虛擬現(xiàn)實技術(shù)簡介課件

虛擬現(xiàn)實技術(shù)1虛擬現(xiàn)實技術(shù)1

總學時：32

學分：2

教學環(huán)節(jié)：作業(yè)、日?？记?/p>

使用教材：苗志宏等編著，《虛擬現(xiàn)實技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用》，清華大學出版社，2014.05.2總學時：32學分：2教學環(huán)節(jié)：作業(yè)、日?？记谔摂M現(xiàn)實技術(shù)是什么？虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)介紹虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展歷程虛擬現(xiàn)實的原理和本質(zhì)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的組成虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類虛擬現(xiàn)實相關(guān)技術(shù)發(fā)展虛擬現(xiàn)實技術(shù)價值虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用為何虛擬現(xiàn)實技術(shù)未爆發(fā)？主要內(nèi)容3虛擬現(xiàn)實技術(shù)是什么？主要內(nèi)容3虛擬現(xiàn)實技術(shù)是指采用計算機技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技手段生成一種虛擬環(huán)境，用戶借助特殊的輸入/輸出設(shè)備，與虛擬世界中的物體進行自然的交互，從而通過視覺、聽覺和觸覺等獲得與真實世界相同的感受

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是什么？虛擬現(xiàn)實(VirtuaIReality,VR)是由美國VPLResearch公司創(chuàng)始人JaronLanier在1989年提出的。Virtual是虛假的意思,其含義是這個環(huán)境或世界是虛擬的,是存在于計算機內(nèi)部的。Reality就是真實的意思,其含義是現(xiàn)實的環(huán)境或真實的世界。4虛擬現(xiàn)實技術(shù)是指采用計算機技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技手段生成一種55虛擬現(xiàn)實這個概念最早是由誰在什么時間提出的？1989年，美國VPLResearch公司創(chuàng)始人JaronLanier提出了“VirtualReality”（虛擬現(xiàn)實）的概念。如何理解“虛擬”這個詞？“Virtual”說明，這個世界或環(huán)境是虛擬的，不是真實的。這個世界或環(huán)境是人工構(gòu)造的，是存在于計算機內(nèi)部的。用戶應(yīng)該能夠“進入”這個虛擬的環(huán)境中。所謂“進入”這個虛擬的環(huán)境中，是指用戶以自然的方式與這個環(huán)境交互如何理解“交互”這個詞？包括感知環(huán)境并干預環(huán)境，從而產(chǎn)生置身于相應(yīng)的真實環(huán)境中的虛幻感，沉浸感，身臨其境的感覺。虛擬現(xiàn)實或虛擬環(huán)境系統(tǒng)包括哪些？包括人類操作者、人機接口和計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)是什么？6虛擬現(xiàn)實這個概念最早是由誰在什么時間提出的？虛擬現(xiàn)實技術(shù)是什虛擬現(xiàn)實技術(shù)是什么？要素：現(xiàn)代高科技手段（計算機圖形技術(shù)、計算機仿真技術(shù)、人機接口技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感技術(shù)）虛擬環(huán)境（模擬真實世界中的環(huán)境、模擬人類主觀構(gòu)造的環(huán)境、模擬真實世界中人類不可見的環(huán)境）輸入\輸出輸出設(shè)備：頭戴顯示器、3D立體顯示器、3D立體眼鏡、洞穴式立體顯示系統(tǒng)輸入設(shè)備：游戲手柄/搖桿、3D數(shù)據(jù)手套、位置追蹤器、眼動儀、動作捕捉器（數(shù)據(jù)衣）等7虛擬現(xiàn)實技術(shù)是什么？要素：7自然的交互（用戶采用自然的方式對虛擬物體進行操作并得到實時立體的反饋。如：語音、手的移動、頭的轉(zhuǎn)動、腳的走動等）虛擬現(xiàn)實技術(shù)是什么？8自然的交互（用戶采用自然的方式對虛擬物體進行操作并得到實時立對于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，與用戶交互的環(huán)境實際是人工構(gòu)造的，存在于計算機內(nèi)部的環(huán)境。這種虛擬的環(huán)境，可能有幾種情況：一種情況是真實環(huán)境的仿真。例如，仿真真實建筑物的虛擬建筑物。這種真實建筑物可能是已經(jīng)建成的，也可能是已經(jīng)設(shè)計好但尚未建成的。一種情況是完全虛擬的人造環(huán)境。例如在虛擬風洞中，借助可視化技術(shù)構(gòu)造的虛擬風洞環(huán)境。又如在三維動畫中，人工構(gòu)造的虛擬環(huán)境。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)介紹9對于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，與用戶交互的環(huán)境實際是人工構(gòu)造的，存在于計虛擬現(xiàn)實的概念中有三個I：（1）Immersion(沉浸)，是指逼真的，身臨其境的感覺。（2）Interaction(交互)，是指用戶感知與操作環(huán)境（3）Imagination(想象)，是指創(chuàng)造性虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)介紹10虛擬現(xiàn)實的概念中有三個I：虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)介紹10萌芽階段：此階段虛擬現(xiàn)實技術(shù)沒有形成完整的概念，處于探索階段。1956年，具有多感官體驗的立體電影系統(tǒng)Sensorama被開發(fā)。1965年，“虛擬現(xiàn)實之父”美國科學家LvanSutherland提出感覺真實、交互真實的人機協(xié)作新理論。1968年，LvanSutherland研發(fā)出視覺沉浸的頭盔式立體顯示器和頭部位置跟蹤系統(tǒng)。1973年，MyronKrurger提出“VirtualReality”概念。