虚拟现实技术2.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,1-,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,1-,1,单击此处编辑母版文本样式,第二级,#,单击此处编辑母版标题样式,虚拟现实技术,概念,目录,分类,应用领域,研究现状,特征,发展史,一、虚拟现实技术的,发,发展史,1929年，EdwardLink设,计,计出用,于,于训练,飞,飞行员,的,的模拟,器,器1956年，MortonHeilig开发,出,出多通,道,道仿真,体,体验系,统,统Sensorama一、虚拟现实技术的,发,发展史,1965年，Ivan Sutherland发表论,文,文“UltimateDisplay”（终极,的,的显示,）,）,1968年，Ivan Sutherland,研,研制成,功,功了带,跟,跟踪器,的,的头盔,式,式立体,显,显示器,（,（HeadMounted Display,，,，HMD）,一、虚拟现实技术的,发,发展史,1972年，NolanBushnell开,发,发出第,一,一个交,互,互式电,子,子游戏Pong；,1977年，DanSandin、TomDeFanti和Rich Sayre研制出,第,第一个,数,数据手,套,套Sayre Glove；,1984年，NASA Ames,研,研究中,心,心的M,.,.McGreevy 和J.Humphries,开,开发出,用,用于火,星,星探测,的,的虚拟,环,环境视,觉,觉显示,器,器；,1987年，JimHumphries设计了,双,双目全,方,方位监,视,视器（BOOM）的最,早,早原型,；,；,一、虚拟现实技术的,发,发展史,1990年，,在,在美国,达,达拉斯,召,召开的Siggraph会,议,议上，,明,明确提,出,出VR,技,技术研,究,究的主,要,要内容,包,包括实,时,时三维,图,图形生,成,成技术,、,、多传,感,感器交,互,互技术,和,和高分,辨,辨率显,示,示技术,，,，为VR技术,的,的发展,确,确定了,研,研究方,向,向。

从20,世,世纪90年代,开,开始，VR技,术,术的研,究,究热潮,也,也开始,向,向民间,的,的高科,技,技企业,转,转移著,著名的VPL,公,公司开,发,发出第,一,一套传,感,感手套,命,命名为,“,“DataGloves”,，,，第一,套,套HMD命名,为,为“EyePhones”,进入21世纪,，,，VR,技,技术进,入,入软件,高,高速发,展,展的时,期,期，一,些,些有代,表,表性的VR软,件,件开发,系,系统不,断,断在发,展,展完善如MultiGenVega、OpenSceneGraph,二、虚拟现,实,实技术,的,的概念,虚拟现,实,实技术,（,（VirtualReality）简,称,称VR,技,技术，是利用,电,电脑模,拟,拟产生,一,一个三,维,维空间,的,的虚拟,世,世界，,提,提供使,用,用者关,于,于视觉,、,、听觉,、,、触觉,等,等感官,的,的模拟,，,，让使,用,用者如,同,同身临,其,其境一,般,般，可,以,以及时,、,、没有,限,限制地,观,观察三,度,度空间,内,内的事,物,物虚拟现,实,实是20,世,世纪末,逐,逐渐兴,起,起的一门综,合,合性信,息,息技术,，,，融合,了,了数字,图,图像处,理,理、计,算,算机图,形,形学、,人,人工智,能,能、多,媒,媒体、,传,传感器,、,、网络,以,以及并,行,行处理,等,等多个,信,信息技,术,术分支,的,的最新,发,发展成,果,果。

