自从计算机被发明以来，在传统的信息处理环境中一直是以计算机为主体的，是“人围着机器〔计算机) 转”的。例如，在传统的仿真和建模环境中，虽然主观上一直在强调要发挥人的主动作用，但由于在客观上计算机只能在处理数字化的信息时才发挥出强大的威力。人不得不大“凑合”当时的计算机所能提供的技术条件. 人和机器的关系是不甚和谐的。
为了从“机器是主体”改变到“人是主体” ，从“人围着机器转”改变到要让“机器围着人转” .必须首先克服一系列的技术“瓶颈”。以仿真和建模为例. 这些“瓶颈”技术包括:如何实现参与仿真和建模的人的感知能力、认知能力和心理状况在仿真环境中的反应，如何表达和处理定性知识等。归根结底是如何把计算机只善于处理数字化的单调信息改变为计算机也善于处理人所能感受到的、在思维过程中所接触到的. 除了数字化信息之外的其他各种表现形式的多维信息。
为了达到以上所说的目标，我们必须首先回答一个前提性的问题，即“人的思维过程是可以认识的吗” ，如果答案是否定的，又如何能设计出这种多维信息的智能计算机和信息处理系统呢？
我国著名科学家钱学森同志曾写道:“我们认为人的思维过程是可以理解的。不但如此，而又具有具体的研究途径，即通过四门科学:人工智能、认知科学、神经生理学〔神经解剖学〕和心理学。这个研究范围要比逻辑学广得多，它包括了人的全部思维，包括逻辑思维和形象思维。为了使计算机不仅仅成为人进行逻辑思维的有力工具，而目也是人进行形象思维的帮手. 首先要求计算机应能适应于人所惯用的信息获取形式和思维过程. 例如:人并不是仅仅靠听和看文字（或数字）材料获取信息的. 而是通过他与所处环境的交互作用，利用人本身对所接触事物的感知和认知能力，以全方位的方式获取各式各样表现形式的信息。
怎样才能从技术的角度去说明上述这种适应于人的信息环境的恃点呢? 虚拟现实技术的三角形比较简洁地说明了虚拟现实系统的特征，即三个“I”它们是
Immersion-Interaction-Imagination（沉浸—交互—构想）
1、虚拟现实系统的特征--沉浸性（Immeniun ）
沉浸性是指计算机操作人员作为人机环境的主导者存在于虚拟环境中。多煤体技术虽然为人们提供了丰富多彩的信息表示形式. 且使人与计算机可以交往. 但是在交往过程中:人们只能从计算机外部去观察这些表现形式. 人们十分清晰地感觉到，白己独立处于界面之外; 对于虚拟现实制作，通过多维方式与计算机所创造的虑拟环境进行交互，能使参与者全身心地沉浸在计算机所生成的三维虚拟环境中，产生身临其境的感觉，将人与环境融为一体. 使操作人员相信在虚拟境界中人也是确实存在的，而且在操作过程中参与者可以自始至终地发挥作用，就像在真正的客现现实世界中一样.
在虚拟坏境中引入听觉系统可以补充视觉信息. 以增强对环境的感知. 在现实世界中，人们
可以操作各种物体，并能感觉到物体的运动阻力、表面纹理、质量、柔性等特征，在虚拟环境中如要体验到这些特性必须引入触觉和力感反馈系统，
虚拟现实系统的特征-- 交互性(interaction )
交互性是指操作者与虚拟环境中所遇到的各种对象的相互作用的能力，它是
人机和谐的关键性因素。交互性是虚拟现实与三维动画最大的区别之一。交互性
包含对象的可操作程度、用户从环境中得到反馈的自然程度及虚拟场景中对象依
据物理学定律运动的程度等。虚拟现实是自主参考系，即以用户的视点变化进行虚拟交互，这个过程中最重要的的是实到性. 实时性是指计算机能够响应用户的输入并立即改交虚拟场景的状态。
参与者利用视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等感官功能，通过对话、头部运
动. 眼部运动、手势、行走、转身、拾取和放置等人类自然技能对虚拟环境中的实体进行交互操作，这种交互是三维的. 用户是交互作用的主体，与虚拟客体间进行多行为的交互。虚拟现实提供人与计算机通信的自然的手段. 使计算机系统从处理传统单维数值信息转变到处理人类在思维过程中接触到的表规形式各异的多维信息，因而从根木上改变了人与计算机系统的交互操作方式.