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展歷程11萌芽階段：此階段虛擬現(xiàn)實技術(shù)沒有形成完整的概念，處于探索階段1212虛擬現(xiàn)實技術(shù)從實驗室走向系統(tǒng)化實現(xiàn)階段：此階段虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概念逐漸形成和完善，出現(xiàn)了一些比較典型的虛擬現(xiàn)實應(yīng)用系統(tǒng)。20世紀80年代初，美國國防部研發(fā)出虛擬戰(zhàn)場系統(tǒng)SIMNET，宇航局開發(fā)用于火星探測的虛擬環(huán)境視覺顯示器。1986年，“虛擬工作臺”的概念被提出，裸視3D立體顯示器被研發(fā)。1988年，VPL公司研制出第一款民用虛擬現(xiàn)實產(chǎn)品EyePhone。1989年，VPL公司創(chuàng)始人正式提出了“VirtualReality”并被正式認可和使用。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展歷程13虛擬現(xiàn)實技術(shù)從實驗室走向系統(tǒng)化實現(xiàn)階段：此階段虛擬現(xiàn)實技術(shù)1414虛擬現(xiàn)實技術(shù)快速發(fā)展和完善階段：此階段與虛擬現(xiàn)實技術(shù)密切相關(guān)的計算機軟件、硬件系統(tǒng)迅速發(fā)展，從而推動了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在各行業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。1992年，Sense8公司開發(fā)“WTK”軟件開發(fā)包，極大縮短虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的開發(fā)周期。1993年，波音公司使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)設(shè)計出波音777飛機。1994年，虛擬現(xiàn)實建模語言、建模語言出現(xiàn)，為圖形數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸和交互奠定基礎(chǔ)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展歷程15虛擬現(xiàn)實技術(shù)快速發(fā)展和完善階段：此階段與虛擬現(xiàn)實技術(shù)密切相關(guān)1616人在物理交互空間通過傳感器集成等設(shè)備與由計算機硬件和VR引擎產(chǎn)生的虛擬環(huán)境交互虛擬現(xiàn)實的原理和本質(zhì)17人在物理交互空間通過傳感器集成等設(shè)備與由計算機硬件和VR引擎多傳感器的原始數(shù)據(jù)經(jīng)過傳感器處理成為融合信息,經(jīng)過行為解釋器產(chǎn)生行為數(shù)據(jù),然后輸人虛擬環(huán)境并與用戶進行交互,最后,來自虛擬環(huán)境的配置和應(yīng)用狀態(tài)再反饋給傳感器18多傳感器的原始數(shù)據(jù)經(jīng)過傳感器處理成為融合信息,經(jīng)過行為解釋器虛擬現(xiàn)實的本質(zhì)在于它的模擬和仿真,可以通過現(xiàn)有的信息技術(shù)手段達到對現(xiàn)實世界中客觀事物的模擬和再現(xiàn)。虛擬現(xiàn)實通過模仿,盡可能地模擬出現(xiàn)實中的功能和特性,通過交互的手段,令使用者產(chǎn)生“身臨其境”的感覺。19虛擬現(xiàn)實的本質(zhì)在于它的模擬和仿真,可以通過現(xiàn)有的信息技術(shù)手段虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的組成20虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的組成20桌面式虛擬現(xiàn)實利用個人計算機或初級圖形工作站,以計算機屏幕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),產(chǎn)生三維立體空間的交互場景,通過包括鍵盤、鼠標和力矩球等在內(nèi)的各種輸人設(shè)備操縱虛擬世界,實現(xiàn)與虛擬世界的交互虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類21桌面式虛擬現(xiàn)實虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類212222沉浸式虛擬現(xiàn)實提供了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,是—種高級的、較理想的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。通常采用洞穴式立體顯示裝置或頭盔式顯示器等設(shè)備,首先把用戶的視覺、聽覺和其他感覺封閉起來,并提供一個新的、虛擬的感覺空間,利用三維鼠標、數(shù)據(jù)手套、空間位置跟蹤器等輸人設(shè)備和視覺、聽覺等設(shè)備,使用戶產(chǎn)生一種身臨其境、完全投人和沉浸其中的感覺。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類23沉浸式虛擬現(xiàn)實虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類232424增強式虛擬現(xiàn)實增強現(xiàn)實是在虛擬現(xiàn)實與真實世界之間的溝壑上架起—座橋梁；例如,可以利用疊加在周圍環(huán)境上的圖形信息和文字信息,以指導操作者對設(shè)備進行操作、維護或是修理,而不需要操作者去查閱手冊,甚至不需要操作者具有工作經(jīng)驗。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類25增強式虛擬現(xiàn)實虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類252626分布式虛擬現(xiàn)實分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是虛擬現(xiàn)實技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物;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,通過聯(lián)網(wǎng)的計算機與其他用戶進行交互,共同體驗虛擬經(jīng)歷,協(xié)同工作達到一個更高的境界。4個基本組成部分:圖形顯示器、通信和控制設(shè)備、處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類27分布式虛擬現(xiàn)實虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類272828硬件

