新科技对人类生活影响及贡献技术介绍.docVIP

新科技对人类生活的影响及贡献 前言 从近代以来，特别是现代，科学技术迅速地、大规模地转化为生产力，给人类社会带来空前的繁荣。科技进步毫无疑义为人类带来了幸福美好的生活，对人类生活产生了巨大的影响。 二十世纪人类取得了一系列科学技术的辉煌成就。并形成了电子信息、生物技术、新材料技术、航天航空、原子能等高技术领域和高技术产业，其中对经济和社会影响面最广、影响力最大，影响持续时间最长的是电子信息技术。随着二十世纪八、九十年代互联网在全世界的迅猛兴起，对经济活动和人类生活方式产生了深刻的影响，并形成了一个覆盖全球的开发和使用信息资源的信息大通道，进入了人类社会生活的方方面面，对政治、经济、军事、科技、文化、社会等领域都产生了重大影响，从而揭开信息经济时代的序幕。 三维虚拟技术作为电子信息技术的重要组成部分，它是利用电脑模拟产生一个逼真的三维视觉、听觉、触觉或嗅觉的感官世界，让使用者如同身临其境的感受与立体的、交互的、动感的强烈震撼。 通过三维虚拟技术，可以建立大型多人在线互动的平台，将人类的活动范围延伸至无限的虚拟世界当中，在此平台中，人们可以通过语音、视频、文字等实时通讯手段流畅地进行各种交流；也可以通过握手、拥抱等简单动作进行交互；在应用方面，还可以集成更多地三维应用，如虚拟商店、虚拟课堂、虚拟医院、虚拟剧场、虚拟游戏等。 三维虚拟技术介绍 新科技对人类的发展作出了巨大的贡献，可以说是深入我们日常生活的方方面面。近年来，随着计算机的计算能力和人机交互技术的飞速发展，基于大规模场景的群体交互与环境构建已经成为可能。 虚实互动 虚实互动是指利用三维虚拟群体自然交互技术、大规模场景虚拟构建技术和基于增强现实的多投影融合技术，将虚拟场景和现实场景的不同用户集成在一个平台上进行群体交互。其中群体自然交互技术包括人物动作识别；人脸/眼睛识别和运动跟踪。通过红外扫描、光流分割、运动检测等技术进行用户从系统中进行分离和动作追踪。 基于图像绘制的虚拟环境构建就是以摄像机拍摄的一组实景图像序列为基础，运用图像处理技术对其进行拼接，将看上去相互孤立的一组图像组织成一幅能够反映全部场景信息的全景图。其中图像序列可以由照相机连续进行拍摄获取，也可以由摄像机拍摄的一段视频流中得到，为了从图像序列中构建大范围的场景图像，摄像机需要通过平移、转动、镜头缩放以及其它运动以拍摄得到满足需求的场景，其中涉及到运动估计等问题。 图1 三维虚实互动 三维虚实互动建模过程如下： ??若干原型人（a，b，c，d）经camera进行面部及整体扫描后形成面部及整体模型。扫描时间可控制在5S到10S之间。 ??对原型人的面部扫描后进行三维面部建模，并根据虚拟场景的需求保存为指定的三维格式。 ??面部建模后与已创建角色进行结合，虚拟角色的面部更换为已扫描的原型人物的面部形象，最终形成新的虚拟形象，并给予新的虚拟形象一个指定的代号，如代号A的虚拟形象为原型人a的虚拟形象。 ??新的虚拟形象的动作由动作捕捉系统进行骨骼跟踪，实现原型人与虚拟形象间的体感互动，从体感设备的感知道虚拟人物的响应时间可接受在40S内。 ??虚拟形象经全息成像进行一一对应的显示（与代号A-D一一对应，其中代号D为未经过camera扫描建模后形成的虚拟形象）。 ??虚拟形象在三维虚拟场景中展示（与代号A-D一一对应）。 ??在三维场景中，虚拟形象之间通过程序控制产生互动，并在全息成像系统中与三维虚拟场景中展示互动与互动后的效果。 基于群体交互的虚拟环境 利用三维虚拟技术，我们可以构建支持群体交互的模虚拟环境仿真平台，并可在此平台基础上开展群体交互大型应用系统研究和尝试。 当前三维自然交互技术己在虚拟现实中得到了充分的应用与发展。虚拟现实通过计算机生成的虚拟环境给带来人多种感官刺激的沉浸感，并且人能以自然方式与虚拟世界中的虚拟对象进行交互操作曰。受到虚拟现实、计算机图形学和人机交互技术的发展和支持，三维自然交互逐渐成为现代交互方式的热点研究方向。 在虚拟现实环境中，传统的通过计算机进行交互无法满足现有的需求，自然交互的研究目标是消除人所处的环境和计算机系统之间的界限，即在计算机系统提供的虚拟空间中，人可以使用眼睛、手势、头部和身体运动以及自然语言等各种感觉器官直接与虚拟场景发生交互。本项目针对大规模虚拟环境下群体交互应用，主要开展如下自然交互技术研究： 人物动作识别。根据人物的手势、语言、身体动作等等进行场景控制、与虚拟场景中物件进行交互、与其他的现实人在虚拟场景中进行交互。 人脸/眼睛识别。通过对人面部的扫描进行人物识别，在多人虚拟场景中进行人物捕捉、定位和控制。 运动跟踪。通过红外扫描、光流分割、运动检测等技术进行用户从系统中进行分离和动作追踪。 基于群体交互的虚拟环境构平台，通过3D技术的建模、光处理、图像渲