例如，用户可以用自己的手去直接抓取虚拟环境中的物体这时会有握着东西
的感觉. 并可以感觉到物体的重量(其实这时手中并没有物体) ，视景中被抓的物
体也会随着手的移动而移动
理想的虚拟现实系统应该使用人的一切自然技能来交互. 但是目前虚拟现实技术所使用的交互媒体仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。无论从感知范围还是从感知的精确程序都无法与人相比拟，所以还不能完全使用人的自然技能和系统交互。
虚拟现实作品地址
VR系统的组成与交互技术汇总 今天给大家介绍一下VR系统的组成与当前一些VR交互技术，希望大家对VR 有更深的理解。 一个典型的虚拟现实系统主要由计算机、输入输出设备、虚拟现实设计/浏览软件等组成。用户以计算机为核心，通过输入输出设备与应用软件的虚拟世界进行交互。 计算机 在虚拟现实系统中，计算机是系统的心脏，主要用于接收、处理、控制显示各种信息及相互间的作用和状态，负责虚拟世界的生成、人与虚拟世界的自然交互等功能的实现。 输入输出设备 在虚拟现实系统中，用户与虚拟世界之间要实现自然的交互，必须采用特殊的输入输出设备，用以识别用户的各种信息输入，并实时生成逼真的反馈信息。 VR输入设备如动作捕捉、手势识别、声音感知等体感类设备，通过感知用户输入信息，与虚拟世界进行交互，输入设备是实现消费者交互、沉浸感的重要技术。 下面是一些在VR虚拟现实场景中运用到的交互技术：
动作捕捉 用户想要获得完全的沉浸感，真正“进入”虚拟世界，动作捕捉系统是必须的。目前专门针对VR的动捕系统，目前市面上可参考的有Perception Neuron。但是这样的动作捕捉设备只会在特定的超重度的场景中使用，因为其有固有的易用性门槛，需要用户花费比较长的时间穿戴和校准才能够使用。相比之下，Kinect 这样的光学设备在某些对于精度要求不高的场景可能也会被应用。 全身动捕在很多场合并不是必须的，它的另一个问题，在于没有反馈，用户很难感觉到自己的操作是有效的，这也是交互设计的一大痛点。 触觉反馈 这里主要是按钮和震动反馈，这就是下面要提到的一大类，虚拟现实手柄。目前三大VR头显厂商Oculus、索尼、HTC Vive都不约而同的采用了虚拟现实手柄作为标准的交互模式：两手分立的、6个自由度空间跟踪的（3个转动自由度3个平移自由度），带按钮和震动反馈的手柄。这样的设备显然是用来进行一些高
1.什么叫虚拟现实技术 虚拟现实技术（Virtual Reality 简称VR) 是一种模拟人类视觉、听觉、力觉、触觉等感知行为的高度逼真的人机交互技术，是在数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、人—机接口技术、计算机仿真技术及传感器技术等许多信息技术基础上发展起来的一门多学科的交叉技术。 2.虚拟现实系统的构成 典型的虚拟现实系统主要是由计算机、应用软件系统、输入输出设备、用户和数据库等组成。 3.虚拟现实技术的特征 虚拟现实技术有3个主要特征：沉浸性（Immersion）、交互性（Interactivity）和想像性（Imagination）。 (1)沉浸性 沉浸性（Immersion）又称临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。 (2) 交互性 交互性（Interactivity）的产生，主要借助于VR系统中的特殊硬件设备（如数据手套、力反馈装置等），使用户能通过自然的方式，产生同在真实世界中一样的感觉。 (3) 想像性 想像性（Imagination）指虚拟的环境是人想像出来的，同时这种想像体现出设计者相应的思想，因而可以用来实现一定的目标。 4.虚拟现实系统的分类 在实际应用中，根据虚拟现实技术对沉浸程度的高低和交互程度的不同，将虚拟现实系统划分为以下4种类型: (1) 桌面式VR系统 它是利用个人计算机或图形工作站等设备，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，通过各种输入设备实现与虚拟世界的交互。 桌面式VR系统具有以下主要特点： ①缺少完全沉浸感，参与者不完全沉浸，因为即使戴上立体眼镜，仍然会受到周围现实世界的干扰。 ②对硬件要求极低 ③应用比较普遍，因为它的成本相对较低 (2) 沉浸式VR系统
《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。