被設(shè)計用來面向HardcoreGamer的Oculus，倚仗著游戲PC的強大計算能力，將VR產(chǎn)品引入了消費者的視野。

虛擬現(xiàn)實相關(guān)技術(shù)發(fā)展29硬件虛擬現(xiàn)實相關(guān)技術(shù)發(fā)展29各大游戲內(nèi)容和游戲硬件廠商：Sony，Valve和Razor都迅速的推出了自己基于PC的VR產(chǎn)品。微軟展示了結(jié)合AR的Hololens，整合Windows10平臺和全套開發(fā)環(huán)境，決心打造VR產(chǎn)業(yè)生態(tài)標準。谷歌推出廉價的、用來推廣VR概念的CardBoard，也斥資5億美元領(lǐng)投了AR公司MagicLeap。移動端，三星搶先進駐移動VR領(lǐng)域，讓更多的消費者了解到了VR產(chǎn)品并不是那么觸不可及。虛擬現(xiàn)實相關(guān)技術(shù)發(fā)展30各大游戲內(nèi)容和游戲硬件廠商：虛擬現(xiàn)實相關(guān)技術(shù)發(fā)展30移動系統(tǒng)支持谷歌在Android平臺雖然還算成功，但是碎片化嚴重的問題導致利潤率根本無法和iOS相提并論。不久前，谷歌宣布將專門開發(fā)為VR應(yīng)用特別優(yōu)化的Android系統(tǒng)?？吹贸龉雀璐蛩阋谙到y(tǒng)支持上投入更大的精力，期待在新一輪移動VR競爭中，通過Android取得優(yōu)勢。Android的邏輯分層為通用開發(fā)鋪平了道路，但是在VR應(yīng)用中，過多的分層反而導致效率降低，拖慢畫面渲染速度，耗電量也隨之增加。三星的GearVR在Android上層做了盡可能多的優(yōu)化，但是如果谷歌可以從更加底層對系統(tǒng)進行優(yōu)化，為VR應(yīng)用專門提供一套直接與底層圖形渲染通信的api。

虛擬現(xiàn)實相關(guān)技術(shù)發(fā)展31移動系統(tǒng)支持虛擬現(xiàn)實相關(guān)技術(shù)發(fā)展31VR操作系統(tǒng)

下一步各大科技公司想要得到人機交互技術(shù)，就是無需憑借外設(shè)、最自然的手勢交互技術(shù)。而且AR技術(shù)也隨著VR的推廣進入了人們的視野，通過AR的方式來進行人機交互也在探索中，這將極大的提高移動VR頭盔的用戶體驗。

虛擬現(xiàn)實相關(guān)技術(shù)發(fā)展32VR操作系統(tǒng)虛擬現(xiàn)實相關(guān)技術(shù)發(fā)展32虛擬現(xiàn)實技術(shù)價值33虛擬現(xiàn)實技術(shù)價值33沉浸式VR設(shè)備市場成熟度沉浸式VR設(shè)備市場處于市場啟動期，2015年大量設(shè)備實現(xiàn)量產(chǎn)，推向消費級市場，行業(yè)即將進入高速發(fā)展期。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)價值34沉浸式VR設(shè)備市場成熟度虛擬現(xiàn)實技術(shù)價值34虛擬現(xiàn)實技術(shù)價值35虛擬現(xiàn)實技術(shù)價值35虛擬現(xiàn)實技術(shù)價值36虛擬現(xiàn)實技術(shù)價值36虛擬現(xiàn)實游戲

Unity3D宣布對年收入10w美元以下的開發(fā)者免費，Unreal緊隨其后也宣布了對開發(fā)者免費的政策，Oculus去年收購了RakNet以后，立刻就開放了源代碼。Oculus還特別展示了使用CryEngine制作的VR內(nèi)容。日益開放的游戲開發(fā)平臺，對制作VR游戲內(nèi)容開發(fā)者社區(qū)有重大意義。使用Xbox手柄操作，畫面無顆粒感和延遲感，流暢。戰(zhàn)斗系統(tǒng)雖然并不豐富，但是可以預見，魔法特效以后，效果絕對驚艷。未來兩年，各大游戲廠商都會加入VR支持！虛擬現(xiàn)實技術(shù)的主要應(yīng)用37虛擬現(xiàn)實游戲虛擬現(xiàn)實技術(shù)的主要應(yīng)用37電影

