虚拟现实系统简介.pptx
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1、虚拟现实及其应用虚拟现实及其应用虚拟环境研究虚拟环境研究系统工程研究所系统工程研究所 张建民张建民虚拟现实系统简介第1页1 VE(Virtual Environment)技术介绍l科科学学技技术术发发展展使使得得人人们们对对信信息息需需求求越越来来越越多多,人人门门对对信信息息接接收收和和了了解解变变得得也也愈愈主主要要,人人门门不不再再满满足足经经过过数数字字、图图像像方方式式观观察察信信息息处处理理结结果果,而而迫迫切切需需要要经经过过视视觉觉、听听觉觉、触触觉觉、嗅嗅觉觉、以以及及形形体体、手手势势或或口口令令,并并直直接接参参加加到到信信息息处处理理环环境境中中,取取得身临其境感觉。得
2、身临其境感觉。虚拟现实系统简介第2页1 VE(Virtual Environment)技术介绍l虚虚拟拟环环境境是是相相对对于于实实环环境境,并并有有些些人人操操作作和和参参加加而而形形成成一一个个虚虚构构、视视觉觉上上、听听觉觉上上、感感觉觉上上存存在在,是是一一个个物物理理意意义义上上人人机机交交互互和和抽抽象象组组合合,而而这这种种存存在在是是由由计计算算机机系系统统产产生生。在在实实环环境境中中,人人们们能能够够直直接接感感受受到到实实际际物物体体和和存存在在,并并与与其其进进行行交交互互和和远远程程操操作作。而而虚虚拟拟环环境境是是一一个个利利用用显显示示技技术术虚虚构构环环境境,只
3、只是是在在感感觉觉上上能能够够体体验验到到一一个个境境界。界。虚拟现实系统简介第3页虚拟现实系统简介第4页1.1 虚拟环境虚拟现实系统简介第5页1.1 虚拟环境虚拟环境实质上不在是建立在一维数字化信虚拟环境实质上不在是建立在一维数字化信息空间,而是建立在一个多维信息空间集成息空间,而是建立在一个多维信息空间集成化环境,而虚拟现实化环境,而虚拟现实(Virtual Reality VR)技术技术是支撑这种集成环境关键技术,是一个新人是支撑这种集成环境关键技术,是一个新人机界面形式,它为用户(参加者)提供了机界面形式,它为用户(参加者)提供了一个临境一个临境(immersive)和多感觉通道(和多
4、感觉通道(multi-sensory)体验,试图寻求一个最正确人)体验,试图寻求一个最正确人-机通机通讯方式。虚拟现实也被称为人工环境讯方式。虚拟现实也被称为人工环境(artifical environments)、电脑空间、电脑空间(cyberspace)、人工、人工合成环境合成环境(synthetic environments)、虚拟环境、虚拟环境(Virtual Environment)。虚拟现实系统简介第6页1.1 虚拟环境虚拟现实技术近年来在技术研究领域十分活跃,它虚拟现实技术近年来在技术研究领域十分活跃,它包容了计算机图形学、多媒体技术、人工智能技术、包容了计算机图形学、多媒体技术
5、、人工智能技术、人机接口技术、传感器技术、并行实时计算技术和人机接口技术、传感器技术、并行实时计算技术和人行为学等关键技术,是多媒体技术一个发展境界。人行为学等关键技术,是多媒体技术一个发展境界。与传统计算机相比,与传统计算机相比,VR系统有着三个主要特点:系统有着三个主要特点:l临境临境(immersion);l交互性交互性(interactivity);l想象想象(imagination)。这三者都与人亲密相关。我们能够简单地说,这三者都与人亲密相关。我们能够简单地说,VR是计算机图形学和人是计算机图形学和人-机交互技术发展产物。但从机交互技术发展产物。但从更广泛意义上讲,更广泛意义上讲,
6、VR是人与技术系统完美结合,是人与技术系统完美结合,人在整个系统占有主要地位。人在整个系统占有主要地位。虚拟现实系统简介第7页1.2 1.2 虚拟现实技术概念虚拟现实技术概念虚拟现实景物能够是真实物体模型,如还没虚拟现实景物能够是真实物体模型,如还没有施工房屋、正在设计中工厂或产品工程模有施工房屋、正在设计中工厂或产品工程模型;能够是现实中看不到抽象模型,如化学型;能够是现实中看不到抽象模型,如化学分子结构、飞机机翼超音速气流模型;甚至分子结构、飞机机翼超音速气流模型;甚至能够是利率、股票等金融信息三维模型表示。能够是利率、股票等金融信息三维模型表示。不论怎样,它们都利用了现实世界中存在数不论
