计算机图形学结课论文考核要求
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四、课程设计场所及相关设施要求:课程设计场所:计算机专业实验室相关设施要求:配备TC,VC++6.0等开发工具的微型计算机五、成绩评定:1.课程设计结束后每个学生必须按要求提供课程设计总结报告,按照软件工程的步骤书写,包含截图。
2.评分比例为实验过程占60%,论文占40%。
最后评分:按优、良、中、及格、不及格评定3.学生至少要完成任务的基本项目,否则记不及格4.学生必须独立完成设计报告,严禁抄袭,发现抄袭不记课程设计成绩。
要求:课程设计论文页数控制在20页以内。
每个题目只可以允许一组人选(第一题除外)。
题目:1. 简易图形编辑软件(7+10人)(两组人选)编写一个简易图形编辑软件,可以是一个应用程序,也可以是基于WEB环境,主要功能有:1) 具有菜单,通过菜单执行各种操作;2) 采用图元的扫描转换算法绘制各种基本图元,如直线、圆、圆弧、多边形;3) 实现图形的平移、缩放、旋转、对称、错切及组合变化;4) 修改所选的图形的颜色、线型等;5) 能够采用各种算法填充多边形、圆、扇形区域;6) 能够采用各种算法实现直线裁剪、多边形裁剪;7) 能够绘制各种样条曲线。
8) 能够绘制三维图形的投影图,包括:三视图、轴侧图、透视图;9) 能够绘制分形图形,例如,Koch 雪花曲线、Bracketed L系统等;10) 能够实现重做与撤销;11) 能够保存和打开图形文件。
2. 图案设计(7人)编写一个绘制如右图案的程序,设计要求:1)采用Bezier或B样条曲线绘制花瓣、花心、叶子和花梗的轮廓线;2)花心也可以采用圆的扫描转换的算法实现;3)通过图形变换得到其他的花瓣、叶子等;4)采用区域填充算法用不同的颜色填充花瓣、花心、叶子和花梗。
3. 图案设计(4+4)编写一个绘制如右所示图形的程序,设计要求:1)图中的直线、圆必须采用直线和圆的生成算法实现;2)采用Bezier或B样条曲线绘制一片花瓣,其他的花瓣通过图形变换得到,图中手、脚的轮廓线中的曲线部分也要求采用Bezier或B样条曲线绘制;3)图中的文字采用字符显示算法实现;4)采用区域填充算法用不同的颜色填充各封闭区域。
大学计算机图形学与多媒体技术期末结课论文计算机图形学和多媒体技术是现代计算机科学与技术领域不可或缺的技术之一,尤其在如今信息爆炸的时代,为了更好地应对未来数字化世界的发展,我们需要掌握这些技术。
本文将介绍计算机图形学和多媒体技术的概念及其应用,重点讨论图形学和多媒体在游戏、影视动画、虚拟现实等领域中的应用。
一、计算机图形学计算机图形学是指研究人类视觉系统和计算机图形处理系统之间的信息交互。
图形学的主要作用有:设计和开发图形界面、创建动画和模拟环境、可视化设计、计算几何、计算拓扑等。
在游戏、影视动画、虚拟现实等领域中,图形学扮演着重要的角色。
1. 游戏中的图形学游戏是图形学的一个重要应用领域。
图形学技术在游戏中主要用于场景渲染和动画设计。
游戏场景的渲染需要用到光照、纹理、阴影、反射等效果,这需要运用到计算机图形学的相关知识。
而动画设计则需要用到骨骼动画、插值动画等技术,这些技术都是基于计算机图形学的。
2. 影视动画中的图形学影视动画是另一个图形学的重要应用领域。
在电影、电视剧等影视作品中,图形学技术被广泛应用于角色设计、场景设计和特效制作等。
例如,绿幕技术就是一种用于合成背景的图形学技术。
3. 虚拟现实中的图形学虚拟现实是虚拟世界与现实世界的结合,是一个基于计算机科学、计算机图形学、计算机视觉等技术的全新领域。
虚拟现实技术需要用到头戴式显示器、手柄等设备,通过显示器展示虚拟的图像和影像,使得用户感受到身临其境的体验。
二、多媒体技术多媒体技术指的是将图像、声音、文字等信息结合起来,用于存储、处理和传输一种信息的技术。
多媒体技术主要包括音频、视频、图像处理、数据压缩等方面。