好萊塢的電影制作人們已經(jīng)躍躍欲試的要把電影VR化了，對VR這個新技術(shù)他們充滿了好奇。夢工廠的動畫實驗室更是重新以第一視角，專門渲染了一個VR版本的《馴龍高手》片段，可以讓帶上VR頭盔的你和無牙仔一起翱翔在博克島的天空！要制作VR電影，拍攝360度的攝像機（拼合畫面呈圓柱狀）已經(jīng)不夠用了，我們需要球型攝像機（拼合圖像是閉合的球狀）。Jaunt在這方面非?；钴S，在VR展會上展示他們最新的Demo。使用Jaunt拍攝的畫面全方位無死角（僅在最下方放置支架的地方有一小塊盲區(qū)）。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的主要應(yīng)用38電影虛擬現(xiàn)實技術(shù)的主要應(yīng)用38在線視頻在線的VR傳播平臺也是VR產(chǎn)業(yè)鏈里重要的一環(huán)。Youtube已經(jīng)成功推出了360度視頻，允許用戶隨時選擇、切換觀看視角，谷歌當然會率先在Youtube推出VR視頻內(nèi)容，這樣一來用戶就無需再在本地下載大體量的VR視頻內(nèi)容，而是通過Youtube這類在線視頻服務(wù)來獲取VR內(nèi)容，谷歌一直在大力推廣的VP9壓縮標準應(yīng)該也能在視頻質(zhì)量上提供幫助。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的主要應(yīng)用39在線視頻虛擬現(xiàn)實技術(shù)的主要應(yīng)用39軍事領(lǐng)域VR技術(shù)在軍事訓練領(lǐng)域主要集中在虛擬戰(zhàn)場環(huán)境、單兵模擬訓練、近戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)訓練和諸軍種聯(lián)合虛擬演習、指揮員訓練等方面。采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)使受訓者在視覺和聽覺上真實體驗戰(zhàn)場環(huán)境、熟悉即將作戰(zhàn)區(qū)域的環(huán)境特征。以增強其臨場感覺,提高訓練質(zhì)量。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的主要應(yīng)用40軍事領(lǐng)域虛擬現(xiàn)實技術(shù)的主要應(yīng)用404141工業(yè)領(lǐng)域虛擬制造是實際制造過程在計算機上的本質(zhì)實現(xiàn),即采用計算機仿真與虛擬技術(shù),通過仿真模型,在計算機上仿真生產(chǎn)全過程,實現(xiàn)產(chǎn)品的工藝規(guī)程、加工制造、裝配和調(diào)試,預估產(chǎn)品的功能、性能和加工性等方面可能存在的問題,虛擬制造實際上就是要用計算機生產(chǎn)出虛擬產(chǎn)品。42工業(yè)領(lǐng)域4243434444教育領(lǐng)域

虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠為學生提供生動、逼真的學習環(huán)境,在廣泛的科目領(lǐng)域提供無限的虛擬體驗,從而加速和鞏固學生學習知識的過程。親身去經(jīng)歷、去感受比空洞抽象的說教更具說服力,主動交互與被動地灌輸有本質(zhì)的差別。45教育領(lǐng)域4546464747醫(yī)學領(lǐng)域虛擬現(xiàn)實技術(shù)在醫(yī)學上已應(yīng)用于構(gòu)建仿真組織、器官的解剖結(jié)構(gòu)以后還可構(gòu)建“虛擬器官”遠程醫(yī)療系統(tǒng)在醫(yī)學中用于控制遠方的醫(yī)療設(shè)備,遠程手術(shù)系統(tǒng)根據(jù)遙感和機器人等技術(shù)將遠程傳送來的圖像仿真成手術(shù)場景,手術(shù)醫(yī)生在此場景下進行手術(shù)操作,傳感器將醫(yī)生的操作控制信號傳送到手術(shù)目的地,控制手術(shù)目的地的手術(shù)機器人或機器手完成手術(shù)。48醫(yī)學領(lǐng)域484949BusinessInsider-Intelligence近期發(fā)布了一個虛擬現(xiàn)實市場的研究預測報告。預測，從2015年到2020年，虛擬現(xiàn)實頭盔的銷售量將每年呈現(xiàn)99%的復合年度增長率。到2020年，虛擬現(xiàn)實頭盔市場的容量，將達到28億美元，遠高于2015年的3700萬美元。虛擬現(xiàn)實為何未爆發(fā)？50BusinessInsider-Intelligence近期核心技術(shù)與用戶體驗需要提高當我們建立一個以地理位置為核心的虛擬環(huán)境時，一定要確保用戶體驗。如果游戲或應(yīng)用設(shè)計不佳，用戶感到不滿意，初始階段就會比較糟糕。在近期拉下帷幕的ChinaJoy中多數(shù)虛擬現(xiàn)實設(shè)備仍舊存在長時間使用產(chǎn)生視覺眩暈的效果，用戶的體驗還不是十分完善，技術(shù)還有待提升。虛擬現(xiàn)實為何未爆發(fā)？51核心技術(shù)與用戶體驗需要提高虛擬現(xiàn)實為何未爆發(fā)？51內(nèi)容上的坎還需跨越盡管目前資本與輿論都紛紛看好虛擬現(xiàn)實，但不可否認的是，不論是游戲、視頻，還是旅游、教育、醫(yī)療等專業(yè)用途虛擬現(xiàn)實的內(nèi)容都是寥寥無幾的。VR成長初期以來與游戲相結(jié)合是最合適不過相信大活不得而知。虛擬現(xiàn)實游戲的制作成本不是一般團隊能夠承擔的，目前在國內(nèi)，虛擬現(xiàn)實內(nèi)容主要應(yīng)用在旅游景點的電子導覽和教育課件方面。

