初便利用虚拟现实技术,在设计某两种新型车上取得突破,首次使设计的新车直接从计算机屏幕投入生产线,也就是说完全省略了中间的试生产。由于利用了卓越的虚拟现实技术,使克莱斯勒避免了1500项设计差错,节约了8个月的开发时间和8 000万美元费用。利用虚拟现实技术还可以进行汽车冲撞试验,不必使用真的汽车便可显示出不同条件下的冲撞后果。

在虚拟现实技术已经和理论分析、科学实验一起,成为人类探索客观世界规律的三大手段。用它来设计新材料,可以预先了解改变成分对材料性能的影响。在材料还没有制造出来之前便知道用这种材料制造出来的零件在不同受力情况下是如何损坏的。

商业上,虚拟现实常被用于推销。例如建筑工程投标时,把设计的方案用虚拟现实技术表现出来,便可把业主带入未来的建筑物里参观,如门的高度、窗户朝向、采

光多少、屋内装饰等,都可以感同身受。它同样可用于旅游景点以及功能众多、用途多样的商品推销。因为用虚拟现实技术展现这类商品的魅力,比单用文字或图片宣传更加有吸引力。

医疗上,虚拟现实应用大致上有两类。一是虚拟人体,也就是数字化人体,这样的人体模型医生更容易了解人体的构造和功能。另一是虚拟手术系统,可用于指导手术的进行。

军事上,利用虚拟现实技术模拟战争过程已成为最先进的多快好省的研究战争、培训指挥员的方法。也是由于虚拟现实技术达到很高水平,所以尽管不进行核试验,也能不断改进核武器。战争实验室在检验预定方案用于实战方面也能起巨大作用。1 991年海湾战争开始前,美军便把海湾地区各种自然环境和伊拉克军队的各种数据输入计算机内,进行各种作战方案模拟后才定下初步作战方案。后来实际作战的发展和模拟实验结果相当一致。

娱乐上,应用是虚拟现实最广阔的用途。英国出售的一种滑雪模拟器。使用者身穿滑雪服、脚踩滑雪板、手拄滑雪棍、头上载着头盔显示器,手脚上都装着传感器。虽然在斗室里,只要做着各种各样的滑雪动作,便可通过头盔式显示器,看到堆满皑皑白雪的高山、峡谷、悬崖陡壁,一一从身边掠过,其情景就和在滑雪场里进行真的滑雪所感觉的一样。

现在,虚拟现实技术不仅创造出虚拟场景,而且还创造出虚拟主持人、虚拟歌星、虚拟演员。日本电视台推出的歌星DiKi,不仅歌声迷人而且风采翩翩,引得无数歌迷纷纷倾倒,许多追星族欲亲睹其芳容,迫使电视台只好说明她不过是虚拟的歌星。美国迪斯尼公司还准备推出虚拟演员。这将使“演员”艺术青春常在、活力永存。明星片酬走向天价是导致使用虚拟演员的另一个原因。虚拟演员成为电影主角后,电影将成为软件产业的一个分支。各软件公司将开发数不胜数的虚拟演员软件供人选购。固然,在幽默和人情味上,虚拟演员在很长一段时间内甚至永远都无法同真演员相比,但它的确能成为优秀演员。不久前由计算机拍成的游戏节目《古墓丽影》片中的女主角入选全球知名人物,预示着虚拟演员时代即将来临。

虚拟现实技术已经和理论分析、科学实验一起,成为人类探索客观世界规律三大手段。

虚拟现实技术简介

虚拟现实简介及行业发展前景 一、虚拟现实简介 虚拟现实(Virtual Reality,简称VR,又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术,也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身历其境一般,可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物 百科内容: VR是一项综合集成技术,涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域,它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉,使人作为参与者通过适当装置,自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。使用者进行位置移动时,电脑可以立即进行复杂的运算,将精确的3D世界影像传回产生临场感。该技术集成了计算机图形(CG)技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果,是一种由计算机技术辅助生成的高技术

模拟系统。 概括地说,虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式,与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比,虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。 虚拟现实中的“现实”是泛指在物理意义上或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境,它可以是实际上可实现的,也可以是实际上难以实现的或根本无法实现的。而“虚拟”是指用计算机生成的意思。因此,虚拟现实是指用计算机生成的一种特殊环境,人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中,并操作、控制环境,实现特殊的目的,即人是这种环境的主宰。 二、虚拟现实分类 行业概况: 北京傲唯刃道科技有限公司甘健先生认为:供求关系是一个行业能否快速发展的前提。目前来看,市场需求是很大的,而供应方面却略显不足,尤其是拥有核心知识产权,专利产品及服务质量过硬的企业并不多,行业整体缺乏品牌效应。在需求旺盛的阶段,行业需求巨大,