1. 音频处理音频处理是多媒体技术的一个分支,包括音频编码、音频识别、音频合成等技术。
在音乐、电台、广告等领域,音频处理技术都有广泛的应用。
2. 视频处理视频处理是指对视频、影像等图像进行调整、编辑、处理等操作。
视频处理技术主要用于影视后期制作、视频教学、虚拟现实等领域。
计算机图形学 A卷评分标准一、名词解释(每题3分)1、一个CRT在水平和竖直方向单位长度上能识别的最大光点数称为分辨率。
2、电子束离开某点后,该点亮度衰减到初始值十分之一所需要的时间。
3、在帧之间的回扫期称为垂直回扫期。
4、是一维的线性表,其每项内容对应着一种颜色,长度由帧缓冲期单元的位数决定。
5、规则形体是指以欧氏几何方法构造的形体,如直线段等统称为几何模型。
6、落在裁剪窗口内部的图形被显示,而其余的部分不显示这样的裁剪是内裁剪。
7、将源画布中的矩形区域内的像素块拷贝到目标区域中,目标区域是位于当前激活画布内的一个矩形区域。
8、用位于多边形内部的像素的集合来刻画多边形这种表示称为点阵表示。
9、任取区域内两点,若在该区域内,通过水平、垂直、两个对角线八个方向的运动,这两点相互可达,则称该区域是八连通的。
10、用于减少或消除混淆的技术称为反混淆。
二、简答题(每题15分)答:①首先将在整个绘图窗口内扫描转换多边形的问题分解到一条条扫描线上来考虑,只要完成绘图窗口内每一条扫描线上位于多边形内部的区段的填充工作,也就完成了整个多边形的扫描转换。
(5分)②一条扫描线和多边形的边有偶数个交点,若将这些交点按横坐标从小到大的顺序进行排序,利用扫描线的连贯性,当用给定的多边形颜色填充了这些区段后,就完成了扫描线上的填充工作,所以一条扫描线上的填充过程可分为三个步骤:(5分)③求扫描线与多边形各边的交点,求所求得的交点按X坐标从小到大排序,将交点两两配对,并填充每一区段。
(5分)三、计算题(每题10分)1、答:(x0,y0)=(20,16),dx=10,dy=5(1分)d0=10-5=5>0…………(21,16) (1分)d1=d0-2dy=5-10=-5<0…………(22,17) (1分)d2=d1-2(dy-dx)=-5-2(5-10)=5>0……………(23,17) (1分)d3=d2-2dy=5-10=-5<0………………(24,18) (1分)d4=d3-2(dy-dx)=-5-2(5-10)=5……………(25,18) (1分)d5=d4-2dy=5-10=-5…………………(26,19) (1分)d6=d5-2(dy-dx)=-5-2(5-10)=5…………(27,19) (1分)d7=d6-2dy=5-10=-5<0………………(28,20) (1分)d8=d7-2(dy-dx)=-5+10=5>0………………(29,20) (1分)根据生成直线的中点算法找到点列:(21,16), (22,17),(23,17),(24,18),(25,18),(26,19), (27,19) (28,20) (29,20)3、证明:旋转变换的一般矩阵是: ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-1000cos sin 0sin cos θθθθ(2分))(1000)(cos )(sin 0)(sin )(cos 1000cos cos sin sin -sin cos cos sin 0cos sin sin cos -sin sin cos cos 1000cos sin 0sin cos 1000cos sin 0sin cos )()(212121212121211212212121211111222212θθθθθθθθθθθθθθθθθθθθθθθθθθθθθθθθθθθθ+=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+++-+=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++--=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=∙R R R (3分) (5分)4、 关于任意参照点),(r r r y x P 的旋转变换的一般步骤,并计算出最终矩阵。