虛擬現(xiàn)實為何未爆發(fā)？52內(nèi)容上的坎還需跨越虛擬現(xiàn)實為何未爆發(fā)？52任天堂曾于1995年推出一款名叫“虛擬男孩”（VirtualBoy）的頭戴式虛擬現(xiàn)實游戲裝置，不過第二年便將其下架了。這款產(chǎn)品有很多問題：首先它其實并不具備便攜性，其次是價格非常昂貴，穿戴起來也很不舒服，而且顯示屏還是黑白的。（更不用說估計只有男孩才喜歡玩它。）它與如今OculusVR和三星等公司推出的虛擬現(xiàn)實套件的唯一共同點，就是評測過這些設(shè)備的人都認為它們“缺乏社交性”。任天堂公司領(lǐng)袖人物之一宮本茂談及VR的時候這樣說道：“我們知道這項技術(shù)的發(fā)揮空間，我們在這方面已經(jīng)嘗試過很長很長時間了。所以我們相信，如果真的要在游戲界推動這個技術(shù)，你需要把它做得更加的有趣，更加的社交。就目前我看的東西來說，這東西一點也不有趣，也不夠社交，它只是一個技術(shù)?！碧摂M現(xiàn)實為何未爆發(fā)？53任天堂曾于1995年推出一款名叫“虛擬男孩”（Virtual虛擬現(xiàn)實技術(shù)54虛擬現(xiàn)實技術(shù)1

總學時：32

學分：2

教學環(huán)節(jié)：作業(yè)、日?？记?/p>

使用教材：苗志宏等編著，《虛擬現(xiàn)實技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用》，清華大學出版社，2014.05.55總學時：32學分：2教學環(huán)節(jié)：作業(yè)、日?？记谔摂M現(xiàn)實技術(shù)是什么？虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)介紹虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展歷程虛擬現(xiàn)實的原理和本質(zhì)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的組成虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類虛擬現(xiàn)實相關(guān)技術(shù)發(fā)展虛擬現(xiàn)實技術(shù)價值虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用為何虛擬現(xiàn)實技術(shù)未爆發(fā)？主要內(nèi)容56虛擬現(xiàn)實技術(shù)是什么？主要內(nèi)容3虛擬現(xiàn)實技術(shù)是指采用計算機技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技手段生成一種虛擬環(huán)境，用戶借助特殊的輸入/輸出設(shè)備，與虛擬世界中的物體進行自然的交互，從而通過視覺、聽覺和觸覺等獲得與真實世界相同的感受

