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计算机重点虚拟现实 第一章 1.虚拟现实VR 2.虚拟环境系统包括：操作者，人机接口和计算机。 3.虚拟现实意义下的人机接口有三种区别以往的地方： （1）人机接口的内容。计算机提供“环境”，不是数据和信息。这改变了人机接口的内容。 （2）人机接口的形式。操作者由视觉、力觉感知环境，由自然的动作操作环境，而不是由屏幕、键盘、鼠标和计算机交互，这改变了人机接口的形式。 （3）人机接口的效果。逼真的感知和自然力的动作，使人产生临身其境的感觉，这改变了人机接口的效果。 4.虚拟现实的定义：狭义，由计算机生成的，能让人有临身其境感觉的虚拟图形界面。 广义，模拟了真实世界的某些特征的，没有三维图形的世界。 虚拟现实系统具有三个重要特征：沉浸感、交互性、想象力。可以用3个“i”来描述。 沉浸感和交互性是决定一个系统是否属于虚拟现实系统的关键。 沉浸感，使用者通过头盔显示器、数据手套或数据衣等交互设备，便可将自己置身于虚拟环境中，成为虚拟环境中的一员。 交互性，使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能，对虚拟环境中的任何对象进行观察或操作。 想象力，由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置，因此，使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知，从而达到身临其境的感受。 虚拟现实系统的组成：观察者、传感器、效果产生器及实景仿真器。 VR的关键技术：实物虚化、虚无实化和高性能计算处理技术。 VR主要基于以下几个技术实现：基本模型构建技术、空间跟踪技术、声音跟踪技术、视觉跟踪和视点感应技术、高性能计算处理技术。 VR系统的分类：沉浸型虚拟现实技术、增强现实性虚拟现实技术、桌面（表面）型虚拟现实技术、分布式虚拟现实技术。 沉浸型VR系统的优点是用户可完全沉浸到虚拟世界中去，缺点是系统设备价格昂贵，难以普及和推广。 沉浸型VR系统的特点： 具有高的度实时性 高度沉浸感 具有强大的软件支持 并行处理能力 良好的系统整合性 沉浸型VR系统的类型 头盔式虚拟现实系统（HMD) 洞穴式虚拟现实系统（CAVE） 座舱式虚拟现实系统（COCKPIT） 投影式虚拟现实系统（PROJECTION） 远程存在系统（REMOTE） 增强现实性虚拟现实系统的主要特点是不需要把用户和真实世界隔离，而是将真实世界和虚拟世界融为一体，用户可以同时与两个世界进行交互。 桌面型虚拟现实系统的特点是结构简单、价格廉价，易于普及和推广；缺点是缺乏真实的现实体验。 分布式虚拟现实系统具有的特征: 共享的虚拟工作空间 伪实体的行为真实感 支持实时交互，共享时钟 多用户相互通信 资源共享并允许网络上的用户自然的方式对环境中的对象进行操作和观察 19.虚拟现实技术的主要研究对象： 1）.虚拟环境表示的准确性 为使虚拟环境与客观世界相一致，需要对其中种类繁多、构形复杂的信息做出准确、完备的描述。 2）.虚拟环境感知信息合成的真实性 抽象的信息模型并不能直接为人类所直接感知，这就需要研究虚拟环境的视觉、听觉、力觉和触觉等感知信息的合成方法，重点解决合成信息的高保真性和实时性问题，以提高沉浸感。 3.）人与虚拟环境交互的自然性 合成的感知信息实时地通过界面传递给用户，用户根据感知到的信息对虚拟环境中事件和态势做出分析和判断，并以自然方式实现与虚拟环境的交互。 4.）实时显示问题 理论上讲能够建立起高度逼真的，实时漫游的VR，但至少现在还达不到这样的水平。 5）.图形生成问题 图形生成是虚拟现实的重要瓶颈，虚拟现实最重要的特性是人可以在随意变化的交互控制下感受到场景的动态特性，换句话说，虚拟现实系统要求随着人的活动(位置、方向的变化)即时生成相应的图形画面。 ）人工智能技术(Artificial Intelligence，简称AI) 在VR中，计算机是从人的各种动作，语言等变化中获得信息，要正确理解这些信息，需要借助于AI技术来解决，如语音识别、图像识别、自然语言理解等。 虚拟现实技术的主要运用领域：医学领域、娱乐和艺术领域、军事和航天工业领域、管理工程领域、室内设计领域、房产开发领域、工业坊镇领域、文物古迹领域、娱乐游戏领域、道路桥梁领域、地理领域、教育领域。 智能化语音虚拟现实建模：对模型的属性、方法和一般特点的描述可以通过语音识别技术转化成建模所需的数据，然后利用计算机的图形处理技术和人工智能技术进行设计、导航以及评价，将模型用对象表示出来，并且将各种基本模型静态或动态地连接起来，最终形成系统模型。 第二章 物体在三维空间运动时有6个自由度（DOF) 三个平移自由度，用于描述三维对象的X、Y、Z坐标值， 三个旋转自由度，俯仰角（Pitch）、横滚角（Roll）及航向角（Yaw） 常见的位置跟踪器：机械跟踪器、电磁波跟踪器、超声波跟踪器、光学式