虚拟现实技术概述(PPT 72页)

格式：pptx
大小：5.35 MB
文档页数：73

下载文档原格式

VR虚拟现实技术概论PPT(共 20张)

3.航空航天
航空航天领域应用VR也比较早。驾驶员戴着头盔进行操作，测试飞机仪表布局、色度，起落时的光照是否合适，依此对设计进行调整。
4.安防监控。
虚实融合的监控系统，把边虚拟环境融合在一起，的视频无缝融合，提升了和适人化水平。
5.医疗健康
•
VR在医疗健康领域极具发展潜力。
• 首先是对人体及人体器官的三维可交互展示，这样就可以通过虚拟手术模拟器对大夫进行手术培训。还可以构建个性化病体器官模型，进行具体的手术规划和预演，从而大幅度提升手术效果，对医疗手术带来颠覆性影响。
一、虚拟现实是什么
•
VR的目标是以计
算机技术为核心，结合
其他相关科学技术，生
成与一定范围现实世界
在视、听、触觉等方面
高度近似的数字化环境，
人们通过一些交互设备
与该数字化环境进行交
互，能够产生亲临现实
世界的体验。
VR具有的特征：
一是沉浸感，参与者可以全身心沉浸于计算机生成的三维虚拟环境中；
二是交互性，参与者可以通过一些VR交互设备和虚拟环境中的对象进行交互，产生与对应真实环境中的对象进行交互的体验。现在自然交互、体感交互是非常热的一个研究方向。
• VR技术的发展可以给许多行业带来升级换代式发航天、国防军事、装备制造、智慧城市、医疗健康、文化教育等；会对许多产业产生颠覆性影响，如影视游、商务、社交网络等，同时可望形成新型的VR产业 VR人机
• 交互设备产业，行业应用模拟器、虚拟环境产业件与嵌入式系统产业，领域和行业模型数据产业，网端VR产业和VR服务产业等。可以说VR产业进入了爆前夜。
VR 虚拟现实
—
目录

《VR技术简介》课件

历史和文化的虚拟游览：VR技术可以用于历史和文化的虚拟游览，学生和游客可以通过VR设备亲身体验历史事件和文化景观，增强对历史和文化的认识和理解。
医疗健康领域
VR技术在医疗健康领域的应用包括手术模拟训练、康复治疗、疼痛管理等方面。通过VR技术，医生可以更加真实地模拟手术过程，提高手术技能和操作水平。同时，患者也可以通过VR技术进行康复训练和治疗，提高康复效果和生活质量。
02
VR技术利用计算机图形、仿真、传感器等技术，生成逼真的三维场景和物体，使用户感受到身临其境的体验。
VR技术的发展历程
A
1950年代
VR技术的概念开始出现，科学家们开始探索三维图像的生成和显示技术。
1980年代
VR技术开始商业化应用，出现了第一代虚拟现实设备，如头戴式显示器和数据手套。
交互性
总结词
虚拟现实技术允许用户与虚拟环境进行互动，增强用户的参与感和体验感。
详细描述
用户可以在虚拟环境中自由移动、探索、操作对象，与虚拟环境进行互动。这种交互性能够使用户更加深入地参与到虚拟环境中，提高用户的参与感和体验感。
真实感
总结词
虚拟现实技术能够模拟现实世界中的场景和物体，为用户提供高度真实的体验。
VS
建筑设计：VR技术还可以用于建筑设计领域，设计师可以通过VR技术更加直观地呈现设计方案，提高设计质量和沟通效率。
旅游领域
VR技术在旅游领域的应用包括虚拟旅游、导游辅助等方面。通过VR技术，游客可以在出发前了解旅游目的地的实际情况和文化背景，提高旅游体验和满意度。同时，导游也可以通过VR技术为游客提供更加生动和有趣的讲解服务。
VS
详细描述
虚拟现实技术通过高精度的3D建模和渲染技术，能够模拟出逼真的场景和物体，使用户感觉仿佛置身于现实世界中。这种高度真实的体验能够为用户带来更加丰富的视觉享受和感知体验。

