第1节_虚拟现实技术概述.ppt

虚拟现实技术 天津天狮学院 黄金栋 疑问 “虚拟现实”到底是“虚拟的”还是“现实的”？ “虚拟现实”是一项技术还是一门艺术？ 数字城市规划 数字城市规划 数字城市规划 数字城市规划 数字城市规划 数字仿真 数字仿真 数字仿真 数字仿真 数字仿真 地理勘测 地理勘测 虚拟手术 产品展示 产品展示 产品展示 虚拟游览 虚拟游览 虚拟游览 数字虚拟校园 数字虚拟校园 数字虚拟校园 数字虚拟校园 数字虚拟校园 数字虚拟校园 虚拟天狮学院 虚拟天狮学院 虚拟天狮学院 虚拟天狮学院 疑问 “虚拟现实”到底是“虚拟的”还是“现实的”？ “虚拟现实”是一项技术还是一门艺术？ 课程安排 课程考核 总成绩＝出勤成绩×30%＋作业成绩×30%＋作品成绩×40% 出勤成绩来源于随机点名和课堂小测 作业成绩主要指课后作业 作品成绩主要指虚拟现实作品 参考教材 讲授教材：申蔚 曾文琪. 虚拟现实技术. 清华大学出版社. 2009.8 参考资料：刘怡 张洪定 崔欣. 虚拟现实VRML程序设计. 南开大学出版社. 2007.1 第1章 虚拟现实技术概论 1.1 虚拟现实技术的发展史 1.2 虚拟现实技术的概念 1.3 虚拟现实技术的特征 1.4 虚拟现实系统的分类 1.5 虚拟现实技术的应用领域 1.6 虚拟现实技术的研究现状 虚拟现实技术 虚拟现实技术（Virtual Reality）简称VR技术，是20世纪末逐渐兴起的一门综合性信息技术，融合了数字图像处理、计算机图形学、人工智能、多媒体、传感器、网络以及并行处理等多个信息技术分支的必威体育精装版发展成果。 1.1 虚拟现实技术的发展史 1929年，Edward Link设计出用于训练飞行员的模拟器 1.1 虚拟现实技术的发展史 1965年，Ivan Sutherland发表论文“Ultimate Display”（终极的显示） 1.1 虚拟现实技术的发展史 1972年，Nolan Bushnell开发出第一个交互式电子游戏Pong 1977年，Dan Sandin、Tom DeFanti和Rich Sayre研制出第一个数据手套——Sayre Glove 20世纪80年代，美国国家航空航天局（NASA）组织了一系列有关VR技术的研究 ：1984年，NASA Ames研究中心的M. McGreevy 和J. Humphries开发出用于火星探测的虚拟环境视觉显示器；1987年，Jim Humphries设计了双目全方位监视器（BOOM）的最早原型。 1.1 虚拟现实技术的发展史 1990年，在美国达拉斯召开的Siggraph会议上，明确提出VR技术研究的主要内容包括实时三维图形生成技术、多传感器交互技术和高分辨率显示技术，为VR技术的发展确定了研究方向。 从20世纪90年代开始，VR技术的研究热潮也开始向民间的高科技企业转移。著名的VPL公司开发出第一套传感手套命名为“DataGloves”，第一套HMD命名为“EyePhones”。 进入21世纪后，VR技术更是进入软件高速发展的时期，一些有代表性的VR软件开发系统不断在发展完善，如MultiGen Vega、OpenSceneGraph、Virtools等。 1.2 虚拟现实技术的概念 虚拟现实技术是指利用计算机生成一种模拟环境，并通过多种专用设备使用户“投入”到该环境中，实现用户与该环境直接进行自然交互的技术。 1.2 虚拟现实技术的概念 典型的VR系统主要由计算机软、硬件系统（包括VR软件和VR环境数据库）和VR输入、输出设备等组成。 1.3 虚拟现实技术的特征 VR技术的三角形 交互性（Interactivity） 沉浸感（Immersion） 想象力（Imagination） 1.3 虚拟现实技术的特征 VR技术的交互性： 指用户对虚拟环境中对象的可操作程度和从虚拟环境中得到反馈的自然程度（包括实时性）。 主要借助于各种专用设备（如头盔显示器、数据手套等）产生，从而使用户以自然方式如手势、体势、语言等技能，如同在真实世界中一样操作虚拟环境中的对象。 1.3 虚拟现实技术的特征 VR技术的沉浸感： 又称临场感，是指用户感到作为主角存在于虚拟环境中的真实程度。 VR技术最主要的特征。 影响沉浸感的主要因素包括多感知性、自主性、三维图像中的深度信息、画面的视野、实现跟踪的时间或空间响应及交互设备的约束程度等 。 1.3 虚拟现实技术的特征 VR技术的想象力： 指用户在虚拟世界中根据所获取的多种信息和自身在系统中的行为，通过逻辑判断、推理和联想等思维过程，随着系统的运行状态变化而对其未来进展进行想象的能力。 对适当的应用对象加上虚拟现实的创意和想象力，可以大幅度提高生产效率、减轻劳动强