三维动画技术研究报告.doc

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《计算机科学与技术新进展》

技术研究报告

技术报告题目

虚拟三维动画技术在人机界面设计中的应用研究

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摘要

众所周知，虚拟现实时代已经到来，如何控制和正确使用虚拟现实已经成为重要的话题。”在虚拟现实时代更好的人机交互虚拟现实交互环境和传统语境中的空间差异互动虚拟现实体验什么？通过人机界面设计，使用虚拟三维动画技术、新方法和新方法的实施产品设计。如今智能问答系统大多是二维的客户端，缺乏美观的界面。相比于在简单的问答场景下进行文字问答，现在3D技术的引入，使得利用三维合成技术产生虚拟人物进行智能问答成为热潮。

关键词：虚拟现实三维动画人机交互产品设计工业设计

第一章虚拟现实技术的基本原理和特点

虚拟现实技术涉及计算机图形学、传感技术、动力学、光学、人工智能和社会心理学等领域的研究，是多媒体和三维技术发展的一个更高的领域。虚拟现实技术是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境，是一种新型的人机界面。具体来说，就是利用现代技术生成以计算机技术为核心的逼真视觉、听觉、触觉等虚拟环境的具体范围的整合，用户用必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的这种交互进行交互，从而产生真实环境中的同样的感觉和经历。

虚拟现实技术的发展，引起了人们的极大兴趣。虚拟现实技术不仅开始在军事、医学、房地产、设计、考古、艺术、娱乐等诸多领域得到越来越广泛的应用，而且给社会带来了巨大的经济效益。因此，业内人士认为，80年代是个人电脑时代，90年代是多媒体、网络时代，21世纪将是虚拟现实技术时代。

虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，仿真技术是计算机图形学和人机界面技术的集合，多媒体技术、网络技术、传感技术是一门具有挑战性的交叉技术和研究领域。主要包括仿真环境、感知、自然技能和感知设备。计算机生成仿真环境，实时动态三维真实感图像。

虚拟现实作为一种具有人机交互特性的人机界面，也可以称为“自然人机界面”。在这种环境下，用户看到的是全身彩色场景，听到的是虚拟环境中的声音，手或脚都能感觉到虚拟环境回到自己的力量，从而给用户一种身临其境的感觉。在同一个世界里，用感觉的方式去感受计算机创造的虚拟世界，与相应的现实世界有着同样的感觉。计算机世界可以超越我们生活在虚拟环境之外的时空，也可以模拟现实世界，可以让人拥有虚拟的图形界面。亲身感受现场。

虚拟现实是一种人机界面更为理想的人与计算机之间的用户形式。与传统的计算机界面相比，虚拟现实系统具有三个重要的特点：沉浸感、交互性、想象力。沉浸感称为专业声音感。虚拟现实技术是基于人的视觉、听觉生理和心理特征，由计算机生成逼真的三维图像，用户通过头戴式显示器、数据手套或数据服等交互设备，可以将自己置身于虚拟环境中，成为虚拟中的一员环境。虚拟环境中各种对象与用户的交互，就像在现实世界中一样。当用户移动头部时，图像在虚拟环境中实时跟随变化，随着移动物体可以手势和移动，也可以听到3D模拟声音。用户在虚拟的环境中，感觉一切都很逼真有一种感觉，亲自上阵。

虚拟现实系统中的人机交互几乎是一种自然的交互，用户不仅可以使用计算机键盘和鼠标进行交互，还可以通过特制的头盔、手套等设备进行传感数据交互。电脑可以根据用户的头、手、眼、肢体语言和动作，来调节图像和声音系统。用户通过自己的语言、身体动作或动作等自然技能，观察或操作虚拟环境中的任何物体。该虚拟现实系统具有视觉、听觉、触觉、感知和反应装置，使用户可以在虚拟环境中获得动觉、视觉和听觉、触觉、动觉等多种感知，从而实现个人对现场的感受。

第二章虚拟现实的关键技术与研究对象

虚拟现实系统根据其功能的不同，可分为沉浸式虚拟现实系统、增强型虚拟现实系统、桌面式虚拟现实系统和分布式虚拟现实系统。四种类型的虚拟现实系统具有三个“I”特性，该系统主要包括基本组分为观察者、传感器、合成效果发生器和真实模拟器。

从本质上讲，虚拟现实是一种先进的计算机用户界面，它还通过视频、听觉、触摸等直观自然的实时交互手段，为用户提供最大限度的方便操作，从而减轻用户的负担，提高整个系统的工作效率。但虚拟现实技术的三个主要方面是真实感、虚拟对象的真实感和高性能计算技术。

如何将现实世界中的物体和事件放到虚拟环境中，是一个感知问题。网络技术就是如何让多个用户参与到同一个虚拟环境中。这需要分布式映射结构。一种虚拟现实是世界空间向多维信息空间的转换，包括基本模型的构建、空间跟踪、声音定位、视觉跟踪和视点诱导等关键技术，生成这些技术使得现实的虚拟世界，用户访问操作的虚拟环境检测和操作数据是可能的。

虚拟环境中虚拟物体的真实感是如何直接根据（声、光、电）信号传达给成年人的感受的。一种显示（输出），还可以保证用户从虚拟环境中获