数虎图像提供虚拟仿真实验室硬件设备搭建和内容制作整体解决 方案 虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体。 随着虚拟实验技术的成熟，人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值，它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。数虎图像拥有多名虚拟现实软硬件工程师，在虚拟现实实验室建设方面有着无与伦比的优越性！ 下面请跟随数虎图像一起，让我们从头开始认识虚拟现实实验室。【虚拟现实实验室系统组成】： 建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键，而要建立一个完整的虚拟现实系统，首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决方案。 数虎图像根据虚拟现实技术的内在含义和技术特征，并结合多年的虚拟现实实验室建设经验，最新推出的虚拟现实实验室系统提供以下组成：
虚拟现实开发平台： 一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台，一般包括两个部分，一是硬件开发平台，即高性能图像生成及处理系统，通常为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站；另一部分为软件开发平台，即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分，负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系统最基本的物理平台，同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转，与他们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此，虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少，而且至关重要。 虚拟现实显示系统： ·高性能图像生成及处理系统 ·具有沉浸感的虚拟三维显示系统 在虚拟现实应用系统中，通常有多种显示系统或设备，比如：大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维投影显示系统，
四通道沉浸式投影融合互动系统 欧阳歌谷（2021.02.01） 技 术 方 案 1.前言 沉浸式虚拟现实提供参与者完全沉浸的体验，使用户有一种置身于虚拟世界之中的感觉。其明显的特点是：利用显示设备把用户的视觉、听觉封闭起来，产生虚拟视觉，同时，它利用数据手套把用户的手感通道封闭起来，产生虚拟触动感。系统采用识别器让参与者对系统主机下达操作命令，与此同时跟踪器的追踪，使系统达到尽可能的实时性。临境系统是真实环境替代的理想模型，它具有最新交互手段的虚拟环境。常见的沉浸式系统有：基于头盔式显示器的系统、投影式虚拟现实系统。 沉浸式虚拟现实显示系统基于多通道视景同步技术、三维空间整形校正算法、立体显示技术的房间式可视协同环境，该系统可提欧阳歌谷创编2021年2月
供一个同房间大小的四面（或六面）立方体投影显示空间，供多人参与，所有参与者均完全沉浸在一个被三维投影画面包围的高级虚拟仿真环境中，借助相应虚拟现实交互设备，从而获得一种身临其境的高分辨率三维立体视听影像和6自由度交互感受。由于投影面几能够覆盖用户的所有视野,所以沉浸式虚拟现实显示系统能提供给使用者一种前所未有的带有震撼性的身临其境的沉浸感。这种完全沉浸式的立体显示环境，为科学家带来了空前创新的思考模式。 多通道投影融合沉浸式虚拟现实系统采用边缘融合拼接系统是指整幅投影画面由不同的投影机投射画面拼接组成，每个单独的投影画面拼接中有着投影光线和画面内容的重叠部分，通过软硬件的结合处理，消除光线重合部分的多余亮度，从而确保整幅画面上面没有任何接缝，亮度均匀一致，给观众完美的视觉冲击。（见下图）本方案中采用边缘融合大屏幕拼接。 1.1与单屏大屏幕相比，四通道投影融合沉浸式虚拟现实系统的优势 1.增加图像尺寸；画面的完整性：多台投影机拼接投射出 来的画面一定比单台投影机投射出来的画面尺寸更大；鲜艳靓丽的画面，能带给人们不同凡响的视觉冲击，采用无缝边缘融合技术拼接而成的画面，要很大程度上保证了画面的完美性和色彩的一致性。 欧阳歌谷创编2021年2月
虚拟现实系统的组成 1 构建虚拟现实系统的目的 使参与者沉浸于多维信息空间中，进行仿真、建模，获取知识和形成新概念。 目标:利用并集成高性能的计算机软硬件及各类先进的传感器，去构建一个使参与者处于身临其境的沉浸感、具有完善的交互作用、能帮助和启发构思的信息环境。 技术支持:各种传感器技术、三维显示和音响器、虚拟环境产生器、程序设计工具集、计算机高速网络和高性能计算机平台。 2 虚拟现实系统的组成 用户通过头盔、手套和话筒等输入设备为计算机提供输入信号，虚拟现实软件收到输入信号后加以解释，然后对虚拟环境数据库进行必要更新，调整当前虚拟环境视图，并将这一新视图及其它信息如声音立即传送给输出设备，以便用户及时看到效果。 系统由输入部分、输出部分、虚拟环境数据库、虚拟现实软件组成。 2.1输入部分 虚拟现实系统通过输入部分接收来自用户的信息。用户基本输入信号包括用户的头、手位置及方向、声音等。其输入设备主要有: (1)数据手套 用来监测手的姿态，将人手的自然动作数字化。用户手的位置与
