8.1.2虚拟现实系统的组成及特点
- 格式:ppt
- 大小:884.50 KB
- 文档页数:12
1.虚拟现实系统有哪几种类型?各有什么特点及应用?
虚拟现实系统按照不同的标准有不同的分类,通常分为以下三类:
桌面虚拟现实系统;沉浸式虚拟现实系统;分布式虚拟现实系统
1)桌面是虚拟现实技术
特点:全面,小型,经济,适用
应用:VR工作者的教学,研发和实际应用
2)沉浸式虚拟现实系统
特点:虚拟环境可以是任意虚构的,实际不存在的世界;任何操作不对外界产生直接作用;一般用于娱乐或验证某一猜想假设,训练,模拟,预演,检验,体验等
应用:学院模拟演练系统
3)分布式虚拟现实系统
特点:共享的虚拟工作空间;伪实体的行为真实感;支持实时交互,共享时钟;多个用户以多种方式相互通信;资源信息共享以及允许用户自然操作环境中对象。
应用:远程教育,工程技术,建筑,电子商务,交互式娱乐,远程医疗,大规模军事训练等领域都有着极其广泛的应用前景,利用它可以创建多媒体通信,设计协作系统,实境式电子商务,网络游戏,虚拟社区全新的应用系统。
2.举例说明虚拟现实技术在医学领域的具体应用
在医学领域,目前正处于应用VR的初级阶段,其应用范围包括从建设合成药物的分子模型到各种医学模拟,以及进行解剖和外科手术教育等。
在此领域,VR应用大致有两类,一类是虚拟人体,另一类是虚拟手术技术。
具体应用:
医学仿真教学;虚拟解剖;虚拟心脏听诊;手术部位确定和手术预演;数字画人体制作演示;远程医疗等。
虚拟现实技术的概念与类型虚拟现实技术的概念与类型1. 虚拟现实的概念虚拟现实技术是利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨显示技术,生成三维逼真的虚拟环境,使用者戴上特殊的头盔、数据手套等传感设备,或利用键盘、鼠标等输入设备,便可以进入虚拟空间,成为虚拟环境的一员,进行实时交互,感知和操作虚拟世界中的各种对象,从而获得身临其境的感受和体会。
2. 虚拟现实的特征(1) 沉浸性虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理心理特点,由电脑产生逼真的三维立体图像.使用者戴上头盔显示器和数据手套等交互设备,便可将自己置身于虚拟环境中,成为虚拟环境中的一员。
使用者与虚拟环境中的各种对象的相互作用,就如同在现实世界中的一样。
当使用者移动头部时,虚拟环境中的图像也实时地跟随变化,拿起物体可使物体随着手的移动而运动,而且还可以听到三维仿真声音。
使用者在虚拟环境中,一切感觉都是那么逼真,有一种身临其境的感觉。
(2) 交互性虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互,使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互,而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。
电脑能根据使用者的头、手、眼、语言及身体的运动,来调整系统呈现的图像及声音。
使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能,就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。
(3) 想象由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置,因此,使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知,从而到达身临其境的感受。
3.虚拟现实技术的类型(1) 桌面虚拟现实(2) 沉浸的虚拟现实(3) 增强现实性的虚拟现实(4) 分布式虚拟现实(1) 弥补远程教学条件的不足在远程教学中,往往会因为实验设备、实验场地、教学经费等方面的原因,而使一些应该开设的教学实验无法进行。
利用虚拟现实系统,可以弥补这些方面的不足,学生足不出户便可以做各种各样的实验,获得与真实实验一样的体会,从而丰富感性认识,加深对教学内容的理解。
虚拟现实技术概论教案第一章:虚拟现实技术简介1.1 课程目标了解虚拟现实技术的概念、发展历程和应用领域。
1.2 教学内容1.2.1 虚拟现实技术的定义1.2.2 虚拟现实技术的发展历程1.2.3 虚拟现实技术的应用领域1.3 教学方法采用讲授法,结合案例分析,让学生了解并掌握虚拟现实技术的基本概念和发展状况。
1.4 教学活动1.4.1 导入:介绍虚拟现实技术的定义1.4.2 讲解:分析虚拟现实技术的发展历程和应用领域1.4.3 案例分析:让学生通过案例了解虚拟现实技术的应用1.5 作业与评估要求学生课后总结虚拟现实技术的发展历程,并在下一节课上进行分享。
第二章:虚拟现实技术的原理与技术2.1 课程目标了解虚拟现实技术的原理,掌握虚拟现实技术的关键技术。
2.2 教学内容2.2.1 虚拟现实技术的原理2.2.2 虚拟现实技术的关键技术2.3 教学方法采用讲授法,结合实验演示,让学生了解虚拟现实技术的原理和关键技术。
2.4 教学活动2.4.1 讲解:介绍虚拟现实技术的原理2.4.2 实验演示:展示虚拟现实技术的关键技术2.5 作业与评估要求学生课后总结虚拟现实技术的关键技术,并在下一节课上进行分享。
第三章:虚拟现实系统的组成与分类3.1 课程目标了解虚拟现实系统的组成,掌握不同类型的虚拟现实系统。