虚拟现实系统简介

《虚拟现实》 教学目的和要求: 1、了解虚拟现实的概念; 2、了解虚拟现实的组成及国内 和同外虚拟现实研究的现状。 教学重点: 1、虚拟现实定义; 2、虚拟现实的组成; 3、虚拟现实的应用研究现状; 4、虚拟现实的应用前景。 1.前言 人类有许多梦想,一些梦想已经变为现实,而有一些梦想也许永远都 不可能实现。然而,有一种技术却能使一切梦想全部在感知中实现,这就 是虚拟现实技术 虚拟现实技术(Virtual Reality,简称VR)。 虚拟现实是在计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒 体技术以及传感技术的基础上发展起来的交叉学科,由于它生成的视觉环 境是立体的、音效是立体的,人机交互是和谐友好的,因此虚拟现实技术 将一改人与计算机之间枯燥、生硬和被动的现状,即计算机创造的环境将 人们陶醉在流连忘返的工作环境之中。 虚拟现实(VR)技术是20世纪90年代以来兴起的一种新型信息技术, 它集多媒体、网络技术、传感技术等多种先进技术为一体, 是当今前景最好的计算机技术之一。 虚拟现实 虚拟环境 虚拟房间 虚拟汽车 虚拟人 虚拟现实技术的发展 1965年,Sutherland在篇名为《终极的显示》(The Ultimate Display)的 论文中首次提出了包括具有交互图形显示、力反馈设备以及声音提示的虚拟 现实系统的基本思想,从此,人们正式开始了对虚拟现 实系统的研究探索历程。 1970年,出现了第一个功能较齐全的HMD系统。基于从60年代以来所 取得的一系列成就,美国的Jaron Lanier 在80年代初正式提出了“Virtual Reality”一词。 80年代,美国宇航局(NASA)及美国国防部组织了一系列有关虚拟现实 技术的研究,并取得了令人瞩目的研究成果,从而引起了人们对虚拟现实技 术的广泛关注。1984年,NASA Ames研究中心虚拟行星探测实验室组织开 发了用于火星探测的虚拟环境视觉显示器,将火星探测器发回的数据输入计 算机,为地面研究人员构造了火星表面的三维虚拟环境。 虚拟现实技术的发展 90年代,迅速发展的计算机硬件技术与不断改进的计算机 软件系统相匹配,使得基于大型数据集合的声音和图象的实时 动画制作成为可能;人机交互系统的设计不断创新,新颖、实 用的输入输出设备不断地进入市场。而这些都为虚拟现实系统 的发展打下了良好的基础。 例如1993年的11月,宇航员利用虚拟现实系统成功地完成 了从航天飞机的运输舱内取出新的望远镜面板的工作,而用虚 拟现实技术设计波音777获得成功,是近年来引起科技界瞩目 的又一件工作。

虚拟现实技术-综述

浅谈虚拟现实技术在规划领域中的应用 作者:Why 摘要:随着信息时代的到来,越来越多的高新技术应用到社会的各个领域中来,而作为信息技术发展的首要驱动力的“虚拟现实”技术也越来越多地应用到规划领域中来。本文着重论述了虚拟现实技术在城市规划中的应用范围、应用的意义及其为我们带来的便利。 关键词:虚拟现实、范围、发展、迫切性、城市规划 虚拟现实(Virtual Reality,简称VR),又称灵境技术,是90年代为科学界和工程界所关注的技术。它的兴起,为人机交互界面的发展开创了新的研究领域;为智能工程的应用提供了新的界面工具;为各类工程的大规模的数据可视化提供了新的描述方法。它是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境,具体的说,就是采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境,用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互使用、相互影响,从而产正亲临其境的真实环境的感受和体验。这种技术的应用,改进了人们利用计算机进行多工程数据处理的方式,尤其在需要对大量抽象数据进行处理时;同时,它在许多不同领域的应用,可以带来巨大的经济效益。 1、虚拟现实技术的发展概述 1965年,Sutherland在篇名为《终极的显示》的论文中首次提出了包括具有交互图形显示、力反馈设备以及声音提示的虚拟现实系统的基本思想,从此,人们正式开始了对虚拟现实系统的研究探索历程。 随后的1966年,美国MIT的林肯实验室正式开始了头盔式显示器的研制工作。在这第一个HMD的样机完成不久,研制者又把能模拟力量和触觉的力反馈装置加入到这个系统中。1970年,出现了第一个功能较齐全的HMD系统。基于从60年代以来所取得的一系列成就,美国的JaronLanier在80年代初正式提出了“VirtualReality”一词。 80年代,美国宇航局(NASA)及美国国防部组织了一系列有关虚拟现实技术的研究,并取得了令人瞩目的研究成果,从而引起了人们对虚拟现实技术的广泛关注。1984年,NASAAmes研究中心虚拟行星探测实验室的M.McGreevy和J.Humphries博士组织开发了用于火星探测的虚拟环境视觉显示器,将火星探测器发回的数据输入计算机,为地面研究人员构造了火星表面的三维虚拟环境。在随后的虚拟交互环境工作站(VIEW)项目中,他们又开发了通用多传感个人仿真器和遥现设备。 进入90年代,迅速发展的计算机硬件技术与不断改进的计算机软件系统相匹配,使得基于大型数据集合的声音和图象的实时动画制作成为可能;人机交互系统的设计不断创新,新颖、实用的输入输出设备不断地进入市常而这些都为虚拟现实系统的发展打下了良好的基矗例如1993年的11月,宇航员利用虚拟现实系统成功地完成了从航天飞机的运输舱内取出新的望远镜面板的工作,而用虚拟现实技术设计波音777获得成功,是近年来引起科技界瞩目的又一件工作。可以看出,正是因为虚拟现实系统极其广泛的应用领域,如娱乐、军事、航天、设计、生产制造、信息管理、商贸、建筑、医疗保险、危险及恶劣环境下的遥操作、教育与培训、信息可视化以及远程通讯等,人们对迅速发展中的虚拟现实系统的广阔应用前景充满了憧憬与兴趣。 2、虚拟现实在规划领域的应用范围 虚拟现实在规划信息存储和查询系统中的应用 例如土质数据库系统,地域信息系统,地理信息系统,城市政策信息系统等。这一类系

