VR虚拟现实技术概论

由方垚由方垚VR 虚 拟 现 实Part 01 虚拟现实是什么 Part 02 虚拟现实的应用及现状Part 03 虚拟现实系统的实现技术与发展趋势 目录 虚拟现实技术在生活中出现得越来越多，实际上在军事、医学、航空航天、智慧城市等诸多领域，虚拟现实技术大有用武之地。虚拟现实与各行业的关系类似于数学和物理，将成为人难以区分的真实和虚拟两个世界，或者是虚实混合的新世界。Part 01 一、虚拟现实是什么 VR的目标是以计算机技术为核心，结合其他相关科学技术，生成与一定范围现实世界在视、听、触觉等方面高度近似的数字化环境，人们通过一些交互设备与该数字化环境进行交互，能够产生亲临现实世界的体验。VR具有的特征：l 一是沉浸感，参与者可以全身心沉浸于计算机生成的三维虚拟环境中；l 二是交互性，参与者可以通过一些VR交互设备和虚拟环境中的对象进行交互，产生与对应真实环境中的对象进行交互的体验。现在自然交互、体感交互是非常热的一个研究方向。l 三是构想性，参与者在虚拟环境中可以激发想象，或者可以构想未来世界和历史世界。Part 02虚拟现实的应用及现状VR将成为一个发展趋势。针对将成为一个发展趋势。针对VR在有关领域的在有关领域的应用现状，以及应用现状，以及VRVR可以达到的技术水平，下面进可以达到的技术水平，下面进行展示和介绍。行展示和介绍。1.国防军事国防军事 许多科学技术都是首先在军事领域得到应用，包括许多科学技术都是首先在军事领域得到应用，包括VR技术。技术。构成分布式虚拟战场环境，进行异地的军事训练。军事仿真构成分布式虚拟战场环境，进行异地的军事训练。军事仿真训练的优势，是可以构造任何作战地形环境和作战目标，并训练的优势，是可以构造任何作战地形环境和作战目标，并节约大量经费。节约大量经费。在装备设计、研发过程中，可以采用虚拟样机技术。现在建筑行业也在开发应用VR，可以将建筑效果和整个施工全过程完全三维化地呈现给甲方，而且和结构设计相结合，对建筑设计带来重大影响。VR家装设计与体验系统。可以沉浸式地选择体验不同的壁纸、地板等装饰材料和图案，以及家具的摆放效果。很显然VR技术将对这一领域带来巨大影响。2.装备制造 3.航空航天 航空航天领域应用VR也比较早。驾驶员戴着头盔进行操作，测试飞机仪表布局、色度，起落时的光照是否合适，依此对设计进行调整。虚实融合的监控系统，把监控区域视频图像与周边虚拟环境融合在一起，也可以把相邻监控区域的视频无缝融合，提升了监控系统的性能、功能和适人化水平。4.安防监控。5.医疗健康 VR在医疗健康领域极具发展潜力。首先是对人体及人体器官的三维可交互展示，这样就可以通过虚拟手术模拟器对大夫进行手术培训。还可以构建个性化病体器官模型，进行具体的手术规划和预演，从而大幅度提升手术效果，对医疗手术带来颠覆性影响。目前在电子商务方面，比如在淘宝网上，采用VR技术，不但可以看到商品的逼真三维形象，还可以进行首饰、服装等的试穿、试看。6.电子商务 整个比赛场景、过程都是立体全息的，大家可以想象它在未来的影响会有多大。7.体育领域 数字化文化保护与利用是VR技术的传统应用领域。通过VR技术可以再现历史文化遗产，特别是非物质文化遗产，使得参与者可以穿越时空，体验历史文化。8.文化保护文化保护9.教育培训教育培训 教育领域对教育领域对VR有有巨大应用需求。目前巨大应用需求。目前的网络教育课件都是的网络教育课件都是文字和图片，无法进文字和图片，无法进行实验教学，通过行实验教学，通过VR技术可以实现交互式技术可以实现交互式物理、化学等的仿真物理、化学等的仿真实验，还有医学教学实验，还有医学教学等各种实验。等各种实验。Part 03虚拟现实系统的虚拟现实系统的 实现技术与发展趋势实现技术与发展趋势 实现一个VR系统，需要三方面的技术，即：建模、表现与交互建模、表现与交互 首先是现实世界的对象在计算机数字空间的表示问题，也就是建模。建模需要通过数学、物理，以及各种数字化方法将现实世界中的对象、对象之间的关系、相互作用及动态变化所遵循的规律，映射为数字空间中的各种动静态数据表示。（一）建模 第二类问题是虚拟环境对象的表现,包括视、听、触/力、嗅/味等的表现。VR表现技术将虚拟环境中的各种对象模型通过不同的表现方法、算法渲染在表现设备上，以沉浸方式呈现给用户。（二）表现 第三类问题是人对虚拟环境中对象的操作,以及虚拟环境对象对现实世界的作用，也就是VR人机交互问题，主要涉及人或外部世界与虚拟环境之间互相作用的信息交换方式与人机交互设备。（三）人机交互（三）人机交互总结：VR技术的发展可以给许多行业带来升级换代式发展，如航空航天、国防军事、装备制造、智慧城市、医疗健康、公共安全、文化教育等；会对许多产业产生颠覆性影响，如影视、游戏、旅游、商