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虚拟现实题库及部分答案.doc

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  • 卖家[上传人]:新**
  • 文档编号:486392940
  • 上传时间:2023-10-09
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    • 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.触觉反馈设备 不包括 (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(CA VE 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 剪切法精选文库三、 简答题1. 简述虚拟现实系统中的主要技术和典型硬件组成。

      答:主要技术: 立体显示技术、 环境建模技术、 真实感图形绘制技术、 三维虚拟声音的实现技术、 自然交互与传感技术、实时碰撞检测技术典型硬件: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2. 阐述场景管理的目标及设计思想3. 简述虚拟现实引擎的架构4. 简述基于场景包围体的场景组织技术5. 简述场景绘制的主要几何剖分技术及其特点6. 什么是虚拟现实技术?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7. 触觉反馈和力反馈有什么不同?接触反馈传送接触表面的几何结构、虚拟对象的表面硬度、滑动和温度等实时信息它不会主动抵抗用户的触摸运动,不能阻止用户穿过虚拟表面力反馈提供虚拟对象表面柔顺性、 对象的重量和惯性等实时信息 它主动抵抗用户的触摸运动, 并能阻止该运动 (如果反馈力比较大)8. 什么是消隐技术?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9. 什么是景深技术?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10. 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11. 碰撞检测技术在虚拟环境中,由于用户的交互和物体的运动,物体间经常可能发生碰撞,此时为了保持环境的真实性,需要即时检测这些碰撞,并计算相应的碰撞反应,更新绘制结果,否则,物体间会出现穿透现象,破获虚拟环境的真实感和用户的沉浸感;碰撞检测:检测到有碰撞,计算出碰撞发生的位置,检测物体间的距离,检测下一次碰撞将在何时发生12. 坐标转换流程观察变化模型坐标 模型变换 世界坐标 观察坐标投影变换设备坐标工作站变换规范化坐标规范化变化投影坐标系四、综合题1. 描述CyberGlove数据手套是如何工作的?CyberGlove是一种复杂且昂贵的传感手套,它使用的是线性弯曲传感器。

      CyberGlove集成了很薄的电子张力变形--2精选文库测量器,安装在弹性尼龙弯曲材料上,该手套去掉了手掌区域和指尖部分手套传感器或者是矩形的(用于测量弯曲角度),或者是U 形的(用于测量外展和内收角度)手套中有18 个到22 个传感器,用于测量手指的弯曲(每个手指2 个到3 个)、外展(每个手指1 个)和拇指前置、手掌弧度、手腕的偏航角和俯仰角传感器的分辨率为 0.5°,并且能够在关节运动的整个范围内保持该分辨率,该手套具有去耦传感器,两个手套的输出互不干扰关节角度是通过一对张力变形侧量器电阻的变化间接侧量出的在手指运动过程中, 一个张力变形测量器处于压力( C)作用下,另一个处于张力( T)作用下它们的电阻变化使得Wheatstone 桥上的电压产生变化手套中有许多 Wheatstone 桥电路,它们产生的不同电压被多路复用、放大,继而通过一个模/数转换器被数字化来自18个传感器的手套数据通过 RS-232 串行线发送给主计算机通信速率(当前为115.2 kbaud)允许每秒最多发送150个数据集如果使用滤波(为了减小传感器噪声),采样率将下降到112 个数据集,而带有 22 个传感器的 CyberGlove模型会下降得更多。

      为了弥补用户手的大小差异带来的误差,以及把张力变形测量器产生的电压转换成关节角度.需要对 CyberGlove 手套进行校正2. HMD 的视场和分辨率有什么关系?为什么说他们很重要?头盔显示器把图像投影到用户面前1-5 m(3-15 ft) 的位置, 通过放置在 HMD 小图像面板和用户眼睛之间的特殊光学镜片,能使眼睛聚焦在如此近的距离而不易感到疲劳,同时也能起到放大小面板中的图像的作用,使它尽可能填满人眼的视场(field of view,简称FOV) ,惟一的负面影响是显示器像素之间的距离(A1 ? A2)也同时被放大了因此, HMD显示器的颗粒度(表达为arc-minutes/pixel) 在虚拟图像中变得很明显HMD 分辨率越低,FOV越高,眼睛视图中对应于每个像素的 arc-minutes 数目也越大但是, FOV 过大使得出口瞳孔直径变大,从而在图像边缘产生阴影3. 什么叫 LOD ?阐述其基本思想、作用及应用1)LOD 即 Level Of Details ,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。

      2)LOD 基本思想:①对场景中的不同物体或物体的不同部分,采用不同的细节描述方法;②如果同一个物体离视点比较远,或物体比较小,则用较粗的 LOD 模型;③反之,如果一个物体离视点比较近,或物体比较大,则必须用较精细的 LOD 模型绘制; ④运动的物体, 对运动速度快或处于运动中的物体, 采用较粗的 LOD ,对静止的物体,采用较细的 LOD 3)LOD 作用:①对物体定义具有多种细节水平的几何表示;②用户根据实际需要选择相应精细程度的模型,使实时绘制场景成为可能;③有效地控制场景复杂度;④加速图形绘制速度4)LOD 应用:①虚拟现实,②交互式可视化,③飞行模拟、 3D 动画、交互式仿真等4. 描述地形三维显示的基本过程:1)数据准备:获取地形三维可视化所需的各。

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