7、怎样,它们都利用了现实世界中存在数据,将计算机产生电子信号,经过各种输出据,将计算机产生电子信号,经过各种输出设备转换成能够被人类感觉器官所感知各种设备转换成能够被人类感觉器官所感知各种物理现象,如光波、声波、力等,使人感受物理现象,如光波、声波、力等,使人感受到虚拟境界存在。这种现实到虚拟境界存在。这种现实是计算机生成,是计算机生成,又是现实世界反应,是真实现实一个表现形又是现实世界反应,是真实现实一个表现形式式,所以,称之为虚拟现实。,所以,称之为虚拟现实。虚拟现实系统简介第8页3D 物体表示虚拟现实系统简介第9页1.2 虚拟现实技术概念虚拟现实技术概念因为虚拟现实技术在不一样领域应用时所
8、要因为虚拟现实技术在不一样领域应用时所要实现功效各不相同,所以极难给出严格定义,实现功效各不相同,所以极难给出严格定义,不过,任何不过,任何VRVR系统都含有以下几个特点。系统都含有以下几个特点。1 1、参加者可、参加者可“沉醉沉醉”在虚拟环境中在虚拟环境中VR“VR“沉醉沉醉”(immersionimmersion)特征是指暂时把)特征是指暂时把参加者与现实环境相隔离,使其全身心置于参加者与现实环境相隔离,使其全身心置于计算机所创建三维虚拟环境之中,感到虚拟计算机所创建三维虚拟环境之中,感到虚拟环境存在,这么,能够使参加者更自然、更环境存在,这么,能够使参加者更自然、更直接地与虚拟环境中各种
9、对象进行交互。直接地与虚拟环境中各种对象进行交互。虚拟现实系统简介第10页1.2 虚拟现实技术概念虚拟现实技术概念2 2、参加者在虚拟环境中含有主动性、参加者在虚拟环境中含有主动性参加者在虚拟环境中不是被动地依据固定程式去参加者在虚拟环境中不是被动地依据固定程式去观看虚拟环境里各种物体,而是能够依据自己意观看虚拟环境里各种物体,而是能够依据自己意愿主动地去观察、改变或影响场景中对象。比如,愿主动地去观察、改变或影响场景中对象。比如,当参加者在一个当参加者在一个VRVR系统中随意转动头部或移动其系统中随意转动头部或移动其中物体时,他所看到景物应该随之逼真地改变,中物体时,他所看到景物应该随之逼真
10、地改变,还应该含有声音和触觉等形式反馈。还应该含有声音和触觉等形式反馈。虚拟现实系统简介第11页1.2 虚拟现实技术概念虚拟现实技术概念3 3、含有方便自然交互伎俩、含有方便自然交互伎俩交互性(交互性(interactioninteraction)是对)是对VRVR系统最基本要求系统最基本要求之一。它是指参加者虚拟环境中所碰到各种对之一。它是指参加者虚拟环境中所碰到各种对象相互作用能力。人能够抓取、释放或搬移虚象相互作用能力。人能够抓取、释放或搬移虚拟世界中物体,甚至与一些拟人化物体交谈。拟世界中物体,甚至与一些拟人化物体交谈。4 4、系统要含有实是性、系统要含有实是性系统要实时地跟踪参加者观
11、察方、手部和身体系统要实时地跟踪参加者观察方、手部和身体运动情况,实时产生对应画面、声音等反馈,运动情况,实时产生对应画面、声音等反馈,从而到达身临其境切身感受。从而到达身临其境切身感受。虚拟现实系统简介第12页1.3虚拟系统组成虚拟系统组成虚拟现实系统可分为三大类:虚拟现实系统可分为三大类:桌面虚拟桌面虚拟现实系统(现实系统(Desktop VRDesktop VR)、临境虚拟现)、临境虚拟现实系统实系统(Immersive VR)(Immersive VR)和分布式虚拟现和分布式虚拟现实系统实系统(Distributed VR)(Distributed VR)。1)1)桌面桌面VRVR也称
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- 虚拟现实 系统 简介
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