虛擬現(xiàn)實概述76

VirtualReality

虛擬現(xiàn)實技術(shù)及其應(yīng)用北京郵電大學虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)典型硬件裝置虛擬現(xiàn)實的圖形學基礎(chǔ)真實感圖形的實時繪制技術(shù)碰撞檢測與三維真實感聲音主要內(nèi)容虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述目錄2示例教學北京郵電大學

產(chǎn)生背景虛擬現(xiàn)實概述北京郵電大學計算機科學發(fā)展的一個重要推動力

—如何讓計算機更容易被人使用操作人員可以以更為自然的方式使用計算機將結(jié)果以更易被操作人員接受的方式盡快地表現(xiàn)出來計算機能夠更準確地理解人的意圖北京郵電大學從60年代末起

在計算機技術(shù)的支持下已對各種計算提出“可視”的要求在計算數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上要解釋數(shù)據(jù)、理解數(shù)據(jù)，把計算得到的數(shù)字信息轉(zhuǎn)換為直觀的、用視頻或聲頻信息表示的、隨時間和空間變化的物理現(xiàn)象或模擬的物理現(xiàn)象先進的科學計算將能洞察到傳統(tǒng)科學計算所不可能看見的結(jié)果（Toseetheunseen），可視化是把某些不可見對象或抽象事物轉(zhuǎn)化為可見的、可感知的結(jié)果“Thepurposeofcomputingisinsight,notnumber”---RichardHamming北京郵電大學人機和諧、定性定量結(jié)合是創(chuàng)造性研究的源泉，要求在觀察計算所得的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，能感受計算所得的形象結(jié)果和全局觀念研究人員甚至還希望能沉浸在計算所得、計算所創(chuàng)建的三維空間中，能交互地控制、駕馭和修改所“看見和感受到”的計算結(jié)果自90年代初起

在高性能計算的支持下要求實現(xiàn)沉浸式的可視計算北京郵電大學解決復(fù)雜問題，必須跨領(lǐng)域合作集體攻關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已基本成熟，基于網(wǎng)絡(luò)計算可實現(xiàn)資源共享基于統(tǒng)一的開放體系框架結(jié)構(gòu)、應(yīng)用程序接口和面向?qū)ο蟮闹虚g件，已能實現(xiàn)“優(yōu)勢互補”、“即插即用”的協(xié)同式的可視化計算自90年代中旬以來在網(wǎng)絡(luò)計算技術(shù)的支持下要求實現(xiàn)協(xié)同式的可視化計算北京郵電大學總之：沉浸式、協(xié)同式的可視化計算促進高性能計算機的發(fā)展,高性能計算機為沉浸式、協(xié)同式的可視化計算提供基礎(chǔ)

關(guān)鍵技術(shù)高性能計算機和高性能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大量的、快速的、分布的、基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)值計算開放體系結(jié)構(gòu)、中間件、人機接口和經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷慕褦?shù)據(jù)映射成可視化的、具有某種物理屬性的對象（虛物實化）把實物轉(zhuǎn)化為可融入虛擬環(huán)境的虛擬對象（實物虛化）美國各個國家計算中心和有關(guān)部門都提出迎接21世紀技術(shù)發(fā)展的相應(yīng)規(guī)劃，如：DOE2000和NSF的PACI等北京郵電大學

傳統(tǒng)計算機

的處理空間

串行的單維的封閉的預(yù)定程序人思考問題

的認知空間并行的多維的開放的歸納演繹前30年計算機技術(shù)的發(fā)展

減小人的認知空間和計算機的處理空間的差異

努力建立和

諧人機環(huán)境

M大規(guī)模并行

M多媒體

O開放系統(tǒng)