虚拟现实技术概述(PPT187页).pptx

基于头盔式显示器的系统
投影式虚拟现实系统
远程存在系统（遥在系统）
增强式虚拟现实系统
分布式虚拟现实系统网络+虚拟现实
➢虚拟现实系统：
=用户+硬件+虚拟环境 ✓交互性
用户
用户信息反馈信息
虚拟环境
第二章虚拟现实系统的硬件
➢用户+硬件+虚拟环境 ✓交互性
用户
用户信息反馈信息
虚拟环境
化
30m s
跟踪范围
半径<1.6m 的半球形
4～5m3
光学 2mm 0.02mm
1mm
＜ 4～8m3（可 1ms 扩展至14m3）
3
三维位置跟踪器类型
典型输入输出装置：
➢三维跟踪传感设备 ➢立体鼠标 ➢传感手套 ➢数据衣 ➢立体显示器 ➢触觉和力觉反馈装置 ➢3-D声音生成器
1、三维位置跟踪器
跟踪器的作用：
获得移动对象的位置和方向信息；
应用：
航行、导弹、CG艺术、交通、 GPS等
VR：
高精度、快速、测量范围小
跟踪器：跟踪身体
身体跟踪：VR系统感知参与者位置和动作； ✓身体姿态与手势； ✓跟踪头部：头的朝向，影响绘制场景 ✓手和手指：手提供了与世界交互的方法
注意：
延迟的原因在于：跟踪器对移动对象的运动总是滞后的。
系统延迟＝测量延迟＋通信延迟＋绘制与显示延迟
导致HMD的运动与用户看到的虚拟场景的运动之间有很大的时间迟滞
对于使用者来说，一方面沉浸感降低，另一方面导致“仿真病”。
降低延迟的方法：
1.同步锁相：让跟踪器和通信的周期与显示的周期同步。
2.使用高速通信线路 3.提高跟踪器的采样率（更新率）

虚拟现实技术介绍PPT课件

虚拟现实产品特点
Virtual Reality product features
与环境的交互性
There are many variations of passages of Lorem available, but the majority have suffered alteration in some form, by injected humor, or randomized words which don't look even slightly believable. If you are going to use a passage of Lorem, you need to be sure there isn't anything embarrassing. There are many variations of passages
3
虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向。
虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向。
虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向。
虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向。
虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向。
虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向。
虚拟现实展示
Virtual Reality Showcase
虚拟现实展示
虚拟现实技术
虚拟现实介绍
Virtual Reality introduction
27 Jan,1920
14 Feb,1948
09 Mar,1954
虚拟现实大事记
Virtual Reality memorabilia
19 July,1990
25 Jan,2008
16 Feb,2018
4

虚拟现实技术概述课件

2.使用高速通信线路 3.提高跟踪器的采样率（更新率）
虚拟现实技术概述
39
跟踪器的性能参数－更新率
跟踪器的更新率指跟踪器每秒
钟报告的测量数据集的次数
虚拟现实技术概述
40
3种常用跟踪技术的主要性能指标
跟踪器类型
分辨率
精度延迟
电磁波 1mm 3mm 50m 0.03mm 0.1mm s
超声波
15
➢虚拟现实系统：
=用户+硬件+虚拟环境 ✓交互性
用户
用户信息反馈信息
虚拟环境
虚拟现实技术概述
16
第二章虚拟现实系统的硬件
虚拟现实技术概述
17
➢用户+硬件+虚拟环境 ✓交互性
用户
用户信息反馈信息
虚拟环境
虚拟现实技术概述
18
输入输出设备
必要性：
➢交互性——VR基本特性特殊的人机接口与外部设备是实现人机交互的必要手段
➢计算机系统的功能：
✓ 保障虚拟三维场景的实时计算和显示，尽量减少延迟；
✓ 协调各种I/O交互设备之间的工作，确保系统整体运行的性能。
➢PC机、工作站和超级计算机等
虚拟现实技术概述
21
VR系统平台——VIEW（Virtual Interface Environment Workstation）
✓接收器（三个磁力计或霍尔效应传感器）产生 9个电压值，
✓计算接收器相对于发射器的位置和方向
虚拟现实技术概述
61
➢Ascension技术公司直流电磁跟踪器： ✓Bird ✓Flock of Birds ✓ERT（Big Bird）
虚拟现实技术概述