方向用来与虚拟环境进行交互。如在使用交互手套时，手势可用来启动或终止系统。类似地，手套可用来拾起虚拟物体，并将物体移到别的位置。 (2)三维球 用于物体操作和飞行控制。 (3)自由度鼠标 用于导航、选择及与物体交互。 (4)生物传感器 用来跟踪眼球运动。 (5)头部跟踪器 通常装在HMD头盔上跟踪头部位置，以便使HMD显示的图像随头部运动而变化。用户头的位置及方向是系统重要的输入信号，因为它决定了从哪个视角对虚拟世界进行渲染。 (6)语音输入设备 通过话筒等声音输入设备将语音信息输入，并利用语音识别系统将语音信号变成数字化信号。 2.2 输出系统 虚拟现实系统根据人的感觉器官的工作原理，通过虚拟现实系统的输出设备，https://www.doczj.com/doc/2616712044.html,使人对虚拟现实系统的虚拟环境得到虽假犹真、身临其境的感觉。主要是由三维图像视觉效果、三维声音效果和触觉 (力觉)效果来实现的。 (1)三维图像生成与显示
沉浸式虚拟现实VR一体机系统 系统概述 VR是Virtual Reality的缩写，译为中文即“虚拟现实”，该技术融合了计算机3D图形技术、计算机仿真技术、传感器技术、显示技术等多种科学技术，在多维信息空间上创建一个虚拟信息环境，能使用户具有身临其境的沉浸感和模拟现实环境的交互性，有助于加深感受、启发认知。因此，VR系统环境具备沉浸感、交互性、构想性这三个基本特性。 VR虚拟现实的关键技术主要包括模拟环境三维图形处理技术、位置追踪技术、触觉或力觉反馈、智能传感设备各等。理想的VR体验，是基于计算机生成逼真的三维立体虚拟环境，借助VR输入/输出设备体会到人体正常应感应到的视觉、听觉、触觉、力觉、运动等所有感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，并利用位置追踪技术，对头部转动、眼睛、手势等其它行为动作进行采集，由计算机处理体验者动作的相应数据，并做出实时响应和反馈。 随着移动互联网技术、人工智能技术的发展，推动了VR虚拟现实技术在工业、医疗、教育、军事等多个领域的应用，沉浸式虚拟现实设备因实用便携、最能展现虚拟现实效果而成为未来主要的发展趋势，由于沉浸式交互技术、VR外 设硬件技术的不断突破，VR技术也逐步朝着完整成熟的产业化方向发展。 VR产业现状分析 VR产业覆盖了硬件、系统、平台、开发工具、应用以及消费内容等诸多方面，
作为一个处于技术创新井喷期的产业，VR虚拟现实的想象空间和市场前景十分广阔，全球科技巨头纷纷投身其中。目前，VR作为新兴产业，其技术要求高、资源投入大，产业链的部分环节相对比较单薄，国内VR产业主要集中在硬件制作环节，而内容与工具提供商，尤其是内容平台搭建者，主要以国际大型IT科技公司为主。 尽管目前VR/AR行业都处于起步阶段，但整个市场未来增长潜力巨大：根据Digi Capital预测至2020年，全球AR与VR市场规模将达到1500亿美元，而根据市场研究机构BI Intelligence的统计，2020仅年头戴式VR硬件市场规模将达到28亿美元，未来5年复合增长率超过100%。在过去的2015年，VR毫无疑问成为资本市场最受热捧的风口。 2016年，VR将在全世界范围内迎来行业大爆发，成为互联网科技界新一代的智能硬件入口。由于VR带来的时代颠覆性，国内外各大型知名高新科技公司纷纷进驻VR产业，寻求下一个发展切入点： ?国内：腾讯进入VR领域，发布“TOS+”智能硬件开放平台，布局虚拟现实产品在内的智能硬件生态圈；百度视频成立VR频道，成为BAT中投入VR 领域的首一家；暴风、360、小米、迅雷、京东等知名互联网公司也纷纷开发其VR产品迅速占据国内主流市场。 ?国外：索尼PS VR、HTC Vive、Facebook旗下的Oculus、三星GearVR、微软VR Kit、谷歌Cardboard成为国际VR消费级市场主流产品；Magic Leap
虚拟现实技术试题（一） 1、虚拟现实是一种高端人机接口，包括通过视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等多种感觉通道的实时模拟和实时交互。 2、虚拟现实与通常CAD系统所产生的模型以及传统的三维动画是不一样的。 3、虚拟现实技术应该具备的三个特征:Immersion(沉浸) Interaction(交互) Imagination(想象) 4、一个典型的虚拟现实系统的组成主要由头盔显示设备\多传感器组\力反馈装置 5、从虚拟现实技术的相关概念可以看出，虚拟现实技术在人机交互方面有了很大的改进。常被称之为“基于自然的人机界面”计算机综合技术，是一个发展前景非常广阔的新技术。 