虚拟现实技术简介

虚拟现实简介及行业发展前景 、虚拟现实简介 虚拟现实(Virtual Reality,简称VR,又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术,也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模 拟产生一个三维空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身历其境一般,可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物 百科内容: VR是一项综合集成技术,涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域,它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉,使人作为参与者通过适当装置,自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。使用者进行位置移动时,电脑可以立即进行复杂的运算,将精确的3D 世界影像传回产生临场感。该技术集成了计算机图形(CG)技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果,是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。 概括地说,虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式,与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比,虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。 虚拟现实中的现实”是泛指在物理意义上或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境,它可以是实际上可实现的,也可以是实际上难以实现的或根本无法实现的。而虚拟”是指用计算机生成的意思。因此,虚拟现实是指用计算机生成的一种特殊环境,人可以通过使用各种特殊装置将自己投射”到这个环境中,并操作、控制环境,实现特殊的目的,即人是这种环境的主宰。

AR VR Ipad

三、空间信息可视化的形式 地图是空间信息可视化的最主要的形式,也是最古老的形式。在计算机上,将空间信息用图形和文本表示,是在计算机图形学出现的同时也就出现了。这是空间信息可视化的较为简单而常用的形式,可以说是一维形式,多媒体技术的产生和发展,使空间信息可视化进入一个崭新的时期。可视化的形式也五彩缤纷,呈现多维化的局面,并正在发展,现把空间信息可视化主要形式介绍于下: 1、地图:它有两种形式:纸质或其它介质地图及屏幕上的电子地图。由于计算机技术的发展,这两种形式仅是计算机上数字地图的硬、 软拷贝的差别。硬拷贝的是纸质地图,软拷贝--屏幕上的电子地图比前者具有更多的优点:其制作灵活,形式极其多样,修改制作方便,周期短,色彩丰富,动态性强,查询方便、快捷。从而使人们能从不同的高度、不同的方式、不同的角度和不同的详细程度来观察空间客体信息; 2、多媒体地学信息:综合、形象地表现空间信息的使用文本、表格、声音、图像、图形、动画、音频、视频各种形式逻辑地联接并集成为一个整体概念,是空间信息可视化的重要形式。各种多媒体形式能够形象、真实地表示空间信息某些特定方面,作为全面地表示空间信息的不可缺少的手段。 3、三维仿真地图三维仿真地图是基于三维仿真和计算机三维真实图形技术而产生的三维地图,经具有仿真的形状、光照、纹理……,也可以进行各种三维的量测和分析。 4、虚拟现实虚拟现实是空间信息可视化进一步研究和发展的新

虚拟现实技术的应用研究

虚拟现实技术的应用研究 来源:毕业论文网 摘要:随着计算机技术的迅猛发展,虚拟现实技术的应用日趋广泛和深入。基于此,本文 将深入浅出地对虚拟现实技术的定义、应用领域、未来的发展前景和存在的问题进行介绍,重点阐述虚拟现实技术的应用领域以及相关研究,以期使读者对于虚拟现实有一个相对明 晰的认知。本文内容介绍:在第2部分会对虚拟现实技术进行简单介绍;第3部分将部分应用虚拟现实技术的领域进行介绍;第4部分描述虚拟现实技术研究现状和前景;在第5部分 对全文进行总结。 关键词:虚拟现实技术研究现状虚拟现实应用虚拟现实发展前景 一、引言 虚拟现实对于很多人来讲还是一个比较新的词汇,也可能你听说过,但并不了解,只 是认为佩戴显示设备,观看虚拟出来的内容,有身临其境之感,以为这就是虚拟现实技术。不尽然,那虚拟现实技术究竟指什么呢?本文将为读者解决这个困惑。 二、虚拟现实技术简介 2.1什么是虚拟现实技术 虚拟现实技术即虚拟现实。虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)是近年来出现的高 新技术。从本质上来说,虚拟现实是一种先进的计算机用户接口,它通过给用户同时提供视、听、触等各种直观而又自然的实时感知交互手段,因此具有多感知性、存在感、交互性、自主性等重要特征。虚拟现实技术并不是一项单一的技术,而是多种技术综合后产生的,其核心的关键技术主要有动态环境建模技术、立体显示和传感器技术、系统开发工具 应用技术、实时三维图形生成技术、系统集成技术等五大项。 2.2虚拟现实技术特征 虚拟现实技术主要有四个特征:(1)沉浸性:主要是指让计算机产生一种虚拟的环境,让参与到其中的人有一种和现实世界一样的感觉,就如身临其境一般。(2)交互性:主要是指用户对计算机模拟出的虚拟环境中的物体具有可操作性和从虚拟环境中的物体上得到的 反馈。(3)想象力:主要是指虚拟现实技术它具有很广阔的想象空间,不仅可以模拟出现实存在的世界,而且还可以模拟出不存在的环境。(4)多感知性:主要是指这项技术不仅能够让我们感受到视觉和听觉这两种一般计算机就可以给我们提供的感觉外,还可以给我们提 供触觉、味觉等一般计算机难以模拟出的感觉。 三、虚拟现实技术的应用领域 虚拟现实技术在很多领域内均有比较理想的应用,如教育与培训、娱乐与艺术、医学、军事、商业等领域,下面我们将就其中几个比较典型的应用领域展开叙述。 3.1教育与培训

