虚拟现实技术基础---第1章.pptx

2014-11-7;2014-11-7;什么是”虚”与”实”;有个成语：庄周梦蝶 昔者庄周梦为蝴蝶，栩栩然蝴蝶也。自喻适志与！不知周也。俄然觉，则蘧蘧(qu)然周也。不知周之梦为蝴蝶与？蝴蝶之梦为周与？周与蝴蝶则必有分矣。此之谓物化。;过去庄周梦见自己变成蝴蝶，很生动逼真的一只蝴蝶，感到多么愉快和惬意啊！不知道自己原本是庄周。突然间醒过来，惊惶不定之间方知原来我是庄周。不知是庄周梦中变成蝴蝶呢，还是蝴蝶梦见自己变成庄周呢？庄周与蝴蝶那必定是有区别的。 这就可叫作物、我的交合与变化。 反映了一个有联系的虚与实。 对于虚与实的理解，还有名人的表述;名人的表述;2014-11-7; 什么是虚拟现实系统 目的：模拟一个可以”以假乱真”的环境。 方法：以计算机为核心，综合多种高技 术和先进设备协调生成。 效果：满足用户的感官交互需求和心智的认知能力。(例如模拟一个法庭) 应用：作为一个系统，有侧重。 本质：是一种计算机用户接口。; 概念归纳;虚拟现实中应用模拟形式,主要有三种:;事例1 ;2014-11-7;事例2 ;2014-11-7;事例3;M理论的空间 把世界看成是象膜一样可以拉伸和压缩;2014-11-7;2014-11-7; 在我们的日常生活当中，已经有许多事物采用了虚拟现实的技术，比如与我们密切相关的电影\电视，就不断采用虚拟现实技术来娱乐和感动我们。 有的是为了逼真的环境，2D变3D。 有的是直接在故事情节中就表现了虚拟现实技术。;与虚拟现实概念有关的电影;黑客帝国简介;黑客帝国故事情节; 故事情节非常惊心动魄，其中也有许多精彩的对白。因为是科幻片，所以有些是预言的内容，到今天有些内容就已经实现了，还有些事件很可能将会发生。 剧中尼欧说：我们都生活在程序中，尽管目前还没有如此可怕，但未来技术的发展，也很难预测一些高技术人才借助计算机、机器人技术控制社会及其他人群的事情发生。 我们应该提前防范此类事情的发生。;虚拟现实的概念;虚拟现实基本特征; ⒈多感知性 人类与外部世界交往，可通过多感官同步进行，虚拟现实系统则提供了这方面功能，所以人机交互便捷。 ⒉沉浸感 又称临场感，是虚拟现实最重要的技???特征，是指用户借助交互设备和自身感知觉系统，置身于虚拟环境中的真实程度。;⒊交互性 交互性是指用户通过使用专门的输入和输出设备，用人类的自然感知对虚拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度。 虚拟现实系统强调人与虚拟世界之间以近乎自然的方式进行交互。 ⒋构想性 构想性又称创造性，是虚拟世界的起点。想象力使设计者构思和设计虚拟世界，并体现出设计者的创造思想。所以，虚拟现实系统是设计者借助虚拟现实技术，发挥其想象力和创造性而设计的。(没有做不到,只有想不到);虚拟现实系统的组成;⒈专业图形处理计算机 计算机在虚拟现实系统中处于核心的地位，是系统的心脏，是 VR 的引擎，主要负责从输入设备中读取数据、访问与任务相关的数据库，执行任务要求的实时计算，从而实时更新虚拟世界的状态，并把结果反馈给输出显示设备。 因为虚拟世界需要实时绘制和删除，以至于大大地增加了计算量，这对计算机的配置提出了极高的要求。 ;⒉ 应用软件系统 虚拟现实的应用软件系统是实现 VR 技术应用的关键，提供了工具包和场景图，主要完成虚拟世界中对象的几何模型、物理模型、行为模型的建立和管理；三维立体声的生成、三维场景的实时绘制；虚拟世界数据库的建立与管理等。 （我们人类感受环境主要是通过视觉完成的）。;目前这方面国外的软件较成熟，如MultiGen Creator、VEGA、EON Studio 和 Virtool 等。国内的软件中比较有名的当属中视典公司的 VRP 软件等。 ;2014-11-7;⒊ 数据库 数据库用来存放整个虚拟世界中所有对象模型的相关信息。在虚拟世界中，场景需要实时绘制，大量的虚拟对象需要保存、调用和更新，所以需要数据库对对象模型进行分类管理。;⒋ 输入设备 输入设备是虚拟现实系统的输入接口，其功能是检测用户的输入信号，并通过传感器输入计算机。基于不同的功能和目的，输入设备除了包括传统的鼠标、键盘外，还包括用于手姿输入的数据手套、身体姿态的数据衣、语音交互的麦克风等，以解决多个感觉通道的交互。 ;⒌ 输出设备 输出设备是虚拟现实系统的输出接口，是对输入的反馈，其功能是由计算机生成的信息通过传感器传给输出设备，输出设备以不同的感觉通道（视觉、听觉、触觉）反馈给用户。输出设备除了包括屏幕外，还包括声音反馈的立体声耳机、力反馈的数据手套以及大屏幕立体显示系统等。 很多新设备。;虚拟现实系统的目标就是要达到真实体验和自然的人机交互。因此以系统能够达到或部分达到这样目标的系统就可以被认为是VR系统。根据交互性和沉浸感的程度，