虚拟现实基础跟vrml编程_1.ppt

江西农业大学 计算机与信息工程学院 虚拟现实基础与VRML基础 授课教师： 赵应丁:zhaoyingding@163.com 明德廷：jxau_mdt@163.com 虚拟现实基础与VRML编程目录 1.虚拟现实概论 2.虚拟现实硬件设备及技术 3.VRML概述与VRML文件 4.VRML基本造型 5.VRML空间变换 6.VRML纹理映射 7.VRML声音技术 8.VRML光照效果 9.VRML空间效果 10.VRML视点与导航 虚拟现实基础与VRML编程目录 11.VRML复杂造型 12.VRML动画 13.VRML交互功能 14.VRML脚本设计 15.VRML其他节点 16.原型及其应用 17.综合举例之一 18.综合举例之二 参考资料 段新，虚拟现实基础与VRML编程，武汉大学出版社 第一讲 虚拟现实概论 1.虚拟现实技术 2.虚拟现实系统分类 3.虚拟现实系统硬件组成 4.虚拟现实研究内容 5.增强现实与随身增强现实 1.虚拟现实技术 虚拟现实技术、多媒体技术和网络技术是21世纪三大最具发展潜力的计算机技术。 虚拟现实(Virtual Reality,VR)是由美国VPL公司的Jaron Lanier在1989年创造的一个新词。 它通常是指头盔显示器、数据手套等一系列新型交互设备构造出的用以体验或感知虚拟境界的一种计算机软、硬件环境，用户使用这些高级设备以自然的技能向计算机发送各种指令，并得到环境对用户视觉、听觉、触觉等多种感官信息的实时反馈。 1.虚拟现实技术(续) 世界上首个具有虚拟现实思想的装置是由Morton Heilig在1962年研制成功的，它是一种被称之为Sensorma的具有多种感官刺激的全景式立体电影设备。 该设备主要由三维视频组成，并具有立体声功能，能产生不同的气味，能产生自然风的吹拂，座椅还可以随剧情变化而振动。 虚拟现实技术在很大程度上基于计算机图形学技术发展而来。 1965年，Ivan Sutherland博士发表”The Ultimate Display”一文，提出了一种全新的图形显示技术。观察者可以自然地转动头部和身体即可改变视点，所看到的场景即计算机生成的虚拟境界也将实时地发生变化；观察者还可以以自然的方式直接与虚拟境界中的对象进行交互操作。 1.虚拟现实技术(续) 虚拟现实可以概括为3个方面：真实性、沉浸性和交互性。 真实性是指由计算机生成看起来像真的、听起来像真的、触摸起来像真的虚拟境界，该境界同时还可以向介入者提供视觉、听觉、触觉等多种人类具有的感官刺激。 沉浸性是指计算机控制下的虚拟境界应给人一种身临其境的沉浸感。 交互性是指人能以纯自然方式与虚拟境界中的对象进行交互操作，即不使用鼠标、键盘等常规设备，而要求使用手势、体势、人类语言等自然方式进行交互操作。 能够满足以上要求的系统称之为虚拟现实系统，构建此系统所需要的各种软、硬件技术被定义为虚拟现实技术。 1.虚拟现实技术(续) 理论上，可以将虚拟现实简明定义为：由计算机及其软硬件技术生成的，给人多种感官刺激的虚拟境界(Virtual Environment，VE，虚拟环境) 1.虚拟现实技术(续) (1)多种感官刺激 1.虚拟现实技术(续) (2)虚拟现实本质上是一种人机交互系统，而且是一种高级的人机交互系统。 定义没有特别强调沉浸感，隐含表明虚拟现实可分为”沉浸式”和”非沉浸式”两种。 算法结构清晰，层次分明，便于算法正确性的证明和复杂性的分析。 1.虚拟现实技术(续) 1962年Morton Heiling研制成功首台全传感仿真系统。 1965年SutherLand博士提出Ultimate Display概念。 1965年SutherLand首次研制成功头盔式显示器。 20世纪70年代中美军战斗机飞行模拟器研制成功。 20世纪80年代中期，美国NASA研制成功应用于载人航天使用的VIEW系统。 20世纪90年代开始，VR的研究热潮开始向民用高科技转移。 数据手套(DataGloves) EyePhones 20年代90年代中期，标准化的虚拟现实建模语言VRML为在Internet上构建可共享、可交换的WWW虚拟环境奠定了良好基础。 1.虚拟现实技术(续) VRML 1.0?VRML 2.0?VRML 97?X3D X3D由4部分组成：结构和基本组件、应用程序接口、XML编码及VRML97编码。 XML是新出现的具有强大生命力的网络通用语言规范，它本身所具有的良好的数据存储格式。 可扩展性、高度结构化、便于网络传输等特点，决定了其卓越的性能表现，使其成为未来网络开发的通用语言。 目前，虚拟现实系统已由单机系统发展到分布式虚拟现实系统，进一步还要发展到支持协同工作的分布式虚拟现实系统，即由过去只支持多用户共享，发展到