虚拟现实技术简介

虚拟现实技术 虚拟现实(简称VR),又称灵境技术,是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。他综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术,模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能,使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中,并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互,创建了一种适人化的多维信息空间。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性,而且能够突破空间、时间以及其他客观限制,感受到真实世界中无法亲身经历的体验。 VR技术具有超越现实的虚拟性。虚拟现实系统的核心设备仍然是计算机。它的一个主要功能是生成虚拟境界的图形,故此又称为图形工作站。目前在此领域应用最广泛的是SGI、SUN等生产厂商生产的专用工作站,但近来基于Intel奔腾Ⅲ(Ⅳ代)代芯片的和图形加速卡的微机图形工作站性能价格比优异,有可能异军突起。图像显示设备是用于产生立体视觉效果的关键外设,目前常见的产品包括光阀眼镜、三维投影仪和头盔显示器等。其中高档的头盔显示器在屏蔽现实世界的同时,提供高分辨率、大视场角的虚拟场景,并带有立体声耳机,可以使人产生强烈的浸没感。其他外设主要用于实现与虚拟现实的交互功能,包括数据手套、三维鼠标、运动跟踪器、力反馈装置、语音识别与合成系统等等。虚拟现实技术的应用前景十分广阔。它始于军事和航空航天领域的需求,但近年来,虚拟现实技术的应用已大步走进工业、建筑设计、教育培训、文化娱乐等方面。它正在改变着我们的生活。 虚拟与现实两词具有相互矛盾的含义,把这两个词放在一起,似乎没有意义,但是科学技术的发展却赋予了它新的含义。虚拟现实的明确定义不太好说,按最早提出虚拟现实概念的学者https://www.doczj.com/doc/a414968675.html,niar的说法,虚拟现实,又称假想现实,意味着“用电子计算机合成的人工世界”。从此可以清楚地看到,这个领域与计算机有着不可分离的密切关系,信息科学是合成虚拟现实的基本前提。生成虚拟现实需要解决以下三个主要问题: ①以假乱真的存在技术。即,怎样合成对观察者的感官器官来说与实际存在相一致的输入信息,也就是如何可以产生与现实环境一样的视觉,触觉,嗅觉等。 ②相互作用。观察者怎样积极和能动地操作虚拟现实,以实现不同的视点景象和更高层次的感觉信息。实际上也就是怎么可以看得更像,听得更真等等。 ③自律性现实。感觉者如何在不意识到自己动作、行为的条件下得到栩栩如生的现实感。在这里,观察者、传感器、计算机仿真系统与显示系统构成了一个相互作用的闭环流程。 虚拟现实是多种技术的综合,其关键技术和研究内容包括以下几个方面: 1、环境建模技术 即虚拟环境的建立,目的是获取实际三维环境的三维数据,并根据应用的需要,利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。 2、立体声合成和立体显示技术

虚拟现实技术软件VRP简介

虚拟现实技术软件(VRP)简介 什么事虚拟现实技术 虚拟现实技术(简称VR),又称灵境技术,是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。它综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术,模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能,使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中,并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互,创建了一种适人化的多维信息空间,具有广阔的应用前景。 虚拟现实技术的实现靠什么?当然是虚拟现实软件。虚拟现实软件品类有很多,但一直以来,VRP虚拟现实软件凭借其强大的功能,在市场上占据主导地位。也是在虚拟现实行业应用最为广泛的一款软件。 VRP是什么 VRP(VR-Platform,简称VRP)VRP三维互动仿真平台是由中视典数字科技(https://www.doczj.com/doc/a414968675.html,)独立开发的具有完全自主知识产权的一款三维虚拟现实平台软件。可广泛的应用于工业仿真、古迹复原、桥梁道路设计、视景仿真、城市规划、室内设计、军事模拟等行业。该软件适用性强、操作简单、功能强大、高度可视化、所见即所得,它的出现将给正在发展的VR产业注入新的活力。 VRP的目标 低成本、高性能,让VR从高端走向低端,从神坛走向平民。让每一个CG人都能够从VR中发掘出计算机三维艺术的新乐趣。 VRP产品体系 (1)VRPIE-3D互联网平台 软件用途:将VRP-BUILDER的编辑成果发布到互联网,并且可让客户通过互联网进行对三维场景的浏览与互动 客户群:直接面向所有互联网用户 (2)VRP-BUILDER 虚拟现实编辑器 软件用途:三维场景的模型导入、后期编辑、交互制作、特效制作、界面设计、打包发布的工具 客户群:主要面向三维内容制作公司 (3)VRP-PHYSICS 物理系统 软件用途:可逼真的模拟各种物理学运动,实现如碰撞、重力、摩擦、阻尼、陀螺、粒子等自然现象,在算法过程中严格符合牛顿定律、动量守恒、动能守恒等物理原理