O面向?qū)ο?/p>

N網(wǎng)絡(luò)計算

逐步減小人和

機器間的隔閡北京郵電大學和諧的人機環(huán)境MMOONAKv后20年計算機技術(shù)的發(fā)展

從MMOON到AKV

有望實現(xiàn)和諧的人機環(huán)境

在繼續(xù)發(fā)展MMOON的基礎(chǔ)上，突破以下關(guān)鍵技術(shù)，逐步構(gòu)建和諧的人機環(huán)境ArchiveStorageandProcessing--海量信息存儲與處理KnowledgeProcessing--知識處理VisualizedComputing&VirtualReality--可視化計算與虛擬現(xiàn)實北京郵電大學虛擬現(xiàn)實的發(fā)展里程碑1965年，Sutherland在篇名為《終極的顯示》的論文中首次提出了包括具有交互圖形顯示、力反饋設(shè)備以及聲音提示的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的基本思想，從此，人們正式開始了對虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的研究探索歷程。第一階段－產(chǎn)生隨后的1966年，美國MIT的林肯實驗室正式開始了頭盔式顯示器的研制工作。在這第一個HMD的樣機完成不久，研制者又把能模擬力量和觸覺的力反饋裝置加入到這個系統(tǒng)中。1970年，出現(xiàn)了第一個功能較齊全的HMD系統(tǒng)?；趶?0年代以來所取得的一系列成就，美國的JaronLanier在80年代初正式提出了“VirtualReality”一詞。北京郵電大學第二階段－發(fā)展80年代為虛擬現(xiàn)實的發(fā)展與集成階段。出現(xiàn)了若干個典型的、有代表性的應(yīng)用系統(tǒng)，如：美國NASA的View系統(tǒng)，它是第一個進入實際應(yīng)用的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，給出了VR系統(tǒng)普遍采用的基本硬件體系結(jié)構(gòu)，裝備了數(shù)據(jù)手套、頭部跟蹤器，提供了語音、手勢等交互手段；1986年美國空軍基地設(shè)計的虛擬工作臺系統(tǒng)（SuperCockpit），把視覺、聽覺、觸覺等感覺系統(tǒng)集成起來，為飛行員提供頭部、眼睛、語言及手部控制輸入等多種交互控制方式，用于全面開發(fā)飛行員的感知、認知及心理活動等各方面的能力；VPL公司開發(fā)了用于生成虛擬現(xiàn)實的PB2軟件和DataGlove數(shù)據(jù)手套，為虛擬現(xiàn)實提供了開發(fā)工具；虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展(續(xù))VIEW在虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展史上的地位舉足輕重。當1985年VIEW系統(tǒng)的雛形在美國NASAAmes研究中心完成時，該系統(tǒng)以低廉的造價、讓參與者有“真實體驗”的效果引起有關(guān)專家的注目。該系統(tǒng)的雛形是在MichaelMcGreevy領(lǐng)導下完成的。VIEW系統(tǒng)有以下特點：保持了低造價的優(yōu)勢裝備了數(shù)據(jù)手套、頭部跟蹤器等硬件設(shè)備提供了語音、手勢等交互式手段。北京郵電大學第三階段－全面應(yīng)用第三階段90年代至今為虛擬現(xiàn)實的全面發(fā)展階段。隨著傳感器技術(shù)、機器視覺技術(shù)、圖形圖像技術(shù)的發(fā)展，世界范圍內(nèi)致力于人機和諧環(huán)境研究的專家、學者及工程技術(shù)人員，在虛擬現(xiàn)實基礎(chǔ)理論研究、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)以及應(yīng)用系統(tǒng)推廣方面做了大量工作，興起了虛擬現(xiàn)實的研究熱潮，并且廣泛應(yīng)用于訓練、醫(yī)療、娛樂、教育、產(chǎn)品設(shè)計等諸多領(lǐng)域中。北京郵電大學虛擬現(xiàn)實的概念15虛擬現(xiàn)實效果展示北京郵電大學概述

虛擬現(xiàn)實(virtualreality)虛擬現(xiàn)實(virtualreality)簡稱VR，是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機系統(tǒng)。虛擬世界是全體虛擬環(huán)境或給定仿真對象的全體，虛擬環(huán)境是由計算機生成的，通過視、聽及觸覺等作用于用戶，使之產(chǎn)生身臨其境感覺的交互式視景仿真。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是結(jié)合了計算機圖形學、計算機仿真技術(shù)、人機接口技術(shù)、多媒體技術(shù)以及傳感技術(shù)多種技術(shù)發(fā)展而成的一門新技術(shù)。

16北京郵電大學

虛擬現(xiàn)實的概念

虛擬現(xiàn)實是一種基于可計算信息的沉浸式人機交互環(huán)境。虛擬現(xiàn)實是利用計算機構(gòu)造一個視景真實、動作真實、聲音真實、感覺真實的虛擬環(huán)境的技術(shù)。北京郵電大學虛擬現(xiàn)實就是采用以計算機技術(shù)為核心的現(xiàn)代高技術(shù)生成逼真的視、聽、觸覺一體化的一定范圍的虛擬環(huán)境，用戶可以借助必要的裝備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的物體進行交互作用、相互影響，從而獲得親臨等同真實環(huán)境的感受和體驗。

