第1章虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概論

1、提要1.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本概念1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的組成1.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的原理和硬件要求1.4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域 婁 巖 教授http:/ 本章要點(diǎn)http:/ 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本概念 虛擬現(xiàn)實(shí)（虛擬現(xiàn)實(shí)（ VR)VR)，即本來(lái)沒(méi)有的事物和環(huán)境，通過(guò)各種技術(shù)虛，即本來(lái)沒(méi)有的事物和環(huán)境，通過(guò)各種技術(shù)虛擬出來(lái)，讓人感覺(jué)如真實(shí)的一樣。擬出來(lái)，讓人感覺(jué)如真實(shí)的一樣。 VR VR是建立在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)接口技術(shù)、傳感技術(shù)和人工智是建立在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)接口技術(shù)、傳感技術(shù)和人工智能等學(xué)科基礎(chǔ)上的綜合性極強(qiáng)的高新信息技術(shù)，在軍事、醫(yī)學(xué)、設(shè)能等學(xué)科基礎(chǔ)上的綜合性極強(qiáng)的高新信息技術(shù)，在軍事

2、、醫(yī)學(xué)、設(shè)計(jì)、藝術(shù)、娛樂(lè)等多個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，被認(rèn)為是計(jì)、藝術(shù)、娛樂(lè)等多個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，被認(rèn)為是2121世紀(jì)世紀(jì)大有發(fā)展前途的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。大有發(fā)展前途的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。 http:/ 虛擬現(xiàn)實(shí) (Virtual Reality，簡(jiǎn)稱(chēng) VR ) 或稱(chēng)虛擬環(huán)境 (Virtual Environment)，是一種逼真的視、聽(tīng)、觸覺(jué)一體化的計(jì)算機(jī)生成環(huán)境，用戶(hù)可以借助必要的裝備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的物體進(jìn)行交互作用和相互影響，從而獲得等同真實(shí)環(huán)境的感受和體驗(yàn)。1.虛擬現(xiàn)實(shí)的定義http:/ 虛擬現(xiàn)實(shí)就是要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)酷似客觀環(huán)境、超越客觀時(shí)空、使人能沉浸其中、又能駕馭它的和諧人機(jī)環(huán)境

3、，既由多維信息所構(gòu)成的可操縱的空間。 虛擬仿真案例2：藥物治療肝臟疾病http:/ 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的四個(gè)組成部分http:/ 面向不同虛擬過(guò)程的軟件部分。仿真對(duì)象之間的交互關(guān)系仿真對(duì)象與用戶(hù)之間的交互關(guān)系4.幾何構(gòu)造系統(tǒng)提供了描述仿真對(duì)象的物理特性（外形、顏色、位置）的信息，然后，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的應(yīng)用系統(tǒng)在生成虛擬境界時(shí)，要使用和處理這些信息。http:/ 1.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的原理和硬件要求http:/ 跟蹤系統(tǒng)：用以確定參與者的頭、手和身軀的位置； 觸覺(jué)系統(tǒng)：提供參與者感知力與壓力的反饋； 音頻系統(tǒng)：提供立體聲源和判定空間位置； 高性能計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)：具有高處理速度、大存儲(chǔ)量、實(shí)時(shí)處理等特性

4、。 圖像生成和顯示系統(tǒng)：產(chǎn)生視覺(jué)圖像和立體顯示。http:/ 產(chǎn)品設(shè)計(jì)與人機(jī)功效(飛機(jī)，空間站等)1.4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要應(yīng)用領(lǐng)域http:/ B-61-x 的虛擬組裝系統(tǒng)的虛擬組裝系統(tǒng)3.虛擬組裝http:/ 仿真訓(xùn)練http:/ 虛擬現(xiàn)實(shí)非常適合形態(tài)學(xué)的應(yīng)用，如用于教學(xué)、復(fù)雜手術(shù)的規(guī)劃、在手術(shù)過(guò)程中提供操作和信息上的輔助、預(yù)測(cè)手術(shù)結(jié)果等。 此外，遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)也是一個(gè)很有潛力的應(yīng)用領(lǐng)域。 也可以用于醫(yī)學(xué)心理學(xué)，以及康復(fù)治療。 內(nèi)容小結(jié) 虛擬現(xiàn)實(shí)目前已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)以及相關(guān)領(lǐng)域研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的熱點(diǎn)。本課程主要介紹了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本概念，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的組成，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的原理、目的和實(shí)現(xiàn)方法，

5、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域等基礎(chǔ)知識(shí)。 內(nèi)容小結(jié)精品課資源網(wǎng)站預(yù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)http:/ 預(yù)習(xí)本章第5節(jié)-醫(yī)學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)內(nèi)容，具體如下： 1. 虛擬人體； 2. 虛擬手術(shù)； 3. 虛擬內(nèi)窺鏡； 4. 虛擬靜脈注射； 5. 虛擬康復(fù)。要求： 以 “醫(yī)學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)臨床應(yīng)用”為主題，圍繞知識(shí)點(diǎn)制作10分鐘課堂演示幻燈片，將問(wèn)題整理成課堂討論的題目。參考文獻(xiàn)來(lái)源： 教科書(shū)、互聯(lián)網(wǎng)（國(guó)內(nèi)外近三年相關(guān)文獻(xiàn)各三篇）課后預(yù)習(xí)1婁巖.醫(yī)學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與應(yīng)用M.科學(xué)出版社,2015.2袁麗一,張寶運(yùn).人機(jī)自然交互支持的3D虛擬教具設(shè)計(jì)J.系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào),2014,24(9):1973-1975,1979.3王廣新,李立.