虚拟现实文献综述

《VRML虚拟现实技术在数字校园系统中应用研究》文献综述 摘要:教育部在一系列相关的文件中,多次涉及到了数字校园,阐明了数字校园的地位和作用。虚拟数字校园模拟真实世界,提供了一个生动的校园空间。将虚拟现实技术应用在数字校园系统的开发,有助于大学自身的宣传和信息的高度集中、配置和互动。它在数字校园的应用,可以大大提高校园展示效果,也能够体现校园个性方面的优势,对校园今后的推广及展示带来非常大的帮助 关键词:虚拟现实;数字校园;基本概况 前言 教育部在一系列相关的文件中,多次涉及到了虚拟校园,阐明了虚拟校园的地位和作用。建设虚拟三维数字校园可以比较直观的了解校园的各个区域,在这个三维的校园里,空间次序的视觉理解和感知变得非常容易,使浏览者对校园环境产生身临其境的感觉[1],其中的教学楼、实验楼、图书馆、宿舍楼、食堂、道路及绿化地带和种植的植物,都栩栩如生的呈现在我们的眼前,三维虚拟校园模拟真实世界,提供了一个生动的校园空间。三维虚拟校园可直接嵌入到大学的网站,直接通过网络浏览器察看,其丰富的、人性化的信息查询等功能,有效提高大学的美誉度,有助于大学自身的宣传和信息的高度集中、配置和互动。三维虚拟校园的直观特性,可以优化领导管理,对于校园信息管理、校园规划、建设等能够全局掌控。 一、虚拟现实技术的发展状况的研究 虚拟现实(Virtual Reality)技术是20世纪90年代初崛起的一种实用技术,它由计算机硬件、软件以及各种传感器构成三维信息的虚拟环境,可以真实地模拟现实中能实现的物理上的、功能上的事物和环境[2]。在虚拟现实环境中可以直接与虚拟现实场景中的事物交互,产生身临其境的感受,从而使人在虚拟空间中得到与自然世界同样的感受。该技术的兴起,为科学及工程领域大规模的数据及信息提供了新的描述方法。虚拟现实技术大量应用于建筑设计及其相关领域,该技术提供了“虚拟建筑”这种新型的设计、研究及交流的工具手段[3]。 在虚拟现实的发展过程中总结出虚拟现实系统应具有以下四个特征:(1)多感知性。指除一般计算机所具有的视觉感知外,还有听觉感知、触觉感知、运动感知、甚至还包括味觉、嗅觉、感知等。理想的虚拟现实应该具有一切人所具有的感知功能。(2)存在感。指用户感动作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该达到使用户难辨真假的程度。(3)交互性。指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度。(4)自主性。指虚拟环境中物体依据现实世界物理运动定律动作的程度[4]。 虚拟现实技术自诞生以来,其应用一直受到科学界、工程界的重视,并不断取得进展,虚拟现实蕴藏的技术内涵与艺术魅力不断地激发着人们丰富的想象思维和创造的热情。从本质上讲,虚拟现实技术就是一种先进的人机交互技术[5],其追求的技术目标就是尽量使用户与电脑虚拟环境进行自然式的交互。因此,虚拟现实技术为我们架起了一座人与数字世界沟通的桥梁。 二、虚拟现实技术在数字校园系统的应用解析 目前,数字校园存在有2个定义,并分别带来不同的研究与实践。一种定义是从信息、网络和媒体技术发展角度,数字校园被理解为一个以计算机和网络为平台的、远程教学为主的信息主体;另一个事从因特网、虚拟现实技术、网络虚

虚拟现实简介

虚拟现实技术简介 虚拟现实(VR-Virtual Reality),也称虚拟实境或灵境,是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统,它利用计算机技术生成一个逼真的、具有视、听、触等多种感知的虚拟环境,用户即可以简单的通过网页浏览、应用程序查看时键盘和鼠标的操作甚至通过使用各种交互设备,同虚拟环境中的实体相互作用,使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真和信息交流,是一种先进的数字化人机接口技术。 与传统的模拟技术相比,虚拟现实技术的主要特征是:操作者能够看到三维实体、逼近真实的场景,结合环幕等硬件设备可以使操作者真正进入一个由计算机生成的交互式三维虚拟现实环境中,与之产生互动,进行交流。通过参与者与虚拟仿真环境中对象的相互作用,并借助人本身对所接触事物的感知和认知能力,帮助启发参与者的思维,以全方位地获取虚拟环境所蕴涵的各种空间信息和逻辑信息。这是符合人类认知过程一种计算机技术。 沉浸/临场感和实时交互性是虚拟现实的实质性特征,对时空环境的现实构想(即启发思维,获取信息的过程)是虚拟现实的最终目的。虚拟现实技术的先进特性使得该项技术应用于各行各业的模拟仿真研究中,并切实有效地指导了生产实践。自从虚拟现实技术诞生以来,它已经在军事模拟、先进制造、城市规划/地理信息系统、医学生物等领域中发挥了巨大的经济、军事和社会效益。预言家们预言虚拟现实技术在不远的将来虚拟现实技术就会象当年地计算机一样应用于社会生产实践的各个领域,它与网络、多媒体将并称为21世纪最具应用前景的三大技术。 目前已经众多国内外的公司退出了自己的虚拟现实技术解决方案,包括软件的解决方案和硬件的解决方案,更多的是软硬件结合的解决方案。好的软件也需要好的硬件来配合实现身临其境的效果,因此这是一个系统工程,技术门槛不高,但实际应用难度大。

虚拟现实概述

虚拟现实概述. 一、虚拟现实技术概述 自从计算机发明以来,计算机一直是传统信息

处理环境的主体,它只具有在数字化的单维信息空间中处理问题的能力。而事实上,人类是依靠自己的感知和认知能力全方位的获取知识,是在多维化的信息空间中认识问题。这样就产生了人类认识问题的认识空间与计算机处理问题的信息空间不一致的矛盾,人类被排斥在计算机为主体的信息处理环境之外,而且较难以直接理解信息处理工具的处理结果,更难以把人类的感知能力和认知经验与计算机信息处理环境直接联系

起来。因此,人们迫切需要突破现有的数字计算机只能处理单纯数字信息的限制,建立一个能包容图像、声音、化学气味等多种信息源的信息空间,人们不但可以从外部观察信息处理的结果,而且能通过视觉、听觉、嗅觉、口令、手势等多种形式参与到信息处理环境中去,这种信息处理环境被称为虚拟环境。虚拟环境是由计算机生成的,通过视、听、触觉等作用于用户,使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真。 虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的. 计算机系统(其中虚拟世界是全体虚拟环境的总称)。通过虚拟现实系统所建立的信息空间,已不再是单纯的数字信息空间,而是一个包容多种

