2025年虚拟现实概论教案.doc

XXXXXXXXXX學院

教案

院（部）XXXXXXX

教師姓名XXXXX

課程名称虚拟現实概论

讲課班级XXXXXXXXXX

总時数32

本學期時数32

讲課曰期

讲課時数

2

讲課形式

讲授

讲課章节名称

第一章虚拟現实技术概论

教學目的

掌握虚拟現实技术定义；

掌握虚拟現实系统的分类；

學习和理解虚拟現实的重要研究對象；

學习和理解虚拟現实技术的应用；

學习和理解虚拟現实技术的发展和現实状况。

教學重點、难點

學习和理解虚拟現实的重要研究對象、學习和理解虚拟現实技术的应用

更新、补充、删节内容

課外作业

課後查找有关资料，完毕課程提出的問題。

課後体會

本章简要简介了虚拟現实和增强現实的概念和区别和有关知识。同步給出了需要了内容和知识點。

讲課重要内容或提纲

使用教具、挂图或其他教學手段

時间分派

一、组织教學（教具检查，考勤）

二、新課导入：

1.什么是VR/AR?

掌握虚拟現实的定义和技术特性。

2.理解虚拟現实系统的构成。

3.理解虚拟現实的关键技术。

三、新課讲授：

第一章虚拟現实技术概论

第一节虚拟現实技术的基本概念

一、什么是VR/AR?

VR：虚拟現实(VirtualReality)，简称VR技术，也称人工环境。运用電脑或其他智能计算设备模拟产生一种三维空间的虚拟世界，提供顾客有关视覺、听覺、触覺等感官的模拟，让顾客如同身历其境一般。

AR：增强現实技术（AugmentedReality，简称AR），是一种实時地计算摄影机影像的位置及角度并加上對应图像、视频、3D模型的技术，這种技术的目的是在屏幕上把虚拟世界套在現实世界并進行互動。

二、VR/AR的区别?

简朴来說，VR看到的場景和人物全是假的，是把你的意识带入一种虚拟世界。AR看到的場景和人物二分之一是真，二分之一假，是把虚拟的信息带入到現实世界中。一种通俗的解释是VR梦裏見鬼，AR是白天見鬼。

三、虚拟現实技术的特性

虚拟現实系统的3個特性是：

沉浸感（Immersion）

交互性（Interaction）

想象力（Imagination）

四、虚拟現实系统的构成

系统基本构成重要包括观测者、传感器、效果产生器及实景仿真器。

五、虚拟現实的关键技术

虚拟現实的关键技术重要包括如下几种方面：

（1）环境建模技术。

（2）人机交互技术。

（3）立体显示和传感器技术。

（4）应用系统開发工具。

（5）系统集成技术。

第二节虚拟現实系统的分类

虚拟現实系统按其功能不一样，可提成4种类型：沉浸式虚拟現实系统、增强現实型的虚拟現实系统、桌面式虚拟現实系统和分布式虚拟現实系统。

第三节虚拟現实技术的重要研究對象

虚拟現实的研究都是围绕如下5個基本問題展開：

（1）虚拟环境表达的精确性。

（2）虚拟环境感知信息合成的真实性。

（3）人与虚拟环境交互的自然性。

（4）实時显示問題。

（5）图形生成問題。

第四节虚拟現实技术的应用

VR的应用范围很广，诸如国防、建筑设计、工业设计、培训、醫學领域等。Helsel与Doherty早在1993年就對全世界范围内已經進行的805项VR研究项目做了记录，成果表明：VR技术在娱乐、教育及艺术方面的应用占据主流，达21.4%，另一方面是軍事与航空方面达12.7%，醫學方面达6.13%，机器人方面占6.21%，商业方面占4.96%；此外，在可视化计算、制造业等方面也有相称的比重。

第五节虚拟現实技术的发展和現实状况

一、虚拟現实技术发展历程

虚拟現实技术的发展和应用基本上可以分為3個阶段：

第1阶段：20世纪50年代到70年代，属于准备阶段；

第2阶段：20世纪80年代初到80年代，是虚拟現实技术走出试验室，進入实际应用阶段；

第3阶段：從20世纪90年代初至今，是虚拟現实技术全面发展時期。

二、虚拟現实技术研究現实状况

VR技术领域几乎是所有发达国家都在大力研究的前沿领域，它的发展速度非常迅猛。基于VR技术的研究重要有VR技术与VR应用两大类。

在国外，VR技术研究方面发展很好的有美国、德国、英国、曰本、韩国等国家；

在国内，浙江大學、北京航空航天大學等單位在VR方面的研究工作開展得比较早，成果也较多。

三、虚拟現实技术的发展趋势

纵观VR的发展历程，未来VR技术的研究仍将延续“低成本、高性能”原则，從软件、硬件两方面展開，发展方向重要归纳如下：

（1）動态环境建模技术

（2）实時三维图形生成和显示技术

（3）新型交互设备的研制

（4）智能化語音虚拟現实建模

（5）分布式虚拟現实技术的展望

（6）“屏幕”時代的终止

阅讀理解，課堂小結。

多媒体教學

5分钟

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