呼伦贝尔学院计算机科学与技术学院毕业论文(设计)内容要求1题名题名应恰当、准确地反映本课题研究的主要内容。
学位论文的中文题名应不超过 25 字,并且不设副标题。
2摘要与关键词2.1 摘要摘要是论文内容的简要陈述,是一篇具有独立性和完整性的短文。
摘要应对本论文的研究目的、研究过程、结果和结论进行准确而简要的概括。
摘要中不宜使用公式、图表,不标注引用文献编号。
摘要要求每句话具有完整性和自明性,内容表达要有层次感、逻辑性强、结构严谨、可读性好,尽可能多的给出作者研究信息。
2.2 关键词在中、英文摘要之后要附关键词。
关键词是为了文献索引而从学位论文中选取出来的、用以表示全文主题内容信息的单词或术语。
一般选用3-8个关键词,要求所选词汇能准确反映概括全文的主要内容。
关键词一般列3~5 个。
英文部分不能用缩写。
3论文正文论文正文包括绪论、论文主体及结论等部分。
3.1 绪论(引言)绪论一般作为第 1 章。
绪论应包括:本研究课题的学术背景及其理论与实际意义;本研究课题的来源及主要研究内容。
不能给出结论的信息。
要标注好参考文献,利用参考文献压缩控制篇幅。
3.2 论文主体论文主体是学位论文的主要部分,应该结构合理,层次清楚,重点突出,文字简练、通顺。
论文主体的内容应包括以下各方面:本研究内容的总体方案设计与选择论证;本研究内容各部分的设计;本研究内容试验方案设计的可行性、有效性以及处理及分析;本研究内容中的创新,改进与实际应用之处。
3.3 结论学位论文的结论作为论文正文的最后一章单独排写,但不加章号。
结论是对整个论文主要成果的总结。
在结论中应明确指出本研究内容的创造性成果或创新点理论( 含新见解、新观点 ) ,对其应用前景和社会、经济价值等加以预测和评价,并指出今后进一步在本研究方向进行研究工作的展望与设想。
结论可由三部分构成:1)本文开始就把结论和结果做出来,结论要做详细,充分体现本文研究的水平,注意:不要再重复文章研究内容、过程。
《计算机图形学》课程设计一、 设计要求1. 根据设计任务,编制程序,在机器上调试运行,并通过上机考核。
2. 按照下面的“三、课程设计报告格式”的要求,写出课程设计报告。
3. 课程设计报告在第19周之前交来。
二、 设计任务1.1)给定直线的起点坐标为P0(x0,y0)、终点坐标为P1(x1,y1),容易计算出直线斜率k 。
假设0≤k ≤1,则x 方向为主位移方向,绘制直线的递推公式为:,这称为数值微分法(Digital Differential Analyzer ,DDA ),请编程实现之。
提示:DDA 算法实质上是对直线斜率进行了四舍五入计算。
2)椭圆的扫描转换。
2.用鼠标在屏幕上绘制任意顶点数的封闭多边形并填充,填充效果如下图所示。
编程要求:⑴多边形的顶点数不受限制;⑵按下鼠标左键,拖动鼠标绘制多边形,同时按下Shift 键可以绘制水平边或垂直边; ⑶单击鼠标右键闭合多边形; ⑷使用边缘填充算法填充多边形。
⎩⎨⎧+=+=++k y y x x i i i i 1113请按照图所示,使用对话框输入直线的起点和终点坐标。
在窗口左侧区域绘制输入直线和“窗口”,在窗口右边右侧区域绘制“视区”并输出裁剪结果。
这里需要用到窗视变换的公式。
请分别用Cohen-Sutherland算法、中点分割裁剪算法和梁友栋-Barsky算法实现。
4在屏幕上使用鼠标绘制控制多边形,根据控制多边形的阶次绘制Bezier曲线和B样条曲线。