信息的多维化的信息空间(Cyberspace),人类的感性认识和理性认识能力都能在这个多维化的信息空间中得到充分的发挥。 要创建一个能让参与者具有身临其境感,具有完善地交互作用能力的虚拟现实系统,在硬件方面,需要高性能的计算机软硬件和各类先进的传感器;软件方面,主要是需要提供一个能产生虚拟环境的工具集。

国内外虚拟现实技术的研究状况二、国外虚拟现实技术的研究2.1 、美国的研究状况1()研究范围和水美国是从事虚拟现实研究最早、. 平最高、相关研究对国家发展贡献最大的国家,从事虚拟现实的大学包括MIT、Stanford 大学、华盛顿大学、UniversityofIllinoisatChicago、

虚拟现实技术介绍

虚拟现实技术介绍 虚拟现实(VR-----Virtual Reality),也称灵境,是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机技术,它汇集了计算机图形学、多媒体技术、人工智能、人机接口技术、传感器技术、高度并行的实时计算技术和人的行为学研究等多项关键技术。它利用计算机技术生成一个逼真的、具有视、听、触等多种感知的虚拟环境,用户通过使用各种交互设备,同虚拟环境中的实体相互作用,使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真和信息交流。 虚拟现实的主要特征是:多感知性(Multi-Sensory)、浸没感(Immersion)、交互性(Interactivity)、构想性(Imagination)。虚拟现实系统具有融合海量信息、逼真再现实景、表现形式新颖直观、传播范围遍及全球、异地浏览方便快捷、内容更新快速简单、互动参与趣味多多等独特优势和特征。 本公司采用空间信息技术和虚拟现实技术开发的系统具有如下功能特点: (1)、支持虚拟漫游,临场体验 实现场景虚拟漫游,用户可以自由的漫步其间,可以快速到达想去的地方,这一切都由用户亲手控制。本系统可以通过键盘、鼠标或操纵杆实现前、后、左、右、上、下方向的位移,同时可以实现左转、右转、仰视、俯视等功能。用户观看不受限制时间、空间的限制,能根据他们的意志探索整个环境,选择他们自己想体验的东西。

(2)、支持建筑或设备的信息查询及定位功能 我们将在系统中建立建筑或设备的信息数据库,通过输入建筑或设备名称,可快速定位到相应的区域或者对象上,同时可以迅速获得相关的数据信息,包括文字介绍、图像、视频、动画、背景音乐以及配音解说等等。 (3)、支持多媒体资源超链接 可以将与该建筑或设备相关的视频、音频、实景图片、动画、电子文档等多媒体资源整合在该系统中,采用超链接形式,只需用鼠标轻轻一点,即可调出所需资料。 (4)、支持导航地图 可建立一个平面导航地图,使用户清楚了解自身所处地理位置,并可以利用该地图迅速到达指定地点,该地图可以缩小、放大或隐藏。 (5)、支持自动漫游和自主漫游的切换 可以在没有任何人工操作的时候,进入自动漫游模式,画面将沿着实现录制好的路径进行自动漫游,同时音乐会随着到达不同的地点而切换,在自动漫游的时候,用户也可随时控制停止,进入自主漫游。 (6)、支持多方案替换对比 在系统中实现不同设计的方案切换,为设计方案的选择提供一个方便直观的讨论环境,可以对比不同的设计所反映的效果,如方案对比、建筑高度调整、光影分析等。 (7)、支持分区规划 这个功能在数字城市中用途非常广泛。可以将整个城市分成几个

虚拟现实技术的英文文献综述

Virtual Reality and its prospect No matter you are a video game player, a movie lover or an industrial designer, you must have learned a lot about the VR (virtual reality). Many media reports 2016 as the first year of VR. At present, the Steam VR platform has been able to experience the virtual reality game through Vive HTC. Google has invested $0.54 billion in the virtual reality company Magic Leap. It is said that Apple and Facebook also formed a large team composed of virtual reality and augmented reality experts to compete with the other companies in this new, high tech field[2]. Even famous director Spielberg declared that he would produce a film about family cooperating with VRC company. VR (virtual reality) technology can be widely used in urban planning, interior design, industrial simulation, monuments restoration, road and bridge design, real estate sales, tourism, education, water conservancy and electric power, geological disasters, education and training and many other fields, to provide feasible solutions[2]. And the video game is the most eagerly awaited application now. Not long ago, a video game company, Valve, released a promotional video of its VR: Steam VR. In this footage, players are invited to wear VR equipment and experience all kinds of games, and other people can see their experience in "another world" in a variety of events on the screen. Everyone no matter player or viewer say it’s really awesome. So what is VR? How does it work? Virtual reality, multi-media and network technology are known as the three computer technology with best major prospects. This technology is the use of computer simulation to generate a three-dimensional virtual world, to provide users with visual, auditory, tactile and other simulation, so that users can be in an immersive unlimited observation of things within three dimensional space[3]. When the user moves the position, the computer carries on the complex computation, maintaining the spot feeling. In a word, VR technology can bring the user's perception into the virtual world it creates, and let users believe that it is true. In general, a normal VR equipment consists of one helmet which have a micro processer and a special optic system to produce parallax and make the stereoscopic there dimensional pictures, two handles for operating and getting sensation like touching and two speakers to produce the three dimensional sounds. And it also needs to connect to a computer which deals with the information, runs program and help the CPU and special optic system produce scene. It’s really obvious that the most important thing for VR equipment is to make the virtuality like reality. The following are several key technologies to achieve that[4].

