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虚拟现实是一门综合技术
以计算机技术为主
综合利用计算机图形、图像、可视化、人机交互、人工智能、计算机网络、高性能计算等许
多领域的技术,是一个复杂而庞大的系统
生成一个逼真的三维视觉、触觉以及嗅觉等感觉世界
让用户可以从自己的视点出发,利用自身的功能和一些设备
对所产生的虚拟世界这一客体进行浏览和交互式考察
虚拟现实有三大特点:浸沉感、交互性和构想性
由于三者的英文名称均以 “I打头,又被称为” 3 “I特性”
浸沉感指的是人浸沉在虚拟环境中,具有和在真实环境中一样的感觉
交互性指在虚拟环境中体验者不是被动地感受,而是可以通过自己的动作改变感受的内容
构想性指虚拟的环境是人构想出来的,因而可用以实现一定目标的用途
虚拟现实系统按其功能高低大体可分为四类:
一、桌面虚拟现实系统
也称窗口中的 VR 。它可以通过桌上型机实现,所以成本较低,功能也最简单,主要用于
CAD 、CAM 、建筑设计、桌面游戏等领域
二、沉浸式虚拟现实系统
如各种用途的体验器, 使人有身临其境的感觉, 各种培训、 演示以及高级游戏等用途均可用
这种系统
v 虚拟现实系统按其功能高低大体可分为四类:
三、分布式虚拟现实系统
它在因特网环境下, 充分利用分布于各地的资源, 协同开发各种虚拟现实应用。 它通常是沉
浸式虚拟现实系统的发展, 也就是把分布于不同地方的沉浸式虚拟现实系统, 通过互联网连
接起来,共同实现某种用途
四、增强现实又称混合现实系统
它把真实环境和虚拟环境结合起来, 既可减少构成复杂真实环境的开销 (虚拟环境取代部分
真实环境),又可对实际物体进行操作 (真实环境取代部分虚拟环境) ,达到了亦真亦幻的境
界,是今后发展的方向
在硬件方面需要有以下几种设备的支持:
1. 跟踪系统:确定参与者的头、手和身躯的位置
2. 触觉系统:提供力与压力的反馈
3. 音频系统:提供立体声源和判定空间位置
4. 图像生成和现实系统:产生视觉图像和立体现实
5. 高性能计算处理系统:高处理速度、大容量、强联网特性
在软件方面,要一个虚拟环境工具集或虚拟环境 “外壳 ”
它至少应该具有以下功能:
1. 能够接受各种高性能传感器的信息,如头盔的跟踪信息
2. 能生成立体的现实图形
3. 能把各种数据库(如地形地貌数据库、物体形象数据库等) 、各种 CAD 软件进行调用和
互联的集成环境
大规模数据的场景建模技术
动态实时的立体视觉、听觉等生成技术
三维定位、方向跟踪、触觉反馈等传感技术和设备
符合人类认知心理的三维自然交互技术
三维交互软件及系统集成技术等
1)使用基于图像的绘制技术
或与图形绘制相结合,以提高图形生成的速度;
2 )各种新的交互设备
譬如三维力反馈设备,美国 Sensable Tech公司的 PHANTOM 系统等
3)增强现实( Augmented Reality )
也称混合现实, 它是将真实环境和虚拟现实的景象结合起来的一种技术, 既可减少生成复杂
环境的开销,又便于对实际物体的操作
4 )分布式虚拟现实环境
在互联网环境下, 充分利用各地的资源优势, 协同开发虚拟现实的应用, 如美国大型军用交
互仿真系统及互联网上的多人游戏等
5)多通道人机交互技术
采用人体多种自然交互手段向系统输入,如手势、语音、身体动作等
互联网络上的虚拟现实技术
互联网 / 网络的基础上,把各种信息变为虚拟现实的所有技术
在已经普及的文字、图像以及动画为主的互联网环境中,引入三维技术
当前,以网络 / 互联网为基础的虚拟现实技术,大约有 20 余种
又可划分为几个范畴
一个是以图像为基础的 Panorama 技术
QuicktimeVR 就是这种技术
一个是以 3D 网格为基础的 Web3D 技术
像 Cult3D ,Virtools ,VRML ,X3D 等都属于这个范畴
虚拟建筑场景漫游
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