虚拟现实报告虚拟现实报告.doc

定义 硬件要求 特点 相关概念 关键技术 应用领域 实例 虚拟现实 (VirtualReality，VR) 技术的出现是计算机图形学、人机接口技术、传感器技术以及人智能技术等交叉与综合的结果。 虚拟现实技术是一种综合应用各种技术制造逼真的人工模拟环境，并能有效地模拟人在自然环境中的各种感知系统行为的高级的人机交互技术。虚拟现实利用计算机技术生成一个逼真的、具备视、听、触、嗅、味等多种感知的虚拟环境。它借助于计算机生成一个三维空间，通过将用户置身于该环境中，借助轻便的多维输入输出设备(如跟踪器、头盔显示器、眼跟踪器、三维输入设备和传感器等)和高速图形计算机，并根据由此而产生的一种身临其境的感觉，去感知和研究客观世界的变化规律。用户在虚拟的环境中可以“自由”运动，随意地观察周围的景物，进而感知和研究客观世界的变化规律。 虚拟现实技术是把抽象、复杂的计算机数据空间转化为直观的、用户熟悉的事物，人脑理解视觉数据比理解数字或文本更方便，而虚拟现实可以交互地显示多维信息。它的技术实质在于提供一种高级的人机接口。虚拟现实技术改变了人与计算机之间枯燥、生硬和被动的现状，给用户提供了一个趋于人性化的虚拟信息空间。（感知） 虚拟现实的出现，使人们从纷繁复杂的数据中解放出来，这种形式是传统表现方式所无法比拟的，它给人们提供了一个崭新的信息交流平台。虚拟现实技术给我们的创造性思维造就了和谐的氛围，让我们可以在虚拟的场景中不断的提出新的设计思路和大胆的实施自己的想法，而不为其带来的后果而担忧。它能够在体现用户创意的同时而不打断他们的设计灵感，降低了操作负荷。（创造） 2虚拟现实系统的组成 构造一个虚拟环境，在硬件方面需要有以下几类设备的支持： 1)跟踪系统：用以确定参与者的头、手和身躯的位置； 2)触觉系统：提供参与者感知力与压力的反馈； 3)音频系统：提供立体声源和判定空间位置； 4)图像生成和显示系统：产生视觉图像和立体显示； 5)高性能计算机处理系统：具有高处理速度、大存储量、强联网特性。 2．2主要特点：是沉浸感(Immersion)：又称临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度、交互性(Interaction)指参与者对虚拟环境内物体的可操作程度和从环境中得到反馈的自然程度、构想性(Imagination)指用户沉浸在多维信息空间中，依靠自己的感知和认知能力全方位地获取知识，发挥主观能动性，寻求解答，形成新的概念。简称为3I。虚拟现实技术具有实物虚化、虚物实化和高效的计算机信息处理能力。 2．3基本要素：虚拟世界的多感知性、存在感(临场感)、交互性和自主性构成了虚拟现实的4个基本要素。虚拟现实的现实表现能力是多方面的，可以满足显示现实、模拟现实、创造现实(创造在现实世界里并不存在，而且今后也不会存在的全新世界)等要求。 相关概念 3.6计算机图形学 虚拟现实技术依靠计算机图形学来建立计算机内的数字模型，这种模型可以表达三维的立体数据，还可以像真实物品一样可视和可运动。 3.5建模、仿真 传统意义上的建模与仿真一般不强调实时性，生成的可视化场景不会随用户的视点而变化，因此，在逼真性和虚拟性这两个方面不能很好的满足人们的要求。 3.2多媒体技术 多媒体技术是以计算机为核心的集图、文、声、像处理技术于一体的综合性处理技术。可见，多媒体技术虽然强调了多种信息“通道”，但主要还是提供视觉与听觉，其感知范围没有虚拟原型技术广，后者还包括了触觉、力觉等感知。此外，一般来说，多媒体技术不强调人机交互性。虚拟现实是多媒体技术发展的更高境界，是这些技术高层次的继承和渗透；它给用户以逼真的体验，它为人们探索宏观世界和微观世界中由于种种原因不便于直接观察事物的运动变化规律，提供了极大的便利。 3.7可视化 可视化是利用计算机图形学和图像处理技术，将信号、信息、数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。它使研究者能观察它们的模拟与计算，以丰富科学发现的过程。 3.2增强现实（AR） 通过电脑技术，将虚拟的信息应用到真实世界，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。它不仅展现了真实世界的信息，而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。在视觉化的增强现实中，用户利用头盔显示器，把真实世界与电脑图形多重合成在一起，便可以看到真实的世界围绕着它。 3.2虚拟原型技术 虚拟原型技术可以看作是利用虚拟现实技术实现研究对象在计算机中的生成和交互，使人从主观上产生研究对象的存在感。 3．2虚拟设计 虚拟设计是指设计者在虚拟环境中进行设计。设计者可以在虚拟环境中用交互手段在计算机内建立的计算机模型并对其进行修改。它支持协同工作和异地设计，利用资源共享和优势互补，从而缩短产品开发周期。 3