虚拟现实技术及其应用教材课程.ppt

* 虚拟现实技术以及其应用 制作人：卫锋 毛兴林 李松 虚拟现实 虚拟现实（“Virtual Reality”简称VR），又称灵境技术，是以浸没感、交互性和构想为基本特征的计算机高级人机界面。它综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间。 VR特点: 1．计算机提供环境, 不是数据, 信息。这改变了人机接口的内容。2．操作者由视觉,听觉,力觉感知环境, 由自然的动作操作环境, 不是由屏幕,键盘,鼠标和计算机交互。这改变了人机接口的形式。3．逼真的感知和自然的动作，使人产生身临其境的感觉。这改变了人机接口的效果。 虚拟现实 虚拟现实（“Virtual Reality”简称VR），又称灵境技术，是以浸没感、交互性和构想为基本特征的计算机高级人机界面。它综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间。 VR特点: 新型的人机交互接口 1．计算机提供环境, 不是数据, 信息。这改变了人机接口的内容。2．操作者由视觉,听觉,力觉感知环境, 由自然的动作操作环境, 不是由屏幕,键盘,鼠标和计算机交互。这改变了人机接口的形式。3．逼真的感知和自然的动作，使人产生身临其境的感觉。这改变了人机接口的效果。 发展历程 1961年，Morton Heilig的设想----体验剧场（Sensorama），以布鲁克林街道为背景，模拟漫步的感受----先驱者 1965年，计算图形学之父Ivan Sutherland发表论文“终极的显示”，提出“应将计算的显示屏进化为观看虚拟世界的窗口” 次年，他开始研制第一个头盔显示器， 1970年，在犹他大学成功演示了它的功能。 其他成就：用计算机生成的图形代替了摄制图像，并开始设计场景生成器----图形加速卡 发展历程: 5. 70-80年代，美国军方投巨资研究“飞行头盔”和其他军用仿真器，成为虚拟现实技术发展的主要推动力。 6. 1981年，美国国家航空和宇宙航行局（NASA）制作了当时最先进的液晶显示器头盔。 7. 80年代中期，J.Zimmermn 和Jaron.Lanier发明了数据手套。 1989年组建VPL Research公司 8. 同年Jaron Lanier在文章中正式使用虚拟现实这一术语。 发展历程 70-80年代，美国军方投巨资研究“飞行头盔”和其他军用仿真器，成为虚拟现实技术发展的主要推动力。 1981年，美国国家航空和宇宙航行局（NASA）制作了当时最先进的液晶显示器头盔。 80年代中期，J.Zimmermn 和Jaron.Lanier发明了数据手套。 1989年组建VPL Research公司 同年Jaron Lanier在文章中正式使用虚拟现实这一术语。 虚拟现实技术的应用 （一）虚拟现实技术在城市规划和建筑方面的应用 　　城市规划一直是对全新的可视化技术需求最为迫切的领域之一，虚拟现实技术可以广泛的应用在城市规划的各个方面，并带来切实且可观的利益： 展现规划方案虚拟现实系统的沉浸感和互动性不但能够给用户带来强烈、逼真的感官冲击，获得身临其境的体验，还可以通过其数据接口在实时的虚拟环境中随时获取项目的数据资料，方便大型复杂工程项目的规划、设计、投标、报批、管理，有利于设计与管理人员对各种规划设计方案进行辅助设计与方案评审。 规避设计风险 虚拟现实所建立的虚拟环境是由基于真实数据建立的数字模型组合而成，严格遵循工程项目设计的标准和要求建立逼真的三维场景，对规划项目进行真实的“再现”。 （二）虚拟现实在医学上的应用 　　 虚拟解剖训练系统、外科手术模系统、遥控手术手功能诊断、虚拟训练机、轮椅虚拟现实系统等。 模拟手术 应用于认知康复 （三）虚拟现实技术在教育上的应用 主要用来解释一些复杂的系统抽象的概念如量子物理等方面，VR是非常有力的工具，Lofin等人在1993年建立了一个“虚拟的物理实验室”，用于解释某些物理概念，如位置与速度，力量与位移等。 虚拟物理实验室 验证动量守恒 *