第2章-虚拟现实系统的硬件设备.pptVIP

3．力反馈手柄 4．力反馈手套 CyberGrasp手套 4．力反馈手套 CyberGrasp的工作外观 2.2.4 运动捕捉系统 运动捕捉技术的工作原理是把真实人的动作完全附加到一个三维模型或者角色动画上。所以，运动捕捉技术作为三维动画主流制作工具，在国外已得到业内的认可和应用。通常借助该技术，动画师们模拟真实感较强的动画角色，并与实拍中演员的大小比例相匹配，然后借助运动捕捉系统来捕捉表演中演员的每一细微动作和表情变化，并真实地还原在角色动画上。 3．运动捕捉系统 基于运动捕捉的角色动画制作 3．运动捕捉系统 运动捕捉系统 3．运动捕捉系统 典型的运动捕捉设备一般由三部分组成。 接收传感器是固定在运动物体特定部位的跟踪装置，它将向系统提供运动物体运动的位置信息，一般会随着捕捉的细致程度确定传感器的数目。 2.4.8 常见的三维位置跟踪设备 3．运动捕捉系统 典型的运动捕捉设备一般由三部分组成。 处理单元是负责处理系统捕捉到的原始信号，计算传感器的运动轨迹，对数据进行修正、处理、并与三维角色模型相结合。处理单元既可以是软件也可以是硬件，借助计算机对数据告诉的运算能力来完成数据的处理，使三维模型真正、自然地运动起来。 3．运动捕捉系统 典型的运动捕捉设备一般由三部分组成。 信号捕捉设备负责捕捉，识别传感器的信号，并将运动数据从信号捕捉设备快速准确地传送到计算机系统。这种设备会因系统的类型不同而有所区别，对于机械系统来说是一块捕捉电信号的线路板，对于光学系统则是高分辨率红外摄像机。 3．运动捕捉系统 (a) 身体运动捕捉 (b) 面部表情运动捕捉 光学式运动捕捉的应用 * 一、填空题 1.虚拟现实的硬件设备主要包括虚拟现实的（ ）和支持虚拟现实（ ）两大部分 2.根据CPU的速度和图形处理能力，虚拟现实的生成设备可分为（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。 3.目前虚拟现实交互设备根据功能的不同，可以分为（ ）、（ ）、（ ）和（ ）等。 二、简答题 1. 简述立体显示设备的原理。 2. 叙述立体显示设备哪些？其特点如何？ 3. 简述听觉感知设备的原理 4. 叙述听觉感知设备有哪些？各有什么特点？ 5. 叙述虚拟物体操作设备有哪些？各有什么特点？ 6. 叙述运动捕捉设备有哪些？各有什么特点？ * * 清华大学出版社 虚拟现实技术基础与应用 * 虚拟现实的生成设备 2.1 虚拟现实的生成设备主要是指创建虚拟场景、实时响应用户各种操作的计算机设备。计算机是虚拟现实系统的心脏，也称之为虚拟世界的发动机。虚拟现实系统的性能优劣很大程度上取决于计算机设备的性能，由于虚拟世界本身的复杂性及实时性计算的要求，产生虚拟环境的计算量极为巨大，这就对计算设备的配置提出了极高的要求，最主要的要求就是计算机必须具备高速的CPU和强有力的图形处理能力。 根据CPU的速度和图形处理能力，虚拟现实的生成设备可分为高性能个人计算机、图形工作站、巨型机和分布式网络计算机。 1.1 高性能个人计算机 高性能个人计算机系统结构图 高性能个人计算机的核心部分是计算机的图形加速卡。为了加快图形处理的速度，系统可配置多个图形加速卡。 1.2 高性能图形工作站 工作站是仅次于PC机的用的最多的计算设备。比PC机相比，工作站的优点是有更强的计算能力，更大的磁盘空间和更快的通讯方式。工作站主要用于通用计算而不是虚拟现实。随着虚拟现实的不断成熟，主要的工作站制造厂家逐渐开发用高端图形加速器来实现现有的模型。Sun和SGI公司采用的一种途径是用虚拟现实工具改进现有的工作站，像基于PC的系统那样。Division Ltd.采用的另一个途径是设计虚拟现实专用的总承包系统，如Provision 100。这是基于工作站的虚拟现实机器的两种发展途径。 (a) Sun Blade 2500 (b) Sun Blade 2000 Sun工作站 1.2 高性能图形工作站 1.3 高度并行的计算机 计算机界的研究重心是并行计算。所以各个工作站厂商都在发展高度并行的虚拟现实机器，以便提高计算能力。 目前高性能并行计算机的体系结构较多，集群和巨型机主机就是并行计算机。 SGI Altix 3000 曙光TC1700服务器 联想成功研制的“深腾7000” 天河一号”超级计算机 1.3