3.2 教学内容3.2.1 虚拟现实系统的组成3.2.2 虚拟现实系统的分类3.3 教学方法采用讲授法,结合实物展示,让学生了解虚拟现实系统的组成和分类。
3.4 教学活动3.4.1 讲解:介绍虚拟现实系统的组成3.4.2 实物展示:展示不同类型的虚拟现实系统3.5 作业与评估要求学生课后总结虚拟现实系统的分类,并在下一节课上进行分享。
第四章:虚拟现实技术的应用领域4.1 课程目标了解虚拟现实技术在不同领域的应用,掌握虚拟现实技术的产业现状。
4.2 教学内容4.2.1 虚拟现实技术在娱乐领域的应用4.2.2 虚拟现实技术在教育领域的应用4.2.3 虚拟现实技术在医疗领域的应用4.2.4 虚拟现实技术的产业现状与发展趋势4.3 教学方法采用讲授法,结合案例分析,让学生了解虚拟现实技术在不同领域的应用及产业发展情况。
浅谈虚拟现实技术特点,组成和分类。
常用的虚拟现实软件,硬件和优缺点。
一:虚拟现实技术特点:多感知性(Multi-Sensory)所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外,还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知,甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。
理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。
由于相关技术,特别是传感技术的限制,目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。
浸没感(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。
理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假,使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中,该环境中的一切看上去是真的,听上去是真的,动起来是真的,甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的,如同在现实世界中的感觉一样。
交互性(Interactivity)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(包括实时性)。
例如,用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体,这时手有握着东西的感觉,并可以感觉物体的重量,视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。
构想性(Imagination)强调虚拟现实技术应具有广阔的可想像空间,可拓宽人类认知范围,不仅可再现真实存在的环境,也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。
由于浸没感、交互性和构想性三个特性的英文单词的第一个字母均为I,所以这三个特性又通常被统称为3I特性。
一般来说,一个完整的虚拟现实系统由虚拟环境、以高性能计算机为核心的虚拟环境处理器、以头盔显示器为核心的视觉系统、以语音识别、声音合成与声音定位为核心的听觉系统、以方位跟踪器、数据手套和数据衣为主体的身体方位姿态跟踪设备,以及味觉、嗅觉、触觉与力觉反馈系统等功能单元构成。
二:虚拟现实技术组成和分类:1、虚拟现实技术组成:1、效果发生器。
效果发生器是完成人与虚拟环境交互的硬件接口装置,包括人们产生现实沉浸感受到的各类输出装置,例如头盔显示器、立体声耳机;还包括能测定视线方向和手指动作的输入装置,例如头部方位探测器和数据手套等2、实景仿真器。
虚拟现实技术的名词解释_特征_技术特点_五大障碍虚拟现实技术的名词解释虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统,它利用计算机生成一种模拟环境,是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。
虚拟现实技术的特征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。
存在感指用户感到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。
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。
自主性指虚拟环境中的物体依据现实世界物理运动定律动作的程度。
虚拟现实技术的技术特点VR艺术是伴随着“虚拟现实时代”的来临应运而生的一种新兴而独立的艺术门类,在《虚拟现实艺术:形而上的终极再创造》一文中,关于VR艺术有如下的定义:“以虚拟现实(VR)、增强现实(AR)等人工智能技术作为媒介手段加以运用的艺术形式,我们称之为虚拟现实艺术,简称VR艺术。
该艺术形式的主要特点是超文本性和交互性。
”“作为现代科技前沿的综合体现,VR艺术是通过人机界面对复杂数据进行可视化操作与交互的一种新的艺术语言形式,它吸引艺术家的重要之处,在于艺术思维与科技工具的密切交融和二者深层渗透所产生的全新的认知体验。
与传统视窗操作下的新媒体艺术相比,交互性和扩展的人机对话,是VR艺术呈现其独特优势的关键所在。