6、根据虚拟现实对“沉浸性”程度和交互程度的不同，可把虚拟现实系统划分为四种典型类型沉浸式\桌面式\增强式\分布式。 7、有关虚拟现实的输入设备主要分为两类。三维位置跟踪器 8、在虚拟现实系统的输入设部分，基于自然交互设备主要有力反馈设备\数据手套\三维鼠标. 9、三维定位跟踪设备是虚拟现实系统中关键设备之一，一般要跟踪参与对象的宽度、高度、深度、俯仰角(pitch)、转动角(yaw)和偏转角（roll）,我们称为6自由度（6DOF）。 10、空间位置跟踪技术有多种，常见的跟踪系统有机械跟踪器\电磁跟踪器\超声波跟踪器\惯性跟踪器\光学跟踪器。 11、所谓力反馈，是运用先进的技术手段将虚拟物体的空间无能运动转变成物理设备的机械运动，使用户能够体验到真实的力度感和方向感，从而提供一个崭新的人机交互界面。该项技术最早应用于尖端医学和军事领域。 12、立体显示技术是虚拟现实系统的一种极为重要的支撑技术。要实现立体的显示。现已有多种方法与手段进行实现。主要有互补色\偏振光\时分式\光栅式\真三维显示 . 12、正是由于人类两眼的视差，使人的大脑能将两眼所得到的细微差别的图像进行融合，从而在大脑中产生有空间感的立体物体视觉。 13、HMD（Head_Mounted_Display）,头盔式显示器，主要组成是显示元件\ 光学系统 14、洞穴式立体显示装置（CAVE Computer Automatic Virtual Enviroment）系统是一套基于高端计算机的多面式的房间式立体投影解决方案,CAVE主要组成由高性能图形工作站\投影设备\跟踪系统\声音系统。 13、三维视觉建模又可细分为几何建模、物理建模、行为建模技术，分别是基于物体的几何信息来描述物体模型的建模方法、涉及到物体的物理属性，行为建模反映研究对象的物理本质及其内在的工作原理。 14、在真实感实时绘制技术中，为了提高显示的逼真度，加强真实性，常利用的方法有纹理映射\反走样 \环境映射。 15、在基于几何图形的实时绘制技术实现过程中，目前有下面几种用来降低场景的复杂度，以提高三维场景的动态显示速度的方法:预测计算法、脱机计算法、3D剪切法、可见消隐法、细节层次模型法。其中细节层次模型法应用较为普遍。16、为了保证虚拟环境的真实性，常需要对虚拟物体进行碰撞检测，实现方法有多种，但其中的层次包围盒法方法是碰撞检测算法中广泛使用的一种方法，它是解决碰撞检测问题复杂性的一种有效方法。 实时绘制技术\场景简化\快速消隐\纹理化对象\限时绘制\ 17、VRML（Virtual Reality Modeling Language）即虚拟现实建模语言。是一种用于建立真实世界的场景模型或人们虚构
CAVE沉浸式虚拟现实显示系统，是基于投影的沉浸式虚拟现实显示系统，其特点是分辨率高，沉浸感强，交互性好，VR-Platform CAVE目前国内市场占有率最高。 沉浸式虚拟现实显示系统 CAVE是什么错误!未定义书签。 袇莀肂螇蒇节芄VR-PLATFORM CAVE系统错误!未定义书签。 VR-PLATFORM CAVE系统的构成错误!未定义书签。 VR-PLATFORM CAVE系统的应用错误!未定义书签。 CAVE是什么 CAVE沉浸式虚拟现实显示系统的原理比较复杂，它是以计算机图形学为基础，把高分辨率的立体投影显示技术、多通道视景同步技术、三维计算机图形技术、音响技术、传感器技术等完美地融合在一起，从而产生一个被三维立体投影画面包围的供多人使用的完全沉浸式的虚拟环境。 VR-PLATFORM CAVE系统 CAVE投影系统是由3个面以上（含3面）硬质背投影墙组成的高度沉浸的虚拟演示环境，配合三维跟踪器，用户可以在被投影墙包围的系统近距离接触虚拟三维物体，或者随意漫游“真实”的虚拟环境。CAVE系统一般应用于高标准的虚拟现实系统。至纽约大学94年建立第一套CAVE系统以来， CAVE 已经在全球超过600所高校、国家科技中心、各研究机构进行了广泛的应用。 中视典数字科技，专注于虚拟现实增强现实 3D互联网领域，是专业的虚拟现实硬件设备提供商与集成商。CAVE虚拟现实显示系统，作为中视典数字科技的主打虚拟现实硬件设备，自推出市场以来，收到了广大用户的普遍欢迎和好评，在业内拥有良好的信誉和口碑。 中视典数字科技VR-PLATFORM CAVE系统是一种基于多通道视景同步技术和立体显示技术的房间式投影可视协同环境，该系统可提供一个房间大小的最小三面或最大七十面（2004年）立方体投影显示空间，供多人参与，所有参与者均完全沉浸在一个被立体投影画面包围的高级虚拟仿真环境中，借助相应虚拟现实交互设备（如数据手套、位置跟踪器等），从而获得一种身临其境的高分辨率三维立体视听影像和6自由度交互感受。由于投影面几能够覆盖用户的所有视野,所以VR-PLATFORM CAVE系统能提供给使用者一种前所未有的带有震撼性的身临其境的沉浸感受。 VR-PLATFORM CAVE系统的构成 （1）VR-PLATFORM CAVE投影系统基座 （2）VR-PLATFORM CAVE投影屏幕框架 （3）VR-PLATFORM CAVE立体投影系统背投屏幕 （4）松下 PT-FD605
