第五章虚拟现实技术与教育.ppt

信息技术教育应用 第五章 虚拟现实技术与教育 本章主要知识点： ?虚拟现实技术概念、特点、构成、常用人机接口设备、虚拟现实系统的发展趋势 桌面虚拟现实系统的概念、特性、基本配置、渲染引擎技术 虚拟现实技术在教育中的应用 第五章 虚拟现实技术与教育 5.1 虚拟现实技术 5.1.1 虚拟现实情境介绍 “虚拟现实，什么呀？”咖啡猫皱着双眉嘟囔着。 看着Jaffe博士远去的背影，一大串“？”浮现在咖啡猫的眼前。 “咖啡猫，过来。”Jaffe博士冲着他笑笑，“来，坐这儿，戴上这个头盔、手套。” “博士，你干什么？”咖啡猫又惊又怕。 “带你去个好地方。”Jaffe博士狡黠地笑了笑。 “哇塞，skyscrape，博士，这是在哪儿啊？” “几年后的这儿。” “真想进去看看里面的装饰嗳！” “没问题，Let’s go！” 第五章 虚拟现实技术与教育 咖啡猫迫不及待地推开门，东瞅瞅西看看，“不错不错，不过我喜欢把台灯放在书桌左侧。” “你自己挪一下，不就行了吗？” “好！” 咖啡猫欢蹦乱跳地把家具搬来搬去，忙得不亦乐乎。重新布置过的房间充满了 个人气息，令人舒畅不已。 “好了，咖啡猫，今天就到这儿了。”博士边说边帮他摘下头盔、手套。 咖啡猫使劲地眨了眨眼睛，发现自己还是坐在椅子上，前面就一台电脑，傻了。 “这就是虚拟现实。”Jaffe博士又眨了眨眼睛，笑着走了。 第五章 虚拟现实技术与教育 5.1.2 虚拟现实秀网站： 5.1.3 概念 一种人与通过计算机生成的虚拟环境可自然交互的人机界面。 5.1.4 相关术语：人工现实（Artificial Reality）、虚拟环境（Virtual Environment）、赛伯空间(Cyberspace)等 第五章 虚拟现实技术与教育 5.1.5 特点: 沉浸感：用户可以沉浸于计算机生成的虚拟环境中和使用户投入到由计算机生成的虚拟场景中的能力，用户在虚拟场景中有“身临其境”之感。他所看到的、听到的、嗅到的、触摸到的，完全与真实环境中感受到的一样。它是 VR 系统的核心。 交互性：用户与虚拟场景中各种对象相互作用的能力。它是人机和谐的关键性因素。用户进入虚拟环境后，通过多种传感器与多维化信息的环境发生交互作用，用户可以进行必要的操作。 想象力：通过用户沉浸在“真实的”虚拟环境中，与虚拟环境进行了各种交互作用，从定性和定量综合集成的环境中得到感性和理性的认识，从而可以深化概念，萌发新意，产生认识上的飞跃。 第五章 虚拟现实技术与教育 5.1.6 构成：虚拟世界、虚拟现实软件、计算机、输入设备和输出设备 输入设备：3D位置跟踪器、传感手套、数据衣、三维鼠标、跟踪球、三维探针及三维操作杆等。 第五章 虚拟现实技术与教育 三维鼠标 第五章 虚拟现实技术与教育 2. 输出设备：立体显示设备、3D声音生成器、触觉和力反馈的装置 第五章 虚拟现实技术与教育 5.1.7 发展简史 5.1.8 应用领域：军事及航空领域、建筑与汽车业、医学界、培训、娱乐 第五章 虚拟现实技术与教育 5.1.9 分类 分类标准：用户参与VR的形式以及沉浸的程度 1. 桌面虚拟现实：利用个人计算机和低级工作站进行仿真，将计算机的屏幕作为用户观察虚拟境界的一个窗口。通过各种输入设备实现与虚拟现实世界的充分交互，这些外部设备包括鼠标，追踪球，力矩球等。它要求参与者使用输入设备，通过计算机屏幕观察 360 度范围内的虚拟境界，并操纵其中的物体，但这时参与者缺少完全的沉浸，因为它仍然会受到周围现实环境的干扰。桌面虚拟现实最大特点是缺乏真实的现实体验，但是成本也相对较低，因而，应用比较广泛。常见桌面虚拟现实技术有：基于静态图像的虚拟现实 QuickTime VR 、虚拟现实造型语言 VRML 、桌面三维虚拟现实、 MUD 等。 第五章 虚拟现实技术与教育　 2. 沉浸的虚拟现实 　高级虚拟现实系统提供完全沉浸的体验，使用户有一种置身于虚拟境界之中的感觉。它利用头盔式显示器（见图）或其它设备，把参与者的视觉、听觉和其它感觉封闭起来，并提供一个新的、虚拟的感觉空间，并利用位置跟踪器、数据手套（见图）、其它手控输入设备、声音等使得参与者产生一种身临其境、全心投入和沉浸其中的感觉。常见的沉浸式系统有：基于头盔式显示器的系统、投影式虚拟现实系统、远程存在系统。 第五章 虚拟现实技术与教育　 3. 增强现实性的虚拟现实 　　 增强现实性的虚拟现实不仅是利用虚拟现实技术来模拟现实世界、仿真现实世界，而且要利用它来增强参与者对真实环境的感受，也就是增强现实中无法感