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是什么？虛擬現(xiàn)實(VirtuaIReality,VR)是由美國VPLResearch公司創(chuàng)始人JaronLanier在1989年提出的。Virtual是虛假的意思,其含義是這個環(huán)境或世界是虛擬的,是存在于計算機內(nèi)部的。Reality就是真實的意思,其含義是現(xiàn)實的環(huán)境或真實的世界。57虛擬現(xiàn)實技術(shù)是指采用計算機技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技手段生成一種585虛擬現(xiàn)實這個概念最早是由誰在什么時間提出的？1989年，美國VPLResearch公司創(chuàng)始人JaronLanier提出了“VirtualReality”（虛擬現(xiàn)實）的概念。如何理解“虛擬”這個詞？“Virtual”說明，這個世界或環(huán)境是虛擬的，不是真實的。這個世界或環(huán)境是人工構(gòu)造的，是存在于計算機內(nèi)部的。用戶應(yīng)該能夠“進入”這個虛擬的環(huán)境中。所謂“進入”這個虛擬的環(huán)境中，是指用戶以自然的方式與這個環(huán)境交互如何理解“交互”這個詞？包括感知環(huán)境并干預環(huán)境，從而產(chǎn)生置身于相應(yīng)的真實環(huán)境中的虛幻感，沉浸感，身臨其境的感覺。虛擬現(xiàn)實或虛擬環(huán)境系統(tǒng)包括哪些？包括人類操作者、人機接口和計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)是什么？59虛擬現(xiàn)實這個概念最早是由誰在什么時間提出的？虛擬現(xiàn)實技術(shù)是什虛擬現(xiàn)實技術(shù)是什么？要素：現(xiàn)代高科技手段（計算機圖形技術(shù)、計算機仿真技術(shù)、人機接口技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感技術(shù)）虛擬環(huán)境（模擬真實世界中的環(huán)境、模擬人類主觀構(gòu)造的環(huán)境、模擬真實世界中人類不可見的環(huán)境）輸入\輸出輸出設(shè)備：頭戴顯示器、3D立體顯示器、3D立體眼鏡、洞穴式立體顯示系統(tǒng)輸入設(shè)備：游戲手柄/搖桿、3D數(shù)據(jù)手套、位置追蹤器、眼動儀、動作捕捉器（數(shù)據(jù)衣）等60虛擬現(xiàn)實技術(shù)是什么？要素：7自然的交互（用戶采用自然的方式對虛擬物體進行操作并得到實時立體的反饋。如：語音、手的移動、頭的轉(zhuǎn)動、腳的走動等）虛擬現(xiàn)實技術(shù)是什么？61自然的交互（用戶采用自然的方式對虛擬物體進行操作并得到實時立對于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，與用戶交互的環(huán)境實際是人工構(gòu)造的，存在于計算機內(nèi)部的環(huán)境。這種虛擬的環(huán)境，可能有幾種情況：一種情況是真實環(huán)境的仿真。例如，仿真真實建筑物的虛擬建筑物。這種真實建筑物可能是已經(jīng)建成的，也可能是已經(jīng)設(shè)計好但尚未建成的。一種情況是完全虛擬的人造環(huán)境。例如在虛擬風洞中，借助可視化技術(shù)構(gòu)造的虛擬風洞環(huán)境。又如在三維動畫中，人工構(gòu)造的虛擬環(huán)境。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)介紹62對于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，與用戶交互的環(huán)境實際是人工構(gòu)造的，存在于計虛擬現(xiàn)實的概念中有三個I：（1）Immersion(沉浸)，是指逼真的，身臨其境的感覺。（2）Interaction(交互)，是指用戶感知與操作環(huán)境（3）Imagination(想象)，是指創(chuàng)造性虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)介紹63虛擬現(xiàn)實的概念中有三個I：虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)介紹10萌芽階段：此階段虛擬現(xiàn)實技術(shù)沒有形成完整的概念，處于探索階段。1956年，具有多感官體驗的立體電影系統(tǒng)Sensorama被開發(fā)。1965年，“虛擬現(xiàn)實之父”美國科學家LvanSutherland提出感覺真實、交互真實的人機協(xié)作新理論。1968年，LvanSutherland研發(fā)出視覺沉浸的頭盔式立體顯示器和頭部位置跟蹤系統(tǒng)。1973年，MyronKrurger提出“VirtualReality”概念。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展歷程64萌芽階段：此階段虛擬現(xiàn)實技術(shù)沒有形成完整的概念，處于探索階段6512虛擬現(xiàn)實技術(shù)從實驗室走向系統(tǒng)化實現(xiàn)階段：此階段虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概念逐漸形成和完善，出現(xiàn)了一些比較典型的虛擬現(xiàn)實應(yīng)用系統(tǒng)。20世紀80年代初，美國國防部研發(fā)出虛擬戰(zhàn)場系統(tǒng)SIMNET，宇航局開發(fā)用于火星探測的虛擬環(huán)境視覺顯示器。1986年，“虛擬工作臺”的概念被提出，裸視3D立體顯示器被研發(fā)。1988年，VPL公司研制出第一款民用虛擬現(xiàn)實產(chǎn)品EyePhone。1989年，VPL公司創(chuàng)始人正式提出了“VirtualReality”并被正式認可和使用。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展歷程66虛擬現(xiàn)實技術(shù)從實驗室走向系統(tǒng)化實現(xiàn)階段：此階段虛擬現(xiàn)實技術(shù)6714虛擬現(xiàn)實技術(shù)快速發(fā)展和完善階段：此階段與虛擬現(xiàn)實技術(shù)密切相關(guān)的計算機軟件、硬件系統(tǒng)迅速發(fā)展，從而推動了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在各行業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。1992年，Sense8公司開發(fā)“WTK”軟件開發(fā)包，極大縮短虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的開發(fā)周期。1993年，波音公司使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)設(shè)計出波音777飛機。1994年，虛擬現(xiàn)實建模語言、建模語言出現(xiàn)，為圖形數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸和交互奠定基礎(chǔ)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展歷程68虛擬現(xiàn)實技術(shù)快速發(fā)展和完善階段：此階段與虛擬現(xiàn)實技術(shù)密切相關(guān)6916人在物理交互空間通過傳感器集成等設(shè)備與由計算機硬件和VR引擎產(chǎn)生的虛擬環(huán)境交互虛擬現(xiàn)實的原理和本質(zhì)70人在物理交互空間通過傳感器集成等設(shè)備與由計算機硬件和VR引擎多傳感器的原始數(shù)據(jù)經(jīng)過傳感器處理成為融合信息,經(jīng)過行為解釋器產(chǎn)生行為數(shù)據(jù),然后輸人虛擬環(huán)境并與用戶進行交互,最后,來自虛擬環(huán)境的配置和應(yīng)用狀態(tài)再反饋給傳感器71多傳感器的原始數(shù)據(jù)經(jīng)過傳感器處理成為融合信息,經(jīng)過行為解釋器虛擬現(xiàn)實的本質(zhì)在于它的模擬和仿真,可以通過現(xiàn)有的信息技術(shù)手段達到對現(xiàn)實世界中客觀事物的模擬和再現(xiàn)。虛擬現(xiàn)實通過模仿,盡可能地模擬出現(xiàn)實中的功能和特性,通過交互的手段,令使用者產(chǎn)生“身臨其境”的感覺。72虛擬現(xiàn)實的本質(zhì)在于它的模擬和仿真,可以通過現(xiàn)有的信息技術(shù)手段虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的組成73虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的組成20桌面式虛擬現(xiàn)實利用個人計算機或初級圖形工作站,以計算機屏幕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),產(chǎn)生三維立體空間的交互場景,通過包括鍵盤、鼠標和力矩球等在內(nèi)的各種輸人設(shè)備操縱虛擬世界,實現(xiàn)與虛擬世界的交互虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類74桌面式虛擬現(xiàn)實虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類217522沉浸式虛擬現(xiàn)實提供了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,是—種高級的、較理想的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。通常采用洞穴式立體顯示裝置或頭盔式顯示器等設(shè)備,首先把用戶的視覺、聽覺和其他感覺封閉起來,并提供一個新的、虛擬的感覺空間,利用三維鼠標、數(shù)據(jù)手套、空間位置跟蹤器等輸人設(shè)備和視覺、聽覺等設(shè)備,使用戶產(chǎn)生一種身臨其境、完全投人和沉浸其中的感覺。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類76沉浸式虛擬現(xiàn)實虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類237724增強式虛擬現(xiàn)實增強現(xiàn)實是在虛擬現(xiàn)實與真實世界之間的溝壑上架起—座橋梁；例如,可以利用疊加在周圍環(huán)境上的圖形信息和文字信息,以指導操作者對設(shè)備進行操作、維護或是修理,而不需要操作者去查閱手冊,甚至不需要操作者具有工作經(jīng)驗。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類78增強式虛擬現(xiàn)實虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類257926分布式虛擬現(xiàn)實分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是虛擬現(xiàn)實技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物;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,通過聯(lián)網(wǎng)的計算機與其他用戶進行交互,共同體驗虛擬經(jīng)歷,協(xié)同工作達到一個更高的境界。4個基本組成部分:圖形顯示器、通信和控制設(shè)備、處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類80分布式虛擬現(xiàn)實虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類278128硬件