5.1)使用VC编程实现,以直角三角形为基础绘制下图所示Sierpinski三角形。
2)以屏幕范围为基础绘制下图所示Sierpinski地毯。
6.1)给定直线的起点颜色(如红色)和终点颜色(如黑色)不同,请使用中点Bresenham算法绘制任意斜率的颜色渐变直线,效果如图所示。
2)用梁友栋-Barsky算法裁剪线段P1(3,3),P2(-2,-1),裁剪窗口为wxl=0,wxr=2,wyb=0,wyt=2。
《计算机图形学》课程考核方案任课教师 XX为全面贯彻落实《XX大学关于进一步加强本科教学工作的若干实施意见》和《XX 大学课程考核改革指导性意见》的精神,进一步具体深化《计算机图形学》课程考核改革,建立符合应用型本科独立学院实际的课程考核体系,特制定本方案。
一、课程考核总体设计思路1.《计算机图形学》课程均全面实行“过程性考核”和“期末考核”相结合的考核形式,在教学要求、教学内容基本不变的前提下,通过设计多种形式的考核项目,形成一种多元化的考核模式,运用教学过程中的各个环节来量化、监控和评价学生的学习效果,以此完成课程成绩的测评。
本方案既注重学生对学习过程的参与同时又注重对学生学习能力的评价,通过这种多元化过程性评判,真实反映出学生的综合素质和能力,达到科学、有效地评价和检验学生自主学习的目的。
2.过程性考核项目包括平时作业、课堂发言、课堂讨论、单元测验及小论文或研究调查报告五个部分;期末考核采取期末闭卷考试方式进行,主要目的在于构建重在平时、强化过程的学习模式。
3.期末考试是考查学生对书本基础知识掌握的程度以及在此基础上构建专业知识的能力,这一环节是在学期末按照学校统一安排进行。
二、课程考核具体实施细则(一)过程性考核本课程考核体系中的过程性考核主要由以下几个部分组成:1、平时作业(15%)完成平时书面作业是整个学习过程中的一个重要环节,也是课程考核的主要依据之一。
教师应按照教学进度来完成并及时评阅,教师可分多次进行考核(不少于3次)且将全批全改(至少3次)与部分抽改相结合。
作业实行百分制,不再采取A、B、C 的等级计分方式。
各教学班以作业本的形式完成作业,拒绝临时性的信签纸等形式,以便统一整理与学生复习。
作业内容为各章节基本知识点以及重难点内容自测练习题,作业内容紧扣教学大纲,与教学过程同步。
在题目的来源,题型的选择以及题目的难度上更加注重知识性、针对性和实用性。
2、课堂发言(5%)课堂讨论形式灵活,可以主题讨论、研究性课题组、辩论赛等形式进行,教师也可根据教学需要,选择恰当时机进行,以激发学生的学习兴趣。
计算机图形学基础考评方式与标准本课程在考评方面注重引导学生实践能力的培养,因此主要以上机实践考察为主,考察内容涵盖了光栅图形学、真实感图形学和几何造型的重要内容。
计算机图形学基础大实验说明1.概要计算机图形学基础课程大实验包括光线跟踪和网格简化两部分。
为了减轻同学的负担,不要求有图形界面,可以提交命令行程序。
当然,图形界面也是允许和受欢迎的。
程序最好用C/C++编写。
考虑到评判的方便,要求程序必须是win32平台。
除了OpenCV (主要用于图像文件的输出),及VC自带的标准库(MFC,STL等)之外,不要使用其它任何的第三方库。
有些同学可能会用GDI plus进行图片的输出,这也是允许的。
如果用Java/C#编写,仅能使用jdk/.net自带的标准库,注意不要使用DirectX。
如果你要使用除C/C++/ Java/C#之外的其他语言,请先与助教联系。
本实验分为基本要求和选做部分两部分。
一般来说,如果完成基本要求(正确性和完整性),就可以得到大部分的分数。
2.光线跟踪部分基本要求能渲染一个三维的静态场景,包括:1.基本几何体:立方体,多面体,球面等2.点光源,Phong光照模型,纹理,反射,透明,阴影3.不允许使用任何OpenGL相关的库。
可以提供一个命令行程序,只需要输出包含渲染结果的图片就可以。
允许使用OpenCV 等图像处理的库。
