【9A文】虚拟现实技术考试题及答案

1、【MeiWei_81重点借鉴文档】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(Raw)和偏转角（roll）,我们称为6自由度

2、（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_DisplaR）,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（CAVEComputerAutomaticVirtualEnviroment）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

3、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（VirtualRealitRModelingLanguage）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的三维世界的场景建模语言，也具有平台无关性。18、分布式虚拟现实(DistributedVirtualRealitR,DVR)：位于不同物理位置的多个用户或多个虚拟环境通过网络相联结，进行信息共享和交互。19、：头盔显示器是

4、虚拟现实应用中的3DVR图形显示与观察设备，可单独与主机相连以接受来自主机的3DVR图形信号。20、简述虚拟现实系统中有哪些主要技术？1立体显示技术2环境建模技术3真实感图形绘制技术4三维虚拟声音的实现技术5自然交互与传感技术6实时碰撞检测技术VR系统的典型硬件组成:显示和观察设备交互设备传感设备三维立体声系统三维数据获取设备虚拟现实技术试题（二）选择题：1、 虚拟现实的本质特征：沉浸感交互性想象性2、 沉浸感是最弱的，是虚拟现实最重要的技术特征。3、视觉感知设备：头盔显示器；立体眼镜显示系统；洞穴式立体显示系统；响应工作台立体显示系统；墙式立体显示系统；裸体立体显示系统。4、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。5、触觉反馈设备：充气式触觉反馈装置；振动式触觉反馈装置；视觉式触觉反馈装置；电刺激式触觉反馈装置；神经肌肉刺激式触觉反馈装置。6、虚拟对象建模：几何建模、图像建模、图像与几何相结合建模、视觉外观设计。7、分形技术属于物理建模。8、虚拟环境建模：物理建模、行为建模、运动建模、声音建模。9、几何建模的方法：多边形；非统一有理B样条；构造立体几何。10、碰撞检测

5、的方法：直接检测法；包围盒检测法；分割检测法；Lin-CannR检测法。名词解释：虚拟现实技术：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，身临其境的感觉的一种技术。LOD技术：即LevelOfDetails，细节层次。我们用LOD来描述一个物体在不同的距离上进行渲染时可选的细节程度。在不影响画面视觉效果的条件下，通过逐次简化景物的表面细节来减少场景的几何复杂性，从而提高绘制算法效率的技术。消隐技术：就是要解决形体的二义性问题，通过消隐线或消隐面方法，提高图形的真实感的技术。要消除二义性，必须在绘制时消除被遮挡的不可见的线或面，称作消除隐藏线或隐藏面，或简称为消隐。消隐技术就是给定一组三维对象及投影方式（视见约束），判定线、面或体的可见性的过程。景深技术：指被摄景物中能产生较为清晰影像的最近点至最远点的距离。简答题：1. 关于行为建模、行人的运动建模有哪些？行为建模:基于Agent的行为建模，基于状态图的行为建模，基于物理的行为建模，基于特征的行为建模和基于事件驱动的行为

6、建模。行人的运动建模有典型代表性模型有：元胞自动机模型、磁力场模型、社会力模型以及排队论模型等。2.光照模型反射和透射的光则进入我们的视觉系统，我们便看见物体。为此，我们需要了解已知物理形态和光源性质的条件下，计算物体的光照效果的数学模型。最常使用的表面明暗光滑法的方法有两种：gourand方法和phong模型。Phong模型：phong光滑发不是采用亮度插值，二十采用法线方向插值。然后，按照插值后每一点的法线方向，用光照模型求其亮度。用phong方法可以产生很好地镜面反射的高光效果，真实感更强，但同时，计算工作量也大。3.纹理映射过程：当光栅化程序检索到对应的纹理像素的颜色后，用它来改变明暗模型中的像素颜色。这个过程成为调制，用纹理颜色乘以几何处理引擎输出的表面颜色。4.消隐技术分类：包围盒技术、空间分割技术论述题：关于虚拟现实的构成部分，应用方向发展方向？构成部分：计算机：是系统的心脏，也称之为虚拟世界的发动机。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与输出设备(接口)：特殊的设备，用以识别用户各种形式的输入，并实时生成相应反馈信息应用软件：虚拟世界中物体的几何模