被設(shè)計用來面向HardcoreGamer的Oculus，倚仗著游戲PC的強大計算能力，將VR產(chǎn)品引入了消費者的視野。

虛擬現(xiàn)實相關(guān)技術(shù)發(fā)展82硬件虛擬現(xiàn)實相關(guān)技術(shù)發(fā)展29各大游戲內(nèi)容和游戲硬件廠商：Sony，Valve和Razor都迅速的推出了自己基于PC的VR產(chǎn)品。微軟展示了結(jié)合AR的Hololens，整合Windows10平臺和全套開發(fā)環(huán)境，決心打造VR產(chǎn)業(yè)生態(tài)標準。谷歌推出廉價的、用來推廣VR概念的CardBoard，也斥資5億美元領(lǐng)投了AR公司MagicLeap。移動端，三星搶先進駐移動VR領(lǐng)域，讓更多的消費者了解到了VR產(chǎn)品并不是那么觸不可及。虛擬現(xiàn)實相關(guān)技術(shù)發(fā)展83各大游戲內(nèi)容和游戲硬件廠商：虛擬現(xiàn)實相關(guān)技術(shù)發(fā)展30移動系統(tǒng)支持谷歌在Android平臺雖然還算成功，但是碎片化嚴重的問題導致利潤率根本無法和iOS相提并論。不久前，谷歌宣布將專門開發(fā)為VR應(yīng)用特別優(yōu)化的Android系統(tǒng)?？吹贸龉雀璐蛩阋谙到y(tǒng)支持上投入更大的精力，期待在新一輪移動VR競爭中，通過Android取得優(yōu)勢。Android的邏輯分層為通用開發(fā)鋪平了道路，但是在VR應(yīng)用中，過多的分層反而導致效率降低，拖慢畫面渲染速度，耗電量也隨之增加。三星的GearVR在Android上層做了盡可能多的優(yōu)化，但是如果谷歌可以從更加底層對系統(tǒng)進行優(yōu)化，為VR應(yīng)用專門提供一套直接與底層圖形渲染通信的api。