选做部分:1. 其它三维物体(比如导入一个obj格式的三模型)2. 给出一个在场景中视点变化的漫游视频3. 其它的BRDF模型4. 光线跟踪加速技术:需要在场景中渲染复杂的几何体(例如读入一个大的obj文件),给出程序的运行时间和加速比。
5. 高维纹理6. 软阴影(使用面光源)7. 你能想到的其它扩展3.网格简化部分基本要求1.实现边坍塌(edge-collapse)的网格简化方法。
2.程序能指定输入输出的obj文件,以及面数的简化比(输出面数占输入面数的百分比),例如命令行程序可以支持如下参数mesh_simp.exe 输入.obj 输出.obj 简化比(例如0.3)3.我们提供c++的obj文件parser (见课程FTP/code)4.在我们提供的测试模型上进行测试(见课程FTP/models里面除了带纹理的obj以外的模型)建议使用课程FTP上提供的几何处理软件(比如Deep Exploration)进行模型的显示和浏览,会比较方便。
专业专科毕业作业题目:学号:姓名:学校:指导教师:作业成绩:岳阳广播电视大学开放教育专科毕业作业选题申报毕业作业(设计)写作过程考核表(由学生填写)毕业作业(设计)评审岳阳广播电视大学开放教育专科毕业作业选题申报表教学点(公章)专业班号填表日期岳阳电大开放教育计算机专业专科毕业作业写作要求毕业论文是培养学生综合以专业所学理论知识和技能解决实际问题能力的重要环节。
所有学生应在毕业前完成毕业作业,毕业论文(设计)为8学分,是开放教育计算机专业专科的集中实践环节之一,不得免修。
一、毕业设计(论文)的目的毕业作业是检验学员学习效果和理论研究水平的重要手段,旨在检验学员所学理论知识的综合运用能力,进一步培养学员的专业研究素养,提高分析问题和解决问题的能力,提升学员的创新意识和专业素质。
二、形式、内容及要求计算机专科毕业论文(设计)内容一律强调以随岗实践活动为基础,必须与本人工作或社会实践相联系,严格坚持原创性、真实性与实效性原则。
毕业作业形式可以是学术论文,也可以是系统设计、网站建设等。
字数要求:3000字以上。
计算机专业专科学生的毕业作业具体要求如下:1.必须符合计算机专业毕业设计的要求。
2.在满足毕业设计要求的前提下,尽可能选择与本地区、本单位实际需要相结合的课题。
可以是一个工作实际开发的系统,也可以是自己独立开发建设的网站。
3. 根据计算机专业部分学员在单位工作的实际特点,尤其一部分学员是从事计算机工作的特点,我们提倡利用学员工作的自身优势,联系自己所学的专业知识,结合本单位的工作实际,开展随岗实践。
以达到理解、深化所学的专业知识,并能够解决实践活动中遇到的难题。
4.在随岗实践中,应收集和保存随岗实习的资料,作为考核的依据。
学员应深入实际,认真调查并注意收集毕业论文的写作素材。
5.实践完成后学员要撰写随岗实践报告,内容应包括:实习内容、实习过程、实习收获和体会等,总结自己在思想认识与业务认识上的收获、感想、心得体会及合理化建议。
《计算机图形学》课程设计一、 设计要求1. 根据设计任务,编制程序,在机器上调试运行,并通过上机考核。
2. 按照下面的“三、课程设计报告格式”的要求,写出课程设计报告。
3. 课程设计报告在第19周之前交来。
二、 设计任务1.1)给定直线的起点坐标为P0(x0,y0)、终点坐标为P1(x1,y1),容易计算出直线斜率k 。
假设0≤k ≤1,则x 方向为主位移方向,绘制直线的递推公式为:,这称为数值微分法(Digital Differential Analyzer ,DDA ),请编程实现之。
提示:DDA 算法实质上是对直线斜率进行了四舍五入计算。
2)椭圆的扫描转换。
2.用鼠标在屏幕上绘制任意顶点数的封闭多边形并填充,填充效果如下图所示。
编程要求:⑴多边形的顶点数不受限制;⑵按下鼠标左键,拖动鼠标绘制多边形,同时按下Shift 键可以绘制水平边或垂直边; ⑶单击鼠标右键闭合多边形; ⑷使用边缘填充算法填充多边形。