虚拟现实技术课件

应用服务器2
…
分析服务器名称管理
应用服务器n
空间分析服务1
空间分析服务2
…
空间分析服务n
3．4 虚拟地理环境与地理协同
虚拟地理环境，是以化身为基础的多用户分布式三维智能虚拟环境，是地球空间环境特定地理现象与规律的数字与多通道感知表达、计算与模拟，可用于地球多维信息的综合管理与多媒体集成发布、人机交互/交融式创新式地球科学研究、分布式协同规划、设计与决策等。
四虚拟现实主要开发技术
VRML XML X3D Java3D
VRML JAVA3D
XML X3D
地理实体
在虚拟现实技术中，VRML/GeoVRML、XML、X3D、GML以及 Java3D技术各有所长，互为补充，利用VRML的图形建模功能， XML的国际化、结构化、模块化的特性以及Java强大的网络编程语言，共同组成一个强大的虚拟现实开发环境。
1.1 什么是虚拟现实
虚拟现实或称虚拟环境,是由计算机生成的.具有临场感觉的环境,它是一种全新的人机交互系统. 虚拟现实技术本质上说是一种高度逼真地模拟人在现实生活中视觉.听觉.动作等行为的交互技术. 传统的信息处理环境一直是“人适应计算机”，而当今的目标或理念是要逐步使 “计算机适应人”，人们要求通过视觉、听觉、触觉、嗅觉，以及形体、手势或口令，参与到信息处理的环境中去，从而取得身临其境的体验。这种信息处理系统已不再是建立在单维的数字化空间上，而是建立在一个多维的信息空间中。虚拟现实技术就是支撑这个多维信息空间的关键技术。
三维交互设备
三维空间控制设备共同特征是至少能够控制六个自由度(Degree of Freedom)，对应于描述三维对象的宽度、高度、深度、俯仰(pitch)角、转动(yaw)角和偏转(roll)角。常见的三维控制设备有数据手套、跟踪球、三维探针、三维鼠标器及三维操作杆等。

虚拟现实技术概述(PPT72页)

第一种情况是完全对真实世界中的环境进行再现。如虚拟小区对现实小区的虚拟再现、军队中的虚拟战场、虚拟实验室中的各种仪器等，这种真实环境，可能已经存在，如下图所示，也可能是已经设计好但是尚未建成，也可能是原来完好，现在被破坏。
科技引领时代，创新塑造未来
2021/7/2
10
1.1.1 虚拟现实的概念
科技引领时代，创新塑造未来
2021/7/2
15
1.1.2 虚拟现实的本质特征
交互性（Interaction)是用户通过使用专门输入和输出设备，用人类的自然技能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。虚拟现实系统强调人与虚拟世界之间以近乎自然的方式进行交互。即不仅用户通过传统设备(键盘和鼠标等)和传感设备（特殊头盔、数据手套等），使用自身的语言、身体的运动等自然技能，对虚拟环境中的对象进行操作。而且计算机能够根据用户的头、手、眼、语言及身体的运动来调整系统呈现的图像及声音。(手握东西)
3．沉浸感通过相关的设备，采用逼真的感知和自然的动作，
使人仿佛置身于真实世界，消除了人的枯燥、生硬和被动的感觉，大大提高工作效率。
科技引领时代，创新塑造未来
2021/7/2
13
1.1.2 虚拟现实的本质特征
虚拟现实的概念中有三个I：（1）Immersion(沉浸)，是指逼真的，身临其境的
感觉。（2）Interaction(交互)，是指用户感知与操作环境。（3）Imagination(想象)，是指创造性。
虚拟现实系统中的虚拟环境，可能有下列几种情况。
第三种情况是对真实世界中人类不可见的现象或环境进行仿真。如分子结构、各种物理现象等。这种环境是真实环境，客观存在的，但是受到人类视觉、听觉器官的限制不能感应到。一般情况是以特殊的方式（如放大尺度的形式）进行模仿和仿真，使人能够看到，听到，或者感受到，体现科学可视化。

虚拟现实技术概述

第一章虚拟现实技术概述1．什么是虚拟现实技术虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术是20世纪90年代以来兴起的一种新型信息技术，它和多媒体、网络技术并称为三大前景最好的计算机技术。