虛擬現(xiàn)實是一個高端的人機接口，包括通過視覺、聽覺、觸覺和味覺等多種感覺通道的實時模擬和實時交互北京郵電大學虛擬現(xiàn)實（VirtualRealityVR）是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬環(huán)境（VirtualEnvironmentVE）的計算機系統(tǒng)，利用它可以使人以更為自然和諧的方式使用計算機。北京郵電大學虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的技術(shù)特征（3I圖）Immersion（沉浸）Imagination（構(gòu)想）Interaction（交互性）沉浸（Immersion）

VR系統(tǒng)的核心，表示用戶投入到由計算機生成的虛擬場景中的能力，用戶在虛擬場景中有身臨其境之感。交互性

（Interaction）用戶與虛擬場景中各種對象相互作用的能力，它是人機和諧的關(guān)鍵性因素。交互性包含對象的可操作程度及用戶從環(huán)境中得到反饋的自然程度，以及虛擬場景中對象依據(jù)物理學定律運動的程度等。VR是自主參考系，即以用戶的視點變化進行虛擬交換互。構(gòu)想

（Imagination）

VR不僅僅是一個用戶與終端的接口，而且可使用戶沉浸于此環(huán)境中獲取新的知識，提高感性和理性認識，從而產(chǎn)生新的構(gòu)思。因此，VR是啟發(fā)人的創(chuàng)造性思維的活動。20概述北京郵電大學虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)分布式虛擬現(xiàn)實增強現(xiàn)實性虛擬現(xiàn)實

桌面式虛擬現(xiàn)實

沉浸式虛擬現(xiàn)實

概述21北京郵電大學桌面虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)桌面虛擬現(xiàn)實（PCVR）系統(tǒng)，基本上是一套基于普通PC平臺的小型桌面虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。桌面虛擬現(xiàn)實的參與者是不完全沉浸的，他要求參與者使用標準的顯示器和立體顯示設(shè)備，數(shù)據(jù)手套和六個自由度的三維空間鼠標器，戴上立體眼鏡坐在監(jiān)視器前，在一些專業(yè)軟件的幫助下，可以通過計算機屏幕觀察虛擬境界。

虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類22概述北京郵電大學23沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是一種高級的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，它提供一個完全沉浸的體驗，使用戶有一種置身于虛擬境界之中的感覺。它利用頭盔式顯示器或其它設(shè)備，把參與者的視覺、聽覺和其它感覺封閉起來，并提供一個新的、虛擬的感覺空間，并利用位置跟蹤器、數(shù)據(jù)手套、其它手控輸入設(shè)備、聲音等使得參與者產(chǎn)生一種身臨其境、全心投入和沉浸其中的感覺。

虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類概述多用戶虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)一次允許多個用戶參與。典型的系統(tǒng)有：mWorld,CAVE，DIVE等

主要應(yīng)用：虛擬研討環(huán)境(聊天室),虛擬社區(qū)主要問題：保證多個用戶對虛擬環(huán)境有一致的感受王兆其《虛擬環(huán)境中物體運動逼真性的研究》博士論文，北京航空航天大學，1999.6.北京郵電大學增強式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)增強式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是把真實環(huán)境和虛擬環(huán)境組合在一起的一種系統(tǒng)，它既允許用戶看到真實世界，同時也可以看到疊加在真實世界的虛擬對象，這種系統(tǒng)既可減少對構(gòu)成復(fù)雜真實環(huán)境的計算，又可對實際物體進行操作，真正達到亦真亦幻的境界。

虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類概述25AugmentedReality應(yīng)用領(lǐng)域：維修，醫(yī)學檢查，培訓等主要問題：虛實一致性王兆其《虛擬環(huán)境中物體運動逼真性的研究》博士論文，北京航空航天大學，1999.6.R.T.Azuma,ASurveyofAugmentedReality,Presence:TeleoperatorsandVirtualEnvironments,1997,6(4):355~385北京郵電大學分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是利用遠程網(wǎng)絡(luò)，將異地的不同用戶聯(lián)結(jié)起來，多個用戶通過網(wǎng)絡(luò)同時參加一個虛擬空間，共同體驗虛擬經(jīng)歷，對同一虛擬世界進行觀察和操作，達到協(xié)同工作的目的，從而將虛擬現(xiàn)實的應(yīng)用提升到了一個更高的境界。