⎩⎨⎧+=+=++k y y x x i i i i 1113请按照图所示,使用对话框输入直线的起点和终点坐标。
在窗口左侧区域绘制输入直线和“窗口”,在窗口右边右侧区域绘制“视区”并输出裁剪结果。
这里需要用到窗视变换的公式。
请分别用Cohen-Sutherland算法、中点分割裁剪算法和梁友栋-Barsky算法实现。
4在屏幕上使用鼠标绘制控制多边形,根据控制多边形的阶次绘制Bezier曲线和B样条曲线。
5.1)使用VC编程实现,以直角三角形为基础绘制下图所示Sierpinski三角形。
2)以屏幕范围为基础绘制下图所示Sierpinski地毯。
6.1)给定直线的起点颜色(如红色)和终点颜色(如黑色)不同,请使用中点Bresenham算法绘制任意斜率的颜色渐变直线,效果如图所示。
2)用梁友栋-Barsky算法裁剪线段P1(3,3),P2(-2,-1),裁剪窗口为wxl=0,wxr=2,wyb=0,wyt=2。
毕业设计(论文)考核办法和评分标准一、毕业设计(论文)考核办法:考核应遵循“坚持标准、严格要求、实事求是”的原则,从三个方面进行考核:平时考核、书面作业考核(如有实物应包括实物)及毕业答辩。
1、平时考核:指导教师对指导的每个学生,在毕业设计过程中进行平时考核,并按阶段作好记录内容应包括:(1)学生的工作态度和完成的工作量。
(2)学生对课题涉及的基础理论、专业知识、基本技能的掌握和适用情况。
(3)学生独立工作的表现.如调查研究采集资料外文资料阅译等。
2 、书面作业考核:审核作业是否独立完成;设计或研究的方案分析论证是否正确、合理(如先进性、可行性、经济性、适用性等等);能否综合概括与正确应用文献资料,公式、数据、图表等;计算试验或工艺方法是否正确和精确;结构(或线路)设计是否合理;图面质量是否符合标准;讨论或说明陈述是否清晰等,对于实物应着重考核结构、工艺的合理性、实用性和经济性以及各项参数指标的水平。
3 、口头答辩,着重考核学生对课题的认识,能否充分分析,正确论证,清楚表达.考察学生能否掌握运用与此有关的基础理论和专业知识,并鉴别学生有否创造性的见解。
二、评分标准:平时成绩占总分的30%,书面作业成绩占总分的30%,答辩成绩占总分40%,最后总评折算成优、良、中、及格、不及格五级记分。
优:1、能按期出色地完成任务书规定的全部任务,有较好地运用基础理论、专业知识解决实际问题的能力、独立工作能力强,有较好的外文阅译能力,具有一定的创造性见解。
2 、工作认真,指导思想正确,方案合理,分析论证严密,计算正确,图表清晰,说明书论文条理清楚。
3 、答辩时能正确全面阐述并回答与本课题有关的问题。
良:1、能按期较好地完成任务书规定的任务,能运用所学基础理论、专业知识解决实际问题,有较强的独立工作能力,外文阅译能力尚可。
2 、工作态度认真,指导思想正确,方案合理,分析论证正确,计算、图表清晰完整,说明书论文条理清楚。
计算机图形学结课论文——计算机图形学在虚拟现实领域的应用
姓名:王浩
班级:10软件三班
学号:10770308
系部:计算机与信息工程学院
计算机图形学在虚拟现实领域的应用
前言摘要:计算机图形学一个主要的目的就是要利用计算机产生令人赏心悦目的真实感图形。
为此,必须建立图形所描述的场景的几何表示,再用某种光照模型,计算在假想的光源、纹理、材质属性下的光照明效果。
所以计算机图形学与另一门学科计算机辅助几何设计有着密切的关系。
事实上,图形学也把可以表示几何场景的曲线曲面造型技术和实体造型技术作为其主要的研究内容。
同时,真实感图形计算的结果是以数字图像的方式提供的,计算机图形学也就和图像处理有着密切的关系。
正文:近年来虚拟头盔的发展越来越快。
目前,这个虚拟头盔仅在瑞士圣约翰公园能够让体验者进入虚拟3D世界,体验者能够在“真实公园”的混合环境下进行探索,通过照相机进行观看,以及通过计算机形成3D虚幻假像,其中包括:发光的草、梦幻般的昆虫,以及天空中出现的奇特景象。