它以计算机技术为主，利用并综合三维图形动技术、多媒体技术、仿真技术、传感技术、显示技术、伺服技术等多种高科技的最新发展成果，利用计算机等设备来产生一个逼真的三维视觉、触觉、嗅觉等多种感官体验的虚拟世界，从而使处于虚拟世界中的人产生一种身临其境的感觉。

在这个虚拟世界中，人们可直接观察周围世界及物体的内在变化，和其中的物体之间进行自然的交互，并能实时产生和真实世界相同的感觉，使人和计算机融为一体。

和传统的模拟技术相比，VR技术的主要特征是：用户能够进入到一个由计算机系统生成的交互式的三维虚拟环境中，可以和之进行交互。

通过参和者和仿真环境的相互作用，并利用人类本身对所接触事物的感知和认知能力，帮助启发参和者的思维，全方位地获取事物的各种空间信息和逻辑信息。

2．虚拟现实技术和三维动画技术的异同VR技术和三维动画技术有本质的区别：三维动画技术是依靠计算机预先处理好的路径上所能看见的静止照片连续播放而形成的，不具有任何交互性，即不是用户想看什么地方就能看到什么地方，用户只能按照设计师预先固定好的一条线路去看某些场景，它给用户提供的信息很少或不是所需的，用户是被动的；而VR技术则截然不同，它通过计算机实时计算场景，根据用户的需要把整个空间中所有的信息真实地提供给用户，用户可依自己的路线行走，计算机会产生相应的场景，真正做到“想得到，就看得到”。

所以说交互性是两者最大的不同。

下面来看一个使用的实例。

房地产展示是这两个技术最常用的领域。

在现在的使用中，很多房地产公司采用三维动画技术来展示楼盘，其设计周期长，模式固定，制作费用高；而同时在国内也已经有多家公司采用VR技术来进行设计，其展示效果好，设计周期短，更重要的是，它是基于真实数据的科学仿真，不仅可达到一般展示的功能，而且还可以把业主带入到未来的建筑物里参观，还可展示如门的高度、窗户朝向、某时间的日照、采光的多少、样板房的自我设计、和周围环境的相互影响等。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