概述虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類27分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)分布于不同地理位置的多臺計算機通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)主要應(yīng)用：軍事仿真，多用戶虛擬環(huán)境典型系統(tǒng)：SIMNET，NPSNET，STOW，DVENET主要問題：系統(tǒng)的一致性(由數(shù)據(jù)分布與網(wǎng)絡(luò)延遲引起)王兆其《虛擬環(huán)境中物體運動逼真性的研究》博士論文，北京航空航天大學，1999.6.(4)遙存在(Tele-Presence)真實世界與操作人員相隔兩地主要應(yīng)用：遠程手術(shù)，遠程探測等王兆其《虛擬環(huán)境中物體運動逼真性的研究》博士論文，北京航空航天大學，1999.6.虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的構(gòu)成北京郵電大學虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的構(gòu)成

無論哪種VR系統(tǒng)，其系統(tǒng)構(gòu)成都可以劃分為以下6個功能模塊：檢測反饋傳感器控制3D模型建模模塊用戶虛擬世界現(xiàn)實世界概述31北京郵電大學檢測用戶的操作命令，并通過傳感器模塊作用于虛擬環(huán)境。檢測模塊接受來自傳感器模塊的信息，為用戶提供實時反饋。反饋模塊一方面接受來自用戶的操作命令，將其作用于虛擬環(huán)境，另一方面將操作后產(chǎn)生的結(jié)果以相應(yīng)的反饋形式提供給用戶傳感器模塊對傳感器進行控制，使其對用戶、虛擬環(huán)境和現(xiàn)實世界產(chǎn)生作用?？刂颇K現(xiàn)實世界各組成部分的三維表示，并由此構(gòu)成對應(yīng)的虛擬環(huán)境。3D模型庫獲取現(xiàn)實世界各組成部分的三維數(shù)據(jù)，并建立它們的三維模型。建模模塊概述虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的構(gòu)成

32北京郵電大學概述虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的硬件在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，為了使人與計算機能夠融洽的交互，讓人沉浸到計算機所創(chuàng)造的虛擬環(huán)境中去，必須配備相應(yīng)的硬件設(shè)備。常用的交互設(shè)備包括：跟蹤系統(tǒng)跟蹤系統(tǒng)的任務(wù)是要實時檢測出虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中人的頭、身體和手的位置與指向，以便把這些數(shù)據(jù)反饋給控制系統(tǒng)，生成隨視線變化的圖象。

實現(xiàn)方式：電磁跟蹤聲學跟蹤光學跟蹤33北京郵電大學觸覺（力覺）系統(tǒng)在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，產(chǎn)生“沉浸”效果的關(guān)鍵因素是用戶能用手或身體的其他能動部分去操作虛擬物體，并在操作同時能夠感覺到虛擬物體的反作用力。力學反饋手套是最常用的觸覺系統(tǒng)，它使用2只手套，在第一只手套的下部安裝20個壓敏元件，當戴上手套時，用戶感覺到壓敏元件隨著手的用力產(chǎn)生的阻力,壓敏元件輸出經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后,傳送給主機處理。第二只手套有20個空氣室，由20個空氣泵來控制膨脹和收縮，從而對用戶施加力感。概述34北京郵電大學音頻系統(tǒng)

聽覺系統(tǒng)由語音與音響合成設(shè)備、識別設(shè)備和聲源定位設(shè)備所構(gòu)成，通過聽覺通道提供的輔助信息可以加強用戶對環(huán)境的感知。為了能產(chǎn)生逼真的環(huán)境音，人們已開始嘗試使用多聲道系統(tǒng)，采用空間聲音合成方法，通過由不同方向到達左、右耳道的聲音測試得到響應(yīng)。概述圖象生成和顯示系統(tǒng)在VR環(huán)境中，圖象生成和顯示系統(tǒng)的工作主要包括3個步驟:計算生成真實感的圖形,其圖形具有顏色、光照、立體感和運動感。計算生成或直接從圖象庫中取得已經(jīng)壓縮且有真實感的背景圖象。經(jīng)過掃描變換將圖形和背景圖象統(tǒng)一安排在同一坐標系中。35北京郵電大學1）產(chǎn)品設(shè)計與人機功效(飛機，空間站等)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用最為成功的例子就是“哈勃望遠鏡的修復(fù)和維護”。經(jīng)過這個虛擬系統(tǒng)的訓練，宇航員于1993年12月，成功地完成了從航天飛機上取出備件更換哈勃太空望遠鏡上損壞的MRI這一復(fù)雜而又費時的任務(wù)?？臻g技術(shù)VR北京郵電大學虛擬原型的設(shè)計和驗證虛擬裝配虛擬人機工程學機器人領(lǐng)域北京郵電大學典型應(yīng)用工程的設(shè)計和規(guī)劃波音公司完全使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)設(shè)計波音777新型客機獲得成功多倫多市（Toronto）的城市規(guī)劃與管理城市規(guī)劃大型工程漫游名勝古跡虛擬旅游數(shù)字化酒店展示系統(tǒng)北京郵電大學奧迪效果圖和線框圖北京郵電大學2）科學計算可視化北京郵電大學用于核彈B-61-x的虛擬組裝系統(tǒng)3）虛擬組裝北京郵電大學北京郵電大學北京郵電大學4）仿真訓練中國海警某型主力艇虛擬仿真虛擬現(xiàn)實&視景仿真技術(shù)在軍事上的應(yīng)用VirtualRealitysystems