典型的VR系,统,统主要,由,由计算,机,机软、,硬,硬件系,统,统（包,括,括VR,软,软件和VR环,境,境数据,库,库）和VR输,入,入、输,出,出设备,等,等组成,二、虚拟现,实,实技术,的,的概念,三、虚拟现,实,实技术,的,的特征,I,3,VR技术三,角,角形,交互性,Interactivity,沉浸感,Immersion,想象力,Imagination,3.1、VR技术的交互性,指用户,对,对虚拟,环,环境中,对,对象的,可,可操作,程,程度和,从,从虚拟,环,环境中,得,得到反,馈,馈的自,然,然程度,（,（包括,实,实时性,）,）主要借,助,助于各,种,种专用,设,设备（,如,如头盔,显,显示器,、,、数据,手,手套等,）,）产生,，,，从而,使,使用户,以,以自然,方,方式如,手,手势、,体,体势、,语,语言等,技,技能，,如,如同在,真,真实世,界,界中一,样,样操作,虚,虚拟环,境,境中的,对,对象3.2、VR技术的沉浸感,又称临,场,场感，,指,指用户,感,感到作,为,为主角,存,存在于,虚,虚拟环,境,境中的,真,真实程,度,度，是VR技术最,主,主要的,特,特征。

影响沉,浸,浸感的,主,主要因,素,素包括,多,多感知,性,性、自,主,主性、,三,三维图,像,像中的,深,深度信,息,息、画,面,面的视,野,野、实,现,现跟踪,的,的时间,或,或空间,响,响应及,交,交互设,备,备的约,束,束程度,等,等3.3、VR技术的想象力,指用户,在,在虚拟,世,世界中,根,根据所,获,获取的,多,多种信,息,息和自,身,身在系,统,统中的,行,行为，,通,通过逻,辑,辑判断,、,、推理,和,和联想,等,等思维,过,过程，,随,随着系,统,统的运,行,行状态,变,变化而,对,对其未,来,来进展,进,进行想,象,象的能,力,力对适当,的,的应用,对,对象加,上,上虚拟,现,现实的,创,创意和,想,想象力,，,，可以,大,大幅度,提,提高生,产,产效率,、,、减轻,劳,劳动强,度,度、提,高,高产品,开,开发质,量,量分类,四、虚拟现,实,实系统,的,的分类,桌面式VR,系统,Desktop VR,沉浸式VR,系统,Immersive VR,增强式VR,系统,Augmented VR,分布式VR,系统,Distributed VR,4.1、桌面,式,式VR系统,使用个,人,人计算,机,机和低,级,级工作,站,站来产,生,生三维,空,空间的,交,交互场,景,景。

用户会,受,受到周,围,围现实,环,环境的,干,干扰而,不,不能获,得,得完全,的,的沉浸,感,感，但,由,由于其,成,成本相,对,对较低,桌,桌面式VR系统仍,然,然比较,普,普及4.2、沉浸式VR系统,利用头,盔,盔显示,器,器、洞,穴,穴式显,示,示设备,和,和数据,手,手套等,交,交互设,备,备把用,户,户的视,觉,觉、听,觉,觉和其,他,他感觉,封,封闭起,来,来，而,使,使用户,真,真正成,为,为VR系统内,部,部的一,个,个参与,者,者，产,生,生一种,身,身临其,境,境、全,心,心投入,并,并沉浸,其,其中的,体,体验与桌面,式,式VR系统相,比,比，沉,浸,浸式VR系统的,主,主要特,点,点在于,高,高度的,实,实时性,和,和沉浸,感,感4.3、增强式VR系统,允许用,户,户对现,实,实世界,进,进行观,察,察的同,时,时，将,虚,虚拟图,像,像叠加,在,在真实,物,物理对,象,象之上,为用户,提,提供与,所,所看到,的,的真实,环,环境有,关,关的、,存,存储在,计,计算机,中,中的信,息,息，从,而,而增强,用,用户对,真,真实环,境,境的感,受,受，又,被,被称为,叠,叠加式,或,或补充,现,现实式VR系统。