虚拟现实系统的结构 一般的虚拟现实系统主要由专业图形处理计算机、应用软件系统、输入设备和演示设备等组成。 硬件平台 由于虚拟世界本身的复杂性(如大面积城区规划的立体显示等)及计算实时性的要求，产生虚拟环境所需的计算量极为巨大，这对中心计算机的配置提出了极高的要求。目前，国外的VR系统一般配备有SGI或SUN工作站;大型的虚拟现实系统，采用的是计算机并行处理系统。这些超级计算机虽然性能超群，但是价格非常昂贵，入门级的系统往往也要数十万美金以上。伟景行科技新近推出的高性能专业图形集群系统，性能达到甚至超过国外同类产品，但价格更能适应国内各类用户的预算要求。 软件系统 虚拟现实的软件系统是实现VR技术应用的关键。VR技术在国外的应用比国内早，在军事领域战场模拟、飞行仿真以及飞机、汽车制造等工程需求的支持下,培育出一些大型的VR开发及演示软件，如MultiGen Creator和VEGA等。虽然国外的软件系统比较成熟，但他们在建筑、城市规划领域应用有较大的先天不足.主要问题包括:软件应用需要二次开发、与行业特点结合不够紧密以及价格比较昂贵等。
和国外VR软件不同的是，伟景行自主开发的CityMaker虚拟建筑和虚拟城市软件应用平台，是建立在建筑和计算机双重背景之上的,首先面向建筑与规划行业应用的专用软件.伟景行在创建之初就定位于建筑与规划行业内虚拟现实技术研发及应用推广，因此我们的技术始终围绕该行业的需求而发展,相应的解决方案比较专业实用，性能和效果也更加出色。 输入工具和演示设备 虚拟现实技术的特征之一就是人机之间的交互性(interaction).为了实现人机之间充分交换信息，必须设计特殊输入工具和演示设备，以识别人的各种输入命令,且提供相应反馈信息，实现真正的仿真效果。不同的项目可以根据实际的应用可以有选择的使用这些工具,主要包括: a.头盔式显示器和跟踪器 b.数据传感手套 c.大屏幕立体显示系统 d.三维虚拟立体声音生成装置 目前，尤其是国内虚拟现实技术尚未获得较大普及的因素除了技术较新之外，https://www.doczj.com/doc/2616712044.html,主要在于昂贵的高性能计算机系统(如SGI IRIX 系列超级计算机)价格和技术(如软件的二次开发)的易用型。另外,
- 0 - CAVE 沉浸式虚拟现实显示系统，是基于投影的沉浸式虚拟现实显示系统，其特点是分辨率高，沉浸感强，交互性好，VR-Platform CAVE 目前国内市场占有率最高。 沉浸式虚拟现实显示系统 CAVE 是什么 ....................................................................................................................................... - 0 - VR-PLATFORM CAVE 系统 ..................................................................................................................... - 0 - VR-PLATFORM CAVE 系统的构成 ........................................................................................................... - 1 - VR-PLATFORM CAVE 系统的应用 ........................................................................................................... - 2 - CAVE 是什么 CAVE 沉浸式虚拟现实显示系统的原理比较复杂，它是以计算机图形学为基础，把高分辨率的立体投影显示技术、多通道视景同步技术、三维计算机图形技术、音响技术、传感器技术等完美地融合在一起，从而产生一个被三维立体投影画面包围的供多人使用的完全沉浸式的虚拟环境。 VR-PLATFORM CAVE 系统 CAVE 投影系统是由3个面以上（含3面）硬质背投影墙组成的高度沉浸的虚拟演示环境，配合三维跟踪器，用户可以在被投影墙包围的系统近距离接触虚拟三维物体，或者随意漫游“真实”的虚拟环境。CAVE 系统一般应用于高标准的虚拟现实系统。至纽约大学94年建立第一套CAVE 系统以来， CAVE 已经在全球超过600所高校、国家科技中心、各研究机构进行了广泛的应用。 中视典数字科技，专注于虚拟现实 增强现实 3D 互联网领域，是专业的虚拟现实硬件设备提供商与集成商。CAVE 虚拟现实显示系统，作为中视典数字科技的主打虚拟现实硬件设备，自推出市场以来，收到了广大用户的普遍欢迎和好评，在业内拥有良好的信誉和口碑。 中视典数字科技VR-PLATFORM CAVE 系统是一种基于多通道视景同步技术和立体显示技术的房间式投