科技引领时代，创新塑造未来
2020/11/25
6
1.1.1 虚拟现实的概念
1989年，美国VPL Research公司创始人Jaron Lanier提出了 “Virtual Reality”（虚拟现实）的概念。
“Reality”的含义是现实的世界，或现实的环境。
“Virtual Reality”（虚拟现实）=“Virtual Environment”（虚拟环境）
“Virtual”说明，世界或环境是虚拟的，不是真实的。这个世界或环境是人工构造的，是存在于计算机内部的。用户应该能够“进入”这个虚拟的环境中。
"进入"这个虚拟的环境中，是指用户以自然的方式与这个环境交互（包括感知环境并干预环境），从而产生置身于相应的真实环境中的虚幻感，身临其境的感觉。
科技引领时代，创新塑造未来
3．沉浸感通过相关的设备，采用逼真的感知和自然的动作，
使人仿佛置身于真实世界，消除了人的枯燥、生硬和被动的感觉，大大提高工作效率。
科技引领时代，创新塑造未来
2020/11/25
12
1.1.2 虚拟现实的本质特征
虚拟现实的概念中有三个I：（1）Immersion(沉浸)，是指逼真的，身临其境的
虚拟现实系统中的虚拟环境，可能有下列几种情况。
第二种情况是完全虚拟的，人类主观构造的环境。如影视制作或电子游戏中，三维动画设计的虚拟世界。此环境完全是虚构的，用户也可以参与，并与之进行交互的非真实世界。但它的交互性和参与性不是很明显，
科技引领时代，创新塑造未来
2020/11/25
10
1.1.1 虚拟现实的概念
虚拟现实技术
虚拟现实技术
虚拟现实技术概述
科技引领时代，创新塑造未来
2020/11/25
2
第1章虚拟现实技术概述
本章主要包含的内容： 1. 虚拟现实的概念； 2. 虚拟现实的本质特征； 3. 虚拟现实系统的组成； 4. 虚拟现实的分类； 5. 虚拟现实的应用； 6. 虚拟现实的发展和现状；
科技引领时代，创新塑造未来
2020/11/25
7
1.1.1 虚拟现实的概念
概念：
"Virtual Reality"（虚拟现实）或"Virtual Environment" （虚拟环境）是人工构造的，存在于计算机内部的环境。用户应该能够以自然的方式与这个环境交互（包括感知环境并干预环境），从而产生置身于相应的真实环境中的虚幻感，沉浸感，身临其境的感觉。
要点：
1. 环境：人造的，计算机内部的
2.自然的方式交互：人类感知周围环境的听觉，视觉，触觉等方式来感知环境。人以自然的不停的身体运动来干预环境。
3. 效果：虚假的，沉浸的，身临其境的感觉。
科技引领时代，创新塑造未来
2020/11/25
8
1.1.1 虚拟现实的概念
虚拟现实系统中的“虚拟环境”，可能有下列几种情况：Βιβλιοθήκη 科技引领时代，创新塑造未来
2020/11/25
5
虚拟现实的提出
虚拟现实，英文名为Virtual Reality，简称VR技术，这一名词是由美国 VPL公司创建人拉尼尔(Jaron Lanier)在80年代初提出的，但在二十世纪末才兴起的的综合性信息技术。
作为一项尖端科技，虚拟现实融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、计算机仿真技术、传感器技术、显示技术、网络并行处理等多个信息技术分支，是一种由计算机生成的高技术模拟系统，从而大大推进了计算机技术的发展。由于虚拟现实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，改掉人与计算机之间鼠标键盘，枯燥、生硬和被动的交互方式的现状。因此，目前虚拟现实技术已经成为计算机相关领域中继多媒体技术、网络技术及人工智能之后关注及研究、开发与应用的热点。也是目前发展最快的一项多学科综合技术。
科技引领时代，创新塑造未来
2020/11/25
14
1.1.2 虚拟现实的本质特征
交互性（Interaction)是用户通过使用专门输入和输出设备，用人类的自然技能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。虚拟现实系统强调人与虚拟世界之间以近乎自然的方式进行交互。即不仅用户通过传统设备(键盘和鼠标等)和传感设备（特殊头盔、数据手套等），使用自身的语言、身体的运动等自然技能，对虚拟环境中的对象进行操作。而且计算机能够根据用户的头、手、眼、语言及身体的运动来调整系统呈现的图像及声音。(手握东西)
感觉。（2）Interaction(交互)，是指用户感知与操作环境。（3）Imagination(想象)，是指创造性。
I3
科技引领时代，创新塑造未来
2020/11/25
13
1.1.2 虚拟现实的本质特征
沉浸感(Immersion)又称临场感，是虚拟现实最重要的技术特征，是指用户借助交互设备和自身感知觉系统，置身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，如同在现实世界中一样。
2020/11/25
3
计算机应用的发展阶段
第一阶段
第二阶段
第三阶段
用户
技术人员
专业人员
消费者
体系结构显示
主机文本
个人计算机 2D图形
网络虚拟现实
元素请求，报告窗口，菜单，图标场景，替身
控制文本，键盘
光标，鼠标
发掘，交谈
科技引领时代，创新塑造未来
2020/11/25
4
1.1 虚拟现实的基本概念
第一种情况是完全对真实世界中的环境进行再现。如虚拟小区对现实小区的虚拟再现、军队中的虚拟战场、虚拟实验室中的各种仪器等，这种真实环境，可能已经存在，如下图所示，也可能是已经设计好但是尚未建成，也可能是原来完好，现在被破坏。
科技引领时代，创新塑造未来
2020/11/25
9
1.1.1 虚拟现实的概念
科技引领时代，创新塑造未来
2020/11/25
11
1.1.1 虚拟现实的概念
虚拟现实概念包含三层含义： 1．环境
虚拟现实强调环境，而不是数据和信息。 2．主动式交互
虚拟现实强调的交互方式是通过专业的传感设备来实现的，改进了传统的人机接口形式。虚拟现实人机接口是完全面向用户来设计，用户可以通过在真实世界中的行为干预虚拟环境。
虚拟现实系统中的虚拟环境，可能有下列几种情况。
第三种情况是对真实世界中人类不可见的现象或环境进行仿真。如分子结构、各种物理现象等。这种环境是真实环境，客观存在的，但是受到人类视觉、听觉器官的限制不能感应到。一般情况是以特殊的方式（如放大尺度的形式）进行模仿和仿真，使人能够看到，听到，或者感受到，体现科学可视化。