虚拟现实概述

一、虚拟现实技术概述 自从计算机发明以来,计算机一直是传统信息处理环境的主体,它只具有在数字化的单维信息空间中处理问题的能力。而事实上,人类是依靠自己的感知和认知能力全方位的获取知识,是在多维化的信息空间中认识问题。这样就产生了人类认识问题的认识空间与计算机处理问题的信息空间不一致的矛盾,人类被排斥在计算机为主体的信息处理环境之外,而且较难以直接理解信息处理工具的处理结果,更难以把人类的感知能力和认知经验与计算机信息处理环境直接联系起来。因此,人们迫切需要突破现有的数字计算机只能处理单纯数字信息的限制,建立一个能包容图像、声音、化学气味等多种信息源的信息空间,人们不但可以从外部观察信息处理的结果,而且能通过视觉、听觉、嗅觉、口令、手势等多种形式参与到信息处理环境中去,这种信息处理环境被称为虚拟环境。虚拟环境是由计算机生成的,通过视、听、触觉等作用于用户,使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真。 虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统(其中虚拟世界是全体虚拟环境的总称)。通过虚拟现实系统所建立的信息空间,已不再是单纯的数字信息空间,而是一个包容多种信息的多维化的信息空间(Cyberspace),人类的感性认识和理性认识能力都能在这个多维化的信息空间中得到充分的发挥。 要创建一个能让参与者具有身临其境感,具有完善地交互作用能力的虚拟现实系统,在硬件方面,需要高性能的计算机软硬件和各类先进的传感器;软件方面,主要是需要提供一个能产生虚拟环境的工具集。 二、国内外虚拟现实技术的研究状况 2.1 国外虚拟现实技术的研究 (1)、美国的研究状况 美国是从事虚拟现实研究最早、研究范围和水平最高、相关研究对国家发展贡献最大的国家,从事虚拟现实的大学包括MIT、Stanford大学、华盛顿大学、UniversityofIllinoisatChicago、CMU等几乎所有著名的大学,其研究内容侧重新概念发展(如虚拟现实的概念模型)、单项关键技术(如触觉反馈)和系统实现,并参加了许多有关虚拟现实的国家项目。美国VR研究技术的水平基本上就代表国际VR发展的水平。目前美国在该领域的基础研究主要集中在感知、

虚拟现实技术简介

三、空间信息可视化的形式 地图是空间信息可视化的最主要的形式,也是最古老的形式。在计算机上,将空间信息用图形和文本表示,是在计算机图形学出现的同时也就出现了。这是空间信息可视化的较为简单而常用的形式,可以说是一维形式,多媒体技术的产生和发展,使空间信息可视化进入一个崭新的时期。可视化的形式也五彩缤纷,呈现多维化的局面,并正在发展,现把空间信息可视化主要形式介绍于下: 1、地图:它有两种形式:纸质或其它介质地图及屏幕上的电子地图。由于计算机技术的发展,这两种形式仅是计算机上数字地图的硬、软拷贝的差别。硬拷贝的是纸质地图,软拷贝--屏幕上的电子地图比前者具有更多的优点:其制作灵活,形式极其多样,修改制作方便,周期短,色彩丰富,动态性强,查询方便、快捷。从而使人们能从不同的高度、不同的方式、不同的角度和不同的详细程度来观察空间客体信息; 2、多媒体地学信息:综合、形象地表现空间信息的使用文本、表格、声音、图像、图形、动画、音频、视频各种形式逻辑地联接并集成为一个整体概念,是空间信息可视化的重要形式。各种多媒体形式能够形象、真实地表示空间信息某些特定方面,作为全面地表示空间信息的不可缺少的手段。 3、三维仿真地图三维仿真地图是基于三维仿真和计算机三维真实图形技术而产生的三维地图,经具有仿真的形状、光照、纹理……,也可以进行各种三维的量测和分析。

4、虚拟现实虚拟现实是空间信息可视化进一步研究和发展的新 方式。它是由计算机和其它设备如头盔、数据手套等组成的高级人--机交互系统,以视觉为主,也结合听、触、嗅甚至味觉来感知的环境,使人们有如进入真实的地理空间环境之中并与之交互作用。 四、地学可视化的类型 GIS的多维可视化是指采用2.5维、3维和4维等地图表现形式反映地理实体的多维特征。包括: ?地图可视化 ?GIS可视化 ?专业应用领域可视化 1、地图可视化类型 (1)虚拟地图,在计算机屏幕上产生的地图。 (2)动态地图,由于地学数据存储于计算机内存,可以动态显示地学数据的不同角度的观察,不同方法的表示结果,或者随时间的变化结果。 (3)交互交融地图,是指人可与地图进行相互作用和信息交流。交互即相互改变显示行为,交融即投入感和沉浸感。 (4)超地图,多媒体地图。是与超文本概念对应的。 地理可视化的范围大于地图可视化。 2

vr虚拟现实技术的原理介绍

vr虚拟现实技术的原理介绍 VR虚拟现实经过几年的预热,已经开始呈现爆发式增长。你知道vr虚拟现实技术的一些原理吗?下面是为你精心推荐的vr虚拟现实技术原理,希望对您有所帮助。 显示原理: 人看周围的世界时,由于两只眼睛的位置不同,得到的图像略有不同,这些图像在脑子里融合起来,就形成了一个关于周围世界的整体景象,这个景象中包括了距离远近的信息。当然,距离信息也可以通过其他方法获得,例如眼睛焦距的远近、物体大小的比较等。 在VR系统中,双目立体视觉起了很大作用。用户的两只眼睛看到的不同图像是分别产生的,显示在不同的显示器上。有的系统采用单个显示器,但用户带上特殊的眼镜后,一只眼睛只能看到奇数帧图像,另一只眼睛只能看到偶数帧图像,奇、偶帧之间的不同也就是视差就产生了立体感。 用户(头、眼)的跟踪:在人造环境中,每个物体相对于系统的坐标系都有一个位置与姿态,而用户也是如此。用户看到的景象是由用户的位置和头(眼)的方向来确定的。 跟踪头部运动的虚拟现实头套:在传统的计算机图形技术中,视场的改变是通过鼠标或键盘来实现的,用户的视觉系统和运动感知系统是分离的,而利用头部跟踪来改变图像的视角,用户的视觉系统和运动感知系统之间就可以联系起来,感觉更逼真。另一个优点是,