一、填空题 1.虚拟现实的本质特征：Immersion(沉浸) Interaction(交互) Imagination(想象)，其中沉浸是最弱的， 是虚拟现实最重要的技术特征。 2.电磁式位置跟踪设备可分为交流电发射器型与直流电发射器型。 3.虚拟对象建模包括：几何建模、图像建模、图像与几何相结合建模、视觉外观设计建模。 4.虚拟环境建模包括：物理建模、行为建模、运动建模、声音建模。其中分形技术属于物理建模。 5.几何建模的方法包括：多边形；非统一有理B样条；构造立体几何。 6.虚拟现实是一种高端人机接口，包括通过视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等多种感觉通道的实时模拟和实时交 互。 7.一个典型的虚拟现实系统的组成主要由: 头盔显示设备、多传感器组、力反馈装置构成。 8.根据虚拟现实对“沉浸性”程度和交互程度的不同，可把虚拟现实系统划分为四种典型类型，沉浸式、桌面式、 增强式、分布式。 9.正是由于人类两眼的视差，使人的大脑能将两眼所得到的细微差别的图像进行融合，从而在大脑中产生有空 间感的立体物体视觉。 10.在虚拟现实系统的输入部分，基于自然交互设备主要有力反馈设备、数据手套、三维鼠标。 二、多项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 1.以下属于视觉感知设备的有（ABCDEF ） A.头盔显示器 B.立体眼镜显示系统 C. 洞穴式立体显示系统 D.响应工作台立体显示系统 E.墙式立体显示系统 F. 裸眼立体显示系统 2.E） A.充气式触觉反馈装置； B.振动式触觉反馈装置； C.视觉式触觉反馈装置； D.电刺激式触觉反馈装置； E.声波触觉反馈装置 F.神经肌肉刺激式触觉反馈装置 3.HMD（Head_Mounted_Display）即头盔式显示器，主要组成是（CD） A.显示元件 B.光学系统 C.触觉元件 D.听觉系统 4.空间位置跟踪技术有多种，常见的跟踪系统有（ABCDE） A.机械跟踪器 B.电磁跟踪器 C.超声波跟踪器 D.惯性跟踪器 E.光学跟踪器 5.所谓力反馈，是运用先进的技术手段将虚拟物体的空间无能运动转变成物理设备的机械运动，使用户能够体验到 真实的力度感和方向感，从而提供一个崭新的人机交互界面。该项技术最早应用于（AB） A.尖端医学 B.军事领域 C.房地产领域 D.教育仿真 6.立体显示技术是虚拟现实系统的一种极为重要的支撑技术，要实现立体的显示，现有多种方法与手段进行实现。 主要有（ABCDE ） A.互补色 B.偏振光 C.时分式 D.光栅式 E.真三维显示 F.全息影像 7.为了保证虚拟环境的真实性，常需要对虚拟物体进行碰撞检测，实现方法有多种但其中的( B )方法是碰撞 检测算法中广泛使用的一种方法，它是解决碰撞检测问题复杂性的一种有效方法。 A.直接检测法 B.包围盒检测法 C.分割检测法 D. Lin-Canny检测法， 8.洞穴式立体显示装置（CAVE Computer Automatic Virtual Enviroment）系统是一套基于高端计算机的多面式的 房间式立体投影解决方案,CAVE主要由( ABC )组成: A.高性能图形工作站 B.投影设备 C.跟踪系统 D.声音系统 9.在真实感实时绘制技术中，为了提高显示的逼真度，加强真实性，常利用的方法有( ABC ) A.纹理映射 B.反走样 C.环境映射 D.细节层次模型法 10.在基于几何图形的实时绘制技术实现过程中，目前有下面几种用来降低场景的复杂度，以提高三维场景的动态显 示速度的方法，其中（ C ）法应用较为普遍。 A.预测计算法 B.脱机计算法 C. 细节层次模型法 D.可见消隐法 E. 3D剪切法
一提到虚拟现实，大家肯定会想到“灵境”、“Virtual Reality”、“幻真”....什么的，这些概念现传的到处都是，很多行业内的公司企业网站上也都是用这些概念来装点页面！但是大家有没有认真考虑过到底什么真正的虚拟现实还有他存在的意义呢？ 总是去学习别人的东西是一种缓慢的进步，快速的进步是认认真真的做好总结，得到自己想要的东西。 “虚拟现实”，先从字面上理解这个概念。在这个词汇中，虚拟是定语，现实是关键字。说白了就是“虚拟了的现实”，可见重点是“现实”。也就是说我们要将现实世界中的真实环境通过某种手段模拟出来，达到以假乱真的目的。这里的现实对应的就是“真实世界”。真实世界这个范围很大，比如物理学、医学、地理信息、天体运行等，所涉及的专业知识就是我们整个世界的知识体系。在这个基础上研究虚拟现实才会有更广阔的发展方向和实际意义。 从广义角度来讲，虚拟现实本身也不仅仅局限于计算机技术。