totrainaircraftpilotsandtankcommanders北京郵電大學5）協(xié)同工作環(huán)境的仿真北京郵電大學6）娛樂游戲《半條命2》北京郵電大學Secondlife北京郵電大學中國人的SecondLife北京郵電大學教育、藝術(shù)和娛樂教育虛擬校園，虛擬實驗和教學，遠程教育和特殊教育，技能培訓，建筑設(shè)計與城市規(guī)劃娛樂1990,battleTechcenter1991,W-IndustriesLtd浙大虛擬乒乓球?qū)幉ㄐ挛娜S：室內(nèi)高爾夫運動模擬器，虛擬主持人等騰訊的3DQQshow.北京郵電大學藝術(shù)文化遺產(chǎn)保護：北大故宮，浙大和德國合作敦煌數(shù)字化虛擬博物館和虛擬旅游：故宮，盧浮宮虛擬音樂：東京Waseda大學開發(fā)的musicalvirtualspace.虛擬演播室：1991

NHK的Nanospace虛擬演員電影：侏羅紀公園，泰坦尼克，星球大戰(zhàn)，動捕北京郵電大學中視典數(shù)字科技有限公司，總部注冊于深圳高新技術(shù)園區(qū)，成立于2002年，北京分公司成立于2005年1月。是從事虛擬現(xiàn)實與仿真、多媒體技術(shù)、三維動畫研究與開發(fā)的專業(yè)機構(gòu)，是國際領(lǐng)先的虛擬現(xiàn)實技術(shù)（virtualrealityTechnology）整體解決方案供應(yīng)商和相關(guān)服務(wù)提供商。北京郵電大學北京郵電大學北京郵電大學北京郵電大學北京郵電大學以清華大學工業(yè)系仿真實驗室雄厚的技術(shù)開發(fā)實力為基礎(chǔ)，自成立之日起就以開發(fā)和制作適合中國虛擬仿真市場的仿真系統(tǒng)解決方案和適于推廣的可視化軟件平臺為主要方向，立志創(chuàng)造中國虛擬仿真軟硬件的旗幟名牌。公司現(xiàn)已獨立研發(fā)了包括數(shù)據(jù)手套，虛擬環(huán)境的力反饋等系統(tǒng)，并成功實現(xiàn)了中國第一套動作捕捉系統(tǒng)填補了國內(nèi)空白，成績豐碩，已成為用戶中國仿真界中首選的理想合作企業(yè)。北京郵電大學北京郵電大學主要問題與研究方向北京郵電大學存在的主要問題虛物實化如何根據(jù)虛擬環(huán)境生成人可直接感受到的真實信號（聲、光、電）。是一個顯示（輸出）問題。實物虛化如何將真實世界中的物（特別是人）與事件（特別是人的動作）傳入虛擬環(huán)境中。是一個感知的問題。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)如何讓多個用戶（特別是不在同一地理位置的多個用戶）參與到同一個虛擬環(huán)境中。北京郵電大學主要研究方向之一：

感知技術(shù)的研究研究如何感知真實世界中人和物的存在及相關(guān)事件的發(fā)生：電磁感知：三維定位跟蹤技術(shù)。數(shù)據(jù)手套與數(shù)據(jù)衣感知技術(shù)。視覺感知：基于計算機視覺原理感知技術(shù)。聽覺感知：基于聲音定位原理的感知技術(shù)。觸覺與力覺感知：觸覺與力覺感知技術(shù)。多種感知信息的融合技術(shù)。北京郵電大學主要研究方向之二：