这种新型虚拟头盔被称为“生命放大器(Lifeclipper)”,是一种全新的娱乐高科技装置,通过背包中的高性能计算机使体验者进入一个与现实并行的虚拟世界。
其主要技术是近年来越来越火的虚拟现实技术。
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。
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。
早在60年代初,随着CAD技术的发展,人们就开始研究立体声与三维立体显示相结合的计算机系统。
80年代,Jaron Lanier提出了"虚拟现实"VR(Virtual Reality)的观点,目的在于建立一种新的用户界面,使用户可以置身于计算机所表示的三维空间资料库环境中,并可以通过眼、手、耳或特殊的空间三维装置在这个环境中"环游",创造出一种"亲临其境"的感觉。
虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化、操作以及实时交互的环境。
与传统的计算机人――机界面(如键盘、鼠标器、图形用户界面以及流行的Windows等)相比,虚拟现实无论在技术上还是思想上都有质的飞跃。
传统的人――机界面将用户和计算机视为两个独立的实体,而将界面视为信息交换的媒介,由用户把要求或指令输入计算机,计算机对信息或受控对象作出动作反馈。
虚拟现实则将用户和计算机视为一个整体,通过各种直观的工具将信息进行可视化,形成一个逼真的环境,用户直接置身于这种三维信息空间中自由地使用各种信息,并由此控制计算机。
虚拟现实用以下3种基本技术进行了概括:
1、三维计算机图形学技术;
2、采用多种功能传感器的交互式接口技术;
3、高清晰度显示技术。
虚拟现实系统的技术:
1、虚拟现实首先是一种可视化界面技术,可以有效地建立虚拟环境,这主要集中在两个方面,一是虚拟环境能够精确表示物体的状态模型,二是环境的可视化及渲染。
2、虚拟现实仅是计算机系统设置的一个近似客观存在的环境,为用户提供逼真的三维视感、听感、触感和嗅感的感受。
它是硬件、软件和外围设备的有机组合。
3、用户可通过自身的技能以6个自由度在这个仿真环境里进行交互操作。
4、虚拟现实的关键是传感技术。
5、虚拟现实离不开视觉和听觉的新型可感知动态数据库技术。
可感知动态数据库技术与文字识别、图像理解、语音识别和匹配技术关系密切,并需结合高速的动态数据库检索技术。
6、虚拟现实不仅是计算机图形学或计算机成像生成的一幅画面,更重要的是人们可以通过计算机和各种人机界面与机交互,并在精神感觉上进入环境。
它需要结合人工智能,模糊逻辑和神经元技术。
虚拟现实是多种技术的综合,包括实时三维计算机图形技术,广角(宽视野)立体显示技术,对观察者头、眼和手的跟踪技术,以及触觉/力觉反馈、立体声、网络传输、语音输入输出技术等。
下面对这些技术分别加以说明。
下面就来介绍下三位计算机图形技术。
三维计算机图形(3D Computer Graphics)是计算机和特殊三维软件帮助下创造的作品。
一般来讲,该术语可指代创造这些图形的过程,或者三维计算机图形技术的研究领域,及其相关技术。
三维计算机图形和二维计算机图形的不同之处在于计算机内存储了几何数据的三维表示,用于计算和绘制最终的二维图像。
一般来讲,为三维计算机图形准备几何数据的三维建模的艺术和雕塑及照相类似,而二维计算机图形的艺术和绘画相似。
但是,三维计算机图形依赖于很多二维计算机图形的相同算法。
计算机图形软件中,该区别有时很模糊;有些二维应用程序使用三维技术来达到特定效果,譬如灯光,而有些主要用于三维的应用程
序采用二维的视觉技术。
二维图形可以看作三维图形的子集。
参考文献:《计算机图形学》杨钦徐永安翟红英;
《计算机图形学》(第三版) 常明;
《虚拟现实技术》胡小强。