举个最简单的例子，比如魔术，我们都知道看到的东西其实是假的，但是我们却真真切切的感受到那是真的，这是不是一种虚拟现实呢？ 计算机的出现我们本身就可以理解为是以一种虚拟现实技术的发展过程。首先，计算机的出现就是为了模拟人脑的工作流程，替代人工大量而繁琐的计算工作。操作系统本身也是按人类的语言和思维方式设定的输入输出过程：字符界面的dos、unix、os/2等都是模拟人类的语言方式来操作的。到了桌面操作系统就更明显，windows中的“桌面”、“我的电脑”、“网上邻居”等等都是在通过真实世界的思维方式来管理计算机资源。计算机程序设计发展也是这样，汇编语言是机器语言，非常不适应人类的思维习惯，所以到现在也只有CPU底层研发人员或专业人士才能使用。后来有了面向过程的pascal、c等面向过程的编程语言，这时候就非常符合人类的思维方式了，所以应用软件才开始大发展。现在程序设计的基本思想是“面向对象”，把计算机里面的每个资源、设备或者是数据都归纳为以一个一个的类，我们使用的时候就是创建某个类的一个实例，这就是对象。通过设置对象的属性、调用对象的方法等来实现操作数据的管理。整个计算机软件的发展可以说就是一个越来越完善的虚拟现实应用。这也非常符合人类在对现实世界事物管理、分析的思维方式。 在计算机系统的前提下探讨虚拟现实技术，我们就离不开计算机理论。 首先，我们都知道，计算机的核心部分是操作系统。计算机操作系统是人机交互、资源管理的一个中心控制平台。大家都知道本身计算机里面都是二进制的0、1代码。这些数据通过存储这些0、1代码不同序列来实现我们所说的数据存储。那么操作系统通过什么来管理这些数据呢？那就是文件系统。只有定义了文件系统之后、操作系统才能更好的、有效的管理这些数据。计算机系统还包括各式各样的外围设备—输入输出设备，这些设备也同样是被定义成计算机系统中的资源，通过操作系统来管理。 这个计算机系统的模型我们可以延伸到虚拟现实领域。可以类推，虚拟现实系统中的核心部分应该是虚拟现实引擎，这个引擎控制管理整个系统中的数据、外围设备等资源。与计算机系统一样，根据不同的应用领域所选择的计算机操作系统、外围设备等也不同。比如专业数据库系统一般用unix和oracle、专业的图形系统诸如苹果等。同样的，虚拟现实系统中也针对不同的应用应该选择不同的引擎（或者说是虚拟现实的操作系统VROS[Virtual
图像提供虚拟仿真教学硬件设备搭建和容制作整体解决案 【虚拟现实教学系统组成】： 建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键，而要建立一个完整的虚拟现实系统，首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决案。 图像根据虚拟现实技术的在含义和技术特征，并结合多年的虚拟现实教学建设经验，最新推出的虚拟现实教学系统提供以下组成： 虚拟现实开发平台： 一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台，一般包括两个部分，一是硬件开发平台，即高性能图像生成及处理系统，通常为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站；另一部分为软件开发平台，即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分，负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系统最基本的物理平台，同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转，与他们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此，虚拟现实系统开发平台部分在任一个虚拟现实系统中都不可缺少，而且至关重要。 虚拟现实显示系统： ·高性能图像生成及处理系统
·具有沉浸感的虚拟三维显示系统 在虚拟现实应用系统中，通常有多种显示系统或设备，比如：大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维投影显示系统，而虚拟三维投影显示系统则是目前应用最为广泛的系统，因为虚拟现实技术要求应用系统具备沉浸性，而在这些所有的显示系统或设备中，虚拟三维投影显示系统是最能满足这项功能要求的系统，因此，该种系统也最受广大专业仿真用户的欢迎。虚拟三维投影显示系统是目前国际上普遍采用的虚拟现实和视景仿真实现手段和式，也是一种最典型、最实用、最高级别的投入型虚拟现实显示系统。这些高度逼真三维显示系统的高度临场感和高度参与性最终使参与者真正实现与虚拟空间的信息交流与现实构想。 虚拟现实交互系统 多自由度实时交互是虚拟现实技术最本质的特征和要求之一，也是虚拟现实技术的精髓，离开实时交互，虚拟现实应用将失去其存在的价值和意义，这也是虚拟现实技术与三维动画和多媒体应用的最根