合成顯示技術(shù)的研究研究虛擬環(huán)境的合成顯示，包括圖像、聲音、觸覺和力覺的輸出。立體顯示技術(shù)聲音合成技術(shù)觸覺與力覺合成顯示技術(shù)北京郵電大學主要研究方向之三：

建模技術(shù)的研究研究虛擬環(huán)境的表示技術(shù)虛擬環(huán)境的幾何空間表示技術(shù)逼真環(huán)境建模技術(shù)(紋理技術(shù)，LOD技術(shù))基于物理特性的建模技術(shù)（仿真）北京郵電大學主要研究方向之四：

分布式虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究研究多用戶共享虛擬現(xiàn)實實現(xiàn)技術(shù)。1)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（帶寬，延遲問題）2)數(shù)據(jù)共享技術(shù)(一致性處理）北京郵電大學主要研究方向之五：

支撐軟件與開發(fā)工具的研究支持開發(fā)滿足虛擬環(huán)境建模要求的新一代造型工具；開發(fā)同時支持現(xiàn)有和新的模型的軟件工具；支持在虛擬環(huán)境內(nèi)建模的軟件工具的開發(fā)；虛擬環(huán)境語言模型的研究；限時計算與繪制的軟件工具的開發(fā)；多用戶虛擬環(huán)境的支撐軟件的研制…北京郵電大學主要研究方向之六：

其他相關(guān)問題的研究運動病虛擬環(huán)境中的運動病可導致參與者出現(xiàn)惡心和嘔吐，嚴重時還會出現(xiàn)頭痛、頭暈、眼脹、昏睡和疲勞等癥狀，因此，必須加強對運動病的研究。人的因素確定有效使用三維輸入輸出的方法；在用戶界面中有效地集成聲音和語音；虛擬環(huán)境的認知研究。北京郵電大學71參考網(wǎng)站北京郵電大學虛擬南京明孝陵

72參考網(wǎng)站北京郵電大學

86VR虛擬無忌

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ClicktoaddTextClicktoaddTextClicktoaddTextClicktoaddTextClicktoedittitlestyle73北京郵電大學虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學中的作用

1．彌補教學條件的不足。在教學中，往往會因為實驗設(shè)備、實驗場地、教學經(jīng)費等方面的原因，而使一些應(yīng)該開設(shè)的教學實驗無法進行。利用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，可以彌補這些方面的不足，學生足不出戶便可以做各種各樣的實驗，獲得與真實實驗一樣的體會，從而豐富感性認識，加深對教學內(nèi)容的理解。2．避免真實實驗或操作所帶來的各種危險。以往對于危險的或?qū)θ梭w健康有危害的實驗，一般采用電視錄像的方式來取代實驗，學生無法直接參與實驗，獲得感性認識。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行虛擬實驗．則可以免除這種顧慮。學生在虛擬實驗環(huán)境中，可以放心地去做各種危險的或危害人體的實驗。EXP.化學實驗/外科手術(shù)/飛機駕駛教學3．徹底打破空間、時間的限制。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以徹底打破空間的限制。大到宇宙天體，小至原子粒子，學生都可以進入這些物體的內(nèi)部進行觀察。EXP.虛擬發(fā)電廠。虛擬技術(shù)還可以突破時間的限制，一些需要幾十年甚至上百年才能觀察的變化過程，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以在很短的時間內(nèi)呈現(xiàn)給學生觀察。EXP.孟德爾遺傳定律4．可以虛擬人物形象。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)可以虛擬歷史人物、偉人、名人等各種人物形象，創(chuàng)設(shè)一個人性化的學習環(huán)境，使學生能夠在自然、親切的氣氛中進行學習。VR在教育中的應(yīng)用74北京郵電大學虛擬現(xiàn)實技術(shù)在遠程教學中的應(yīng)用

VR在教育中的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠為學生提供生動、逼真的學習環(huán)境，學生能夠成為虛擬環(huán)境的一名參與者，在虛擬環(huán)境中扮演一個角色，這對調(diào)動學生的學習積極性，突破教學的重點、難點，培養(yǎng)學生的技能都將起到積極的作用。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學中的應(yīng)用主要有以下四個方面。

1．知識學習。知識學習是指遠教學生利用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)學習各種知識。它的應(yīng)用有兩個方面：一是再現(xiàn)實際生活中無法觀察到的自然現(xiàn)象或事物的變化