从整体意义上说,VR艺术是以新型人机对话为基础的交互性的艺术形式,其最大优势在于建构作品与参与者的对话,通过对话揭示意义生成的过程。
艺术家通过对VR、AR等技术的应用,可以采用更为自然的人机交互手段控制作品的形式,塑造出更具沉浸感的艺术环境和现实情况下不能实现的梦想,并赋予创造的过程以新的含义。
如具有VR性质的交互装置系统可以设置观众穿越多重感官的交互通道以及穿越装置的过程,艺术家可以借助软件和硬件的顺畅配合来促进参与者与作品之间的沟通与反馈,创造良好的参与性和可操控性;也可以通过视频界面进行动作捕捉,储存访问者的行为片段,以保持参与者的意识增强性为基础,同步放映增强效果和重新塑造、处理过的影像;通过增强现实、混合现实等形式,将数字世界和真实世界结合在一起,观众可以通过自身动作控制投影的文本,如数据手套可以提供力的反馈,可移动的场景、360度旋转的球体空间不仅增强了作品的沉浸感,而且可以使观众进入作品的内部,操纵它、观察它的过程,甚至赋予观众参与再创造的机会。
虚拟现实的基本组成虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)是一种计算机技术,它可以让用户在虚拟世界中与计算机生成的环境进行交互,同时也可以感受到身体的反馈。
虚拟现实的基本组成包括硬件设备、软件系统和交互方式三个方面。
一、硬件设备虚拟现实的硬件设备主要包括头戴式显示器、手柄、追踪器、计算机等。
1.头戴式显示器头戴式显示器是虚拟现实最重要的硬件设备之一,它可以将计算机生成的虚拟世界投射到用户的眼睛中,让用户感觉自己置身于虚拟世界中。
头戴式显示器通常由两个显示屏组成,分别显示左右眼的图像,以达到立体效果。
目前市面上常见的头戴式显示器有Oculus Rift、HTC Vive、PlayStation VR等。
2.手柄手柄是虚拟现实中的交互设备,用户可以通过手柄来控制虚拟世界中的物体和角色。
手柄通常具有多个按键和摇杆,可以模拟现实中的手部动作。
目前市面上常见的手柄有Oculus Touch、HTC Vive Controller、PlayStation Move等。
3.追踪器追踪器是虚拟现实中的定位设备,可以追踪用户的头部、手部和身体的位置和姿态,以便计算机生成相应的虚拟世界。
追踪器通常采用红外线或激光技术进行定位。
目前市面上常见的追踪器有Oculus Sensor、HTC Vive Base Station等。
4.计算机虚拟现实需要强大的计算能力来生成高质量的虚拟世界,因此需要配备高性能的计算机。
计算机需要具备高速的CPU、GPU、内存和存储器等硬件设备,以保证虚拟现实的流畅运行。
目前市面上常见的虚拟现实计算机有Oculus Ready PC、HTC Vive Ready PC等。
二、软件系统虚拟现实的软件系统主要包括虚拟现实引擎、虚拟现实应用程序和虚拟现实平台等。
1.虚拟现实引擎虚拟现实引擎是虚拟现实的核心技术,它可以将计算机生成的虚拟世界呈现给用户,并且处理用户的交互行为。
虚拟现实引擎通常由多个模块组成,包括图形渲染、物理引擎、声音引擎等。
虚拟现实简答题答案1、虚拟现实基本概念、基本类型及三个重要特点是什么?虚拟现实(VirtualReality,简称VR),是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境,具体地说,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作用、相互影响,从而产生亲临等同真实环境的感受和体验。
由计算机系统产生的,相对于实环境的,并有人的操作和参与而形成的一种虚构的、视觉上的、听觉上的、感觉上、嗅觉上的存在,是一种物理意义上的人机交互和抽象组合。
虚拟现实系统的四大类:桌面虚拟现实系统、临境虚拟现实系统、增强型的虚拟现实系统、分布式虚拟现实系统三个基本特征:临境(immerion);交互性(interactivity);想象(imagination)。
沉浸感(Iimmerion)是指用户作为主角存在于虚拟环境中的真实程度。
理想的虚拟环境应该达到使用户难以分辨真假的程度,甚至超越真实,如实现比现实更逼真的照明和音响效果等。
交互性(Iinteraction)是指用户对虚拟环境内的物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度(包括实时性)。
想象(Imagination)是指用户沉浸在多维信息空间中,依靠自己的感知和认知能力全方位地获取知识,发挥主观能动性,寻求解答,形成新的概念。
2、简述虚拟现实系统的关键技术、主要建模方法关键技术: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)、立体声及语音输入输出技术、虚拟环境建模技术等。
1.三维真实感图象的实时生成(VR系统要对参与者的行为反应灵敏,并保持内部的一致性和连贯性,保证显示图象的“更新率”能满足目标的要求)2.大视野立体显示技术(通过配戴头盔给人身临其境的感觉,画面围绕着参与者)3.位置跟踪器(检测到参与者的物理位置和取向,以便输入到计算机中去产生虚拟境界中相应的图象和声音)4.立体声的产生(真实而且准确,注意声音的方向感)5、虚拟环境建模(设计出参与者在一种虚拟境界中会遇到的景物,包括物体建立几何模型,附加信息)主要建模方法:基于几何和图像的建模、虚拟对象的物理特性建模与行为建模。