可以使,用,用光学,技,技术或,视,视频技,术,术实现,4.4、分布式VR系统,指基于,网,网络构,建,建的虚,拟,拟环境,，,，将位,于,于不同,物,物理位,置,置的多,个,个用户,或,或多个,虚,虚拟环,境,境通过,网,网络相,连,连接并,共,共享信,息,息，从,而,而使用,户,户的协,同,同工作,达,达到一,个,个更高,的,的境界,主要被,应,应用于,远,远程虚,拟,拟会议,、,、虚拟,医,医学会,诊,诊、多,人,人网络,游,游戏、,虚,虚拟战,争,争演习,等,等领域,五、虚拟现,实,实技术,的,的应用,领,领域,教育与训练,设计与规划,科学,计算,可视化,商业领域,艺术与娱乐,VR技术被,逐,逐步应,用,用于网,上,上销售,、,、客户,服,服务、,电,电传会,议,议及虚,拟,拟购物,中,中心等,商,商业领,域,域它,可,可以使,客,客户在,购,购买前,先,先看到,产,产品的,外,外貌与,内,内在，,甚,甚至在,虚,虚拟世,界,界中使,用,用它，,因,因此对,产,产品的,推,推广和,销,销售都,很,很有帮,助,助5.1、商业领,域,域,科学可,视,视化的,功,功能就,是,是将大,量,量字母,、,、数字,数,数据转,换,换成比,原,原始数,据,据更容,易,易理解,的,的各种,图,图像，,并,并允许,参,参与者,借,借助各,种,种虚拟,现,现实输,入,入设备,检,检查这,些,些“可,见,见的”,数,数据。

它通常,被,被用于,建,建立分,子,子结构,、,、地震,以,以及地,球,球环境,等,等模型,5.2、科学计,算,算可视,化,化,5.3、教育与,训,训练,虚拟现,实,实技术,能,能使学,习,习者能,直,直接、,自,自然地,与,与虚拟,对,对象进,行,行交互,，,，以各,种,种形式,参,参与事,件,件的发,展,展变化,过,过程，,并,并获得,最,最大的,控,控制和,操,操作整,个,个环境,的,的自由,度,度1、仿真,教,教学与,实,实验,2、特殊,教,教育,3、多种,专,专业训,练,练,4、应急,演,演练和,军,军事演,习,习,虚拟现,实,实已被,看,看作是,设,设计领,域,域中唯,一,一的开,发,发工具,它可,以,以避免,传,传统方,式,式在原,型,型制造,、,、设计,和,和生产,过,过程中,的,的重复,工,工作，,有,有效的,降,降低成,本,本，应,用,用领域,包,包括汽,车,车制造,业,业、城,市,市规划,、,、建筑,设,设计等,5.4、设计,与,与规划,VR技术所,具,具有的,身,身临其,境,境感及,实,实时交,互,互性还,能,能将静,态,态的艺,术,术（如,油,油画、,雕,雕刻等,）,）转化,为,为动态,的,的形式,，,，使观,赏,赏者更,好,好地欣,赏,赏作者,的,的思想,艺,艺术，,包,包括虚,拟,拟画廊,、,、虚拟,音,音乐厅,、,、文物,保,保护等,方,方面。

娱乐是VR系统的,另,另一个,重,重要应,用,用领域,，,，市场,上,上已经,推,推出了,多,多款VR环境下,的,的电脑,游,游戏，,带,带给游,戏,戏者强,烈,烈的感,官,官刺激,5.5、艺术与,娱,娱乐,六、虚拟现,实,实技术,的,的研究,现,现状,国外的研究,现,现状,美国是虚拟现实技术的发源地，有美国宇航局（,NASA,）、麻省理工学院（,MIT,）媒体实验室、华盛顿大学人机界面技术实验室（,HIT Lab,）等许多知名的研究机构美国在虚拟现实领域的基础研究主要集中在感知、用户界面、后台软件和硬件四个方面英国主要有四个从事VR技术研究的中心，包括Windustries公司、British Aerospace公司、Dimension International公司、Divison LTD公司等日本主要致力于建立大规模VR知识库和人机接口方面的研究项目上，在VR游戏方面的研究也处于领先地位六、虚拟现,实,实技术,的,的研究,现,现状,我国从20世,纪,纪80,年,年代起,开,开始研,究,究VR,技,技术虽,虽然起,步,步较晚,，,，但近,年,年来政,府,府有关,部,部门非,常,常重视,，,，制定,了,了开展VR技,术,术的研,究,究计划,，,，并将,其,其列入,国,国家重,点,点研究,项,项目。

国,国内的,一,一些科,学,学家和,重,重点院,校,校也已,积,积极投,入,入了对,这,。