虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)概述

1、第一章虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)概述本章內(nèi)容 1.1虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的概念 1.2虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的組成 1.3虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類 1.4虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀1.1虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的概念 1.虛擬現(xiàn)實的概念 2.虛擬現(xiàn)實的本質(zhì) 3.虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的基本特征虛擬現(xiàn)實的概念 虛擬現(xiàn)實技術(shù)（Virtual Reality ），也稱為“靈境技術(shù)”是一項綜合集成技術(shù)，涉及計算機圖形學(xué),人機交互技術(shù),傳感技術(shù),人工智能等領(lǐng)域，它用計算機生成逼真的三維視、聽、嗅覺等感覺，使人作為參與者通過適當裝置，自然地對虛擬世界進行體驗和交互作用。 虛擬現(xiàn)實的本質(zhì) 虛擬現(xiàn)實的本質(zhì)在于它的模擬和仿真?？梢酝ㄟ^現(xiàn)有的信息技術(shù)手段達到對現(xiàn)實世界中客觀事

2、物的模擬和再現(xiàn)。 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的基本特征虛擬現(xiàn)實的基本特征 沉浸（Immersion ） 沉浸性又稱浸入性，是指用戶感覺到好像完全置身于虛擬世界中一樣，被虛擬世界所包圍、成為虛擬世界中的一部分，使用戶由被動的觀察者變成主動的參與者，沉浸于虛擬世界之中，參與虛擬世界的各種活動。 虛擬現(xiàn)實的基本特征 交互（Interaction ） 交互是指用戶能通過自然的動作與虛擬世界的物體進行交互作用。實時產(chǎn)生在真實世界中一樣的感知，甚至連用戶本人都意識不到計算機的存在。 虛擬現(xiàn)實的基本特征 構(gòu)想（Imagination ） 構(gòu)想性指虛擬的環(huán)境是人想象出來的，同時這種想象體現(xiàn)出設(shè)計者相應(yīng)的思想，因而可以用來實

3、現(xiàn)一定的目標。 1.2虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的組成 1.虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的發(fā)展 2.虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的組成 3.虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的研究內(nèi)容 4.虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的發(fā)展 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的萌芽為第一階段(1963年1972年)、虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的產(chǎn)生和初步形成為第二階段(1973年1989年)、虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)進一步的完善和應(yīng)用為第三階段(19902005年)。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的組成 顯示子系統(tǒng) 檢測子系統(tǒng) 模擬子系統(tǒng)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的研究內(nèi)容 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的理論研究內(nèi)容 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的技術(shù)研究內(nèi)容虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的理論研究內(nèi)容 模擬與仿真 三維圖像處理虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的技術(shù)研究內(nèi)容 動態(tài)環(huán)境建模技術(shù) 立體聲合成和立體顯示技術(shù)

4、 觸覺反饋 交互技術(shù) 實時三維圖形生成技術(shù) 應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工具 系統(tǒng)集成技術(shù) 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)最初主要應(yīng)用于飛行模擬訓(xùn)練、娛樂、數(shù)據(jù)和模型可視化、虛擬戰(zhàn)場環(huán)境仿真等領(lǐng)域，現(xiàn)在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)已經(jīng)擴展到人們生產(chǎn)生活的各個方面。歸納起來主要包括以下幾個方面： 科學(xué)研究和科學(xué)計算可視化 軍事模擬訓(xùn)練 教育培訓(xùn) 工程應(yīng)用 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用 娛樂業(yè)應(yīng)用 上海博物館虛擬現(xiàn)實網(wǎng)上展廳1.3虛擬現(xiàn)實的分類 1.分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng) 2.沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng) 3.桌面虛擬現(xiàn)實系統(tǒng) 4.增強虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng) 分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)(Distributed VR,簡稱DVR)是虛擬現(xiàn)實技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

5、發(fā)展和結(jié)合的產(chǎn)物。分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的目標是在沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將地理上分布的多個用戶或多個虛擬世界通過網(wǎng)絡(luò)連接在一起，使每個用戶同時參與到一個虛擬空間(真實感3D立體圖形、立體聲)，通過聯(lián)網(wǎng)的計算機與其他用戶進行交互，以達到協(xié)同工作的目的，它將虛擬現(xiàn)實的應(yīng)用提升到了一個更高的境界。沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng) 沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)(Immersive VR)是一種高級的、較理想的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，它提供一個完全沉浸的體驗，使用戶有一種仿佛置身于真實世界之中的感覺。 桌面虛擬現(xiàn)實系統(tǒng) 桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)(Desktop VR)也稱窗口虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，是利用個人計算機或初級圖形工作站等設(shè)備，以計算機屏幕

6、作為用戶觀察虛擬世界的一個窗口，采用立體圖形、自然交互等技術(shù)，利用中低端圖形工作站及立體顯示器，產(chǎn)生虛擬場景，參與者使用位置跟蹤器、數(shù)據(jù)手套、力反饋器、三維鼠標、或其它手控輸入設(shè)備，與虛擬現(xiàn)實場景發(fā)生互動，實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的重要技術(shù)特征，多感知性、沉浸感、交互性、真實性。 增強虛擬現(xiàn)實系統(tǒng) 增強式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)(Aggrandize VR)并不要求與世隔絕，允許用戶看到真實世界，同時也可看到疊加在真實世界上的虛擬對象，它是把真實環(huán)境和虛擬環(huán)境組合在一起的一種系統(tǒng)，既可減少構(gòu)成復(fù)雜真實環(huán)境的計算，又可對實際物體進行操作，真正達到了亦真亦幻的境界。 1.4虛擬現(xiàn)實的研究現(xiàn)狀 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 國外研究現(xiàn)狀 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)研究展望小 結(jié) 本章主要介紹了虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的基本概念，講到了虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的組成，目前的研究成果以及虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的具體分類方法。學(xué)習(xí)本章可以了解虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點、本質(zhì)以及目前的發(fā)展狀況。最后介紹了國內(nèi)外當前虛擬現(xiàn)實的研