虛擬現(xiàn)實相關(guān)技術(shù)發(fā)展84移動系統(tǒng)支持虛擬現(xiàn)實相關(guān)技術(shù)發(fā)展31VR操作系統(tǒng)

下一步各大科技公司想要得到人機交互技術(shù)，就是無需憑借外設(shè)、最自然的手勢交互技術(shù)。而且AR技術(shù)也隨著VR的推廣進入了人們的視野，通過AR的方式來進行人機交互也在探索中，這將極大的提高移動VR頭盔的用戶體驗。

虛擬現(xiàn)實相關(guān)技術(shù)發(fā)展85VR操作系統(tǒng)虛擬現(xiàn)實相關(guān)技術(shù)發(fā)展32虛擬現(xiàn)實技術(shù)價值86虛擬現(xiàn)實技術(shù)價值33沉浸式VR設(shè)備市場成熟度沉浸式VR設(shè)備市場處于市場啟動期，2015年大量設(shè)備實現(xiàn)量產(chǎn)，推向消費級市場，行業(yè)即將進入高速發(fā)展期。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)價值87沉浸式VR設(shè)備市場成熟度虛擬現(xiàn)實技術(shù)價值34虛擬現(xiàn)實技術(shù)價值88虛擬現(xiàn)實技術(shù)價值35虛擬現(xiàn)實技術(shù)價值89虛擬現(xiàn)實技術(shù)價值36虛擬現(xiàn)實游戲

Unity3D宣布對年收入10w美元以下的開發(fā)者免費，Unreal緊隨其后也宣布了對開發(fā)者免費的政策，Oculus去年收購了RakNet以后，立刻就開放了源代碼。Oculus還特別展示了使用CryEngine制作的VR內(nèi)容。日益開放的游戲開發(fā)平臺，對制作VR游戲內(nèi)容開發(fā)者社區(qū)有重大意義。使用Xbox手柄操作，畫面無顆粒感和延遲感，流暢。戰(zhàn)斗系統(tǒng)雖然并不豐富，但是可以預見，魔法特效以后，效果絕對驚艷。未來兩年，各大游戲廠商都會加入VR支持！虛擬現(xiàn)實技術(shù)的主要應(yīng)用90虛擬現(xiàn)實游戲虛擬現(xiàn)實技術(shù)的主要應(yīng)用37電影

好萊塢的電影制作人們已經(jīng)躍躍欲試的要把電影VR化了，對VR這個新技術(shù)他們充滿了好奇。夢工廠的動畫實驗室更是重新以第一視角，專門渲染了一個VR版本的《馴龍高手》片段，可以讓帶上VR頭盔的你和無牙仔一起翱翔在博克島的天空！要制作VR電影，拍攝360度的攝像機（拼合畫面呈圓柱狀）已經(jīng)不夠用了，我們需要球型攝像機（拼合圖像是閉合的球狀）。Jaunt在這方面非?；钴S，在VR展會上展示他們最新的Demo。使用Jaunt拍攝的畫面全方位無死角（僅在最下方放置支架的地方有一小塊盲區(qū)）。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的主要應(yīng)用91電影虛擬現(xiàn)實技術(shù)的主要應(yīng)用38在線視頻在線的VR傳播平臺也是VR產(chǎn)業(yè)鏈里重要的一環(huán)。Youtube已經(jīng)成功推出了360度視頻，允許用戶隨時選擇、切換觀看視角，谷歌當然會率先在Youtube推出VR視頻內(nèi)容，這樣一來用戶就無需再在本地下載大體量的VR視頻內(nèi)容，而是通過Youtube這類在線視頻服務(wù)來獲取VR內(nèi)容，谷歌一直在大力推廣的VP9壓縮標準應(yīng)該也能在視頻質(zhì)量上提供幫助。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的主要應(yīng)用92在線視頻虛擬現(xiàn)實技術(shù)的主要應(yīng)用39軍事領(lǐng)域VR技術(shù)在軍事訓練領(lǐng)域主要集中在虛擬戰(zhàn)場環(huán)境、單兵模擬訓練、近戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)訓練和諸軍種聯(lián)合虛擬演習、指揮員訓練等方面。采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)使受訓者在視覺和聽覺上真實體驗戰(zhàn)場環(huán)境、熟悉即將作戰(zhàn)區(qū)域的環(huán)境特征。以增強其臨場感覺,提高訓練質(zhì)量。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的主要應(yīng)用93軍事領(lǐng)域虛擬現(xiàn)實技術(shù)的主要應(yīng)用409441工業(yè)領(lǐng)域虛擬制造是實際制造過程在計算機上的本質(zhì)實現(xiàn),即采用計算機仿真與虛擬技術(shù),