用户不仅可以通过双目立体视觉去认识环境,而且可以通过头部的运动去观察环境。 声音: 人能够很好地判定声源的方向。在水平方向上,我们靠声音的相位差及强度的差别来确定声音的方向,因为声音到达两只耳朵的时间或距离有所不同。常见的立体声效果就是靠左右耳听到在不同位置录制的不同声音来实现的,所以会有一种方向感。现实生活里,当头部转动时,听到的声音的方向就会改变。但目前在VR系统中,声音的方向与用户头部的运动无关。 感觉反馈: 在一个VR系统中,用户可以看到一个虚拟的杯子。你可以设法去抓住它,但是你的手没有真正接触杯子的感觉,并有可能穿过虚拟杯子的“表面”,而这在现实生活中是不可能的。解决这一问题的常用装置是在手套内层安装一些可以振动的触点来模拟触觉。 语音: 在VR系统中,语音的输入输出也很重要。这就要求虚拟环境能听懂人的语言,并能与人实时交互。而让计算机识别人的语音是相当困难的,因为语音信号和自然语言信号有其“多边性”和复杂性。 使用人的自然语言作为计算机输入目前有两个问题,首先是效率问题,为便于计算机理解,输入的语音可能会相当啰嗦。其次是正确性问题,计算机理解语音的方法是对比匹配,而没有人的智能。

VR(虚拟现实)概述

1、定义:虚拟现实技术就是采用以计算机技术为核心结合光电传感技术生成逼真的视、听、 触一体化的特定范围内虚拟的环境(如飞机驾驶舱、分子结构世界,高危环境)。若使用特定装备(动作采集自由度空间定位、力反馈输入、数字头盔、立体显示环境等),就可以自然地与虚拟世界中的客体进行实时逼真交互,从而产生亲临现场的感受和体验。 2、特点:1、沉浸感2、交互性 3、想象性 3、应用范围:电子商务、高危环境应急系统、工业仿真、数字城市规划、教育学习、生物 医药、休闲娱乐、虚拟演播室… 4、分类:1、按功能及实现方式分类: 桌面式VR系统:利用个人电脑或者图形工作站,采用立体图形、自然交互等 技术,产生三维立体空间的交互场景,利用计算机的屏幕作为观察虚拟世界的 一个窗口,通过各种设备实现与虚拟世界的交互。(空间位置追踪定位器、数 据手套、三维空间鼠标) 主要特点: 1、对硬件要求低 2、缺少完全沉浸感 3、应用普遍 沉浸式VR系统:提供完全沉浸的体验,使用户有一种完全置身于虚拟世界的 感觉。它通常采用头盔显示器、洞穴式立体显示等设备,把参与者的视觉、听 觉和其他手控输入设备、声音等使得参与者产生一种完全投入并沉浸于其中的 感觉,是一种比较理想的VR系统。 沉浸式VR系统的特点: 1、高度的沉浸感 2、高度实时性 分布式VR系统:暂时不涉及…

2、建模技术分类:(几何建模技术、物理建模技术、行为建模) 几何模型式:主要特点:视角不受限制 VR工具软件建模:vrml、Java3D、openGL 购买模型库 建模软件3Dmax、AutoCAD、Creator、Pro/E 影像式:主要特点:对计算机要求低、与场景复杂程度无关 全景技术(QuickTimeVR) 5、系统组成:软件硬件结合构成 一、软件: 1、立体模型VR类:三维建模软件(3dmax类)、立体扫描仪与virtools类平台 结合 2、QuickTimeVR类:桌面式VR的一种,基于静态图像处理的,虽然是初级的VR 技术,但是它的特色和优势使得VR技术的应用普及有了广阔的前景。 基本特征: 从三维造型原理上看:基于图像的三位建模与动态显示技术 从功能特点上看:拥有视线切换、推拉镜头、超媒体链接等基本功能 从性能上看:它不需昂贵的硬件设备就可以产生相当程度的VR 体验 例子:IPIX全景图片技术、PhotoVista、PixMaker、杰图全景技术… 北大虚拟校园 二、硬件(以搜VR网站上关注度最高的产品为例) 3D扫描仪:以Creaform Handyscan EXAscan 3D激光扫描仪为例 自动生成色度(颜色是由亮度和色度共同表示的,而色度则是不包括 亮度在内的颜色信息,他反映的是颜色的色调和饱和度)报告 首件检测:对每个班次刚开始时或过程发生改变(如人员的变动、换 料及换工装、机床的调整、工装刀具的调换修磨等)后加工的第一或 前几件产品进行的检验。一般要检验连续生产的3-5件产品,合格后 方可继续加工后续产品。 应用范围:适用于逆向工程(就是根据已有的东西和结果通过分析来 推导出具体的实现方法)、A曲面制作(主要是在汽车设计行业,A曲 面规定了相邻曲面的一些细节参数,比如说间隙、切率等)、

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