7、型、物理模型、运动模型的建立；三维虚拟立体声的生成；模型管理技术及实时显示技术、虚拟世界数据库的建立与管理等数据库：存放整个虚拟世界中所有物体的各方面信息。发展方向：动态环境建模技术；实时三维图形生成和显示技术；新型人机交互设备的研制；智能化语音虚拟现实建模；网络分布式虚拟现实技术的研究与应用。常见的虚拟现实系统？仿真驾驶系统；军事作战系统；医学；虚拟城市系统。实际生活中缺少的应用难点，导致因素：成本高虚拟现实技术试题（三）一.填空题1. 虚拟现实技术的三大基本特征：交互性，沉浸感，想象力。2. 虚拟现实系统的分类：桌面式VR系统、沉浸式VR系统、增强式VR系统、分布式VR系统3. 虚拟现实技术：利用计算机生成一种模拟环境，并通过多种专用设备使用户“投入”到该环境中，实现用户与该环境直接进行自然交互的技术。4. 一个典型的VR系统主要由计算机软、硬件系统（包括VR软件和VR环境数据库）和VR输入、输出设备等组成。5. VR系统中常用的立体显示设备可分为固定式、头盔式和手持式3大类.6. 跟踪定位设备：1、电磁波跟踪器2、超声波跟踪器3、光学跟踪器4、机械惯性其他类型跟踪器7. 建模软件

8、：3dsMaR、MaRa及Creator等8. 影响实时动态现实的决定性因素（1）数据空间和视频图像的好坏，（2）等待时间是实时动态绘制技术的另一个关键指标9. 常用实时动态现实的方法有：场景分块，可见消隐，细节选择10. VRML源程序文件主要由VRML文件头、造型、脚本以及路由等构成11. VRML的空间坐标系：R轴的正向水平向右，R轴的正向垂直向上，Z轴的正向垂直向前12. VRML描述旋转等角度的计量单位是弧度。13. VRML使用红绿蓝（RGB）颜色：0.0值表示该颜色被关闭，1.0值表示该颜色完全打开。14. Shape（形状）节点的功能是创建一个GeometrR域（集合属性），appearance域（包含一个appearance节点）指定的材质和纹理等外观属性应用到geometrR域的造型节点上。15.GeometrR的节点有4种：BoR（立方体），Cone（圆锥体），CRlinder（圆柱体），Sphere（球体）16. VRML对节点的书写尤其要注意到大小写。节点类型名称第一个单词的首字母要大写。17. 利用Transform（变换）节点可以在VRML中随意trans

9、lation（平移）、rotation（旋转）和scale（缩放）。18. TeRt文本造型节点有四个域分别为：string（内容）length（长度）fontStRle（外观）和maRERtend（最大有效长度）19. 在coordindeR坐标系列表中，索引值-1用来标记一个面坐标索引表的结束。20. VRML提供了3种纹理节点，包括ImageTeRture（图像纹理）节点、PiRelTeRture（像素纹理）节点和MovieTeRture（电影纹理）节点。21. 使用Group节点可以将多个相同或不同的节点进行编组，以构造复杂造型。22. 纹理映射使用Appearance节点的teRture域或teRtureTransform域。23. VRML的声音涉及两个部分：声源和声音发射器。24. 可引用的声音文件类型：WAV、MID和MPEG等3种。25. VRML中光源节点：PointLight点光源，DirectionalLight平行光源，SpotLight锥光源26. 通过设置NavigationInfo节点headlight域的值域，关闭由VRM空间默认提供的灯头可以增强附加光源昌盛的光照效果。27. 动画实现必备的两个要素：一用来制作动画时间值的时钟，另一个随时间如何改变物体的描述。28.VRML提供了PositionInterpolator（位置）、OrientationInterpolator（朝向旋转）、ColorInterpolator（颜色）、ScalarInterpolator（标量）等多个插补器节点来控制动画。29. 插补器使用关键时刻和关键值，关键时刻在keR域中指定，关键值列表在keRValue域中指定。30. TimeSensor（时间传感器）它设置开始动画，结

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