计算机虚拟技术概述.pptx

计算机虚拟技术;1. 本课程的教学目的和要求;虚拟现实（Virtual Reality，简称VR），是利用计算机生成的能给人多种感官刺激的人机交互系统——一种亲身感受到的虚假。 ;两个方面： 第一是计算机生成的虚拟环境必须是能给人提供多种感觉的感官刺激的环境，能让人有“沉浸”的感觉。 第二是虚拟现实系统是一种高级的人机交互系统，因此人机交互是虚拟现实的核心。 ; 1965年，Sutherland在篇名为《终极的显示》（The Ultimate Display）的论文中首次提出了包括具有交互图形显示、力反馈设备以及声音提示的虚拟现实系统的基本思想，从此，人们正式开始了对虚拟现实系统的研究探索历程。 ; 80年代，美国宇航局（NASA）及美国国防部组织了一系列有关虚拟现实技术的研究，并取得了令人瞩目的研究成果，引起了人们对虚拟现实技术的广泛关注。1984年，NASA Ames研究中心虚拟行星探测实验室组织开发了用于火星探测的虚拟环境视觉显示器，将火星探测器发回的数据输入计算，为地面研究人员构造了火星表面的三维虚拟环境。;第 1 章 概述 计算机虚拟技术;第 1 章 概述 计算机虚拟技术;魔幻森林游戏虚拟场景;网上虚拟环境系统：Virtual Raleigh，版权所有?IBM Canada;开采仿真器;侏罗纪公园;虚拟战场;虚拟环境;虚拟现实系统的研究现状主要涉及到以下三个研究领域：;(1)多感知性: 具有的视觉、听觉、力觉、触觉、运动感知，甚至包括味觉、嗅觉等。 ;1.2 虚拟现实（技术）分类 ; 利用个人计算机和低级工作站进行仿真，将计算机的屏幕作为用户观察虚拟境界的一个窗口。通过各种输入设备实现与虚拟现实世界的充分交互。这些外部设备包括立体眼镜、3D控制器使监视器或者鼠标，追踪球，力矩球等。它要求参与者使用输入设备，通过计算机屏幕观察360度范围内的虚拟境界，并操纵其中的物体。; 是一种基于网络的虚拟现实系统。通过计算机网络将多个用户连接在一起，同时参加一个虚拟空间，对其进行观察和操作，协同工作，共同体验虚拟经历。;第 1 章 概述 计算机虚拟技术;(1)动态环境建模 实时获取实际环境的三维数据，并根据需要实时建立相应的虚拟环境模型。 (2)实时三维图形生成技术 实时生成三维图形，并保证图形的刷新频率不低于15帧/秒至30帧/秒。提高刷新频率是该技术的主要内容。 (3)立体显示和传感器技术 虚拟现实的交互能力依赖于立体显示和传感器技术的发展，必须开发新的三维显示技术以克服当今设备过重、分辨率低、延迟大、有线、跟踪精度低、视场不够宽、眼睛容易疲劳等缺点。 (4)应用系统开发工具 虚拟现实应用的关键是寻找合适的场合和对象，即如何发挥想像力和创造性。选择适当的应用对象可以大幅度提高生产效率，减轻劳动强度，提高产品质量。 (5)系统集成技术 由于VR系统中包括大量的感知信息和模型，因此系统集成技术起着至关重要的作用。集成技术包括信息的同步技术、模型的标定技术、数据转换技术、数据管理模型、识别与合成技术等等。;3）虚拟现实技术的硬件构成;虚拟现实系统硬件配置示意图 ;几种常用的虚拟现实设备 ;4）虚拟现实建模语言及相关软件; 虚拟样机技术是上世纪80年逐渐兴起、基于计算机技术的一个新概念。目前还处于发展的阶段，在不同应用领域中存在不同定义。美国国防部对虚拟样机技术有关概念的建设性意见为：（1）虚拟样机定义，虚拟样机是建立在计算机上的原型系统或子系统模型，它在一定程度上具有与物理样机相当的功能真实度。（2）虚拟样机设计，利用虚拟样机代替物理样机来对其候选设计的各种特性进行测试和评价。（3）虚拟样机设计环境，是模型、仿真和仿真者的一个集合，它主要用于引导产品从思想到样机的设计，强调子系统的优化与组合，而不是实际的硬件系统。; 国内外学者对虚拟样机技术的定义大同小异，下面是几种有代表性的论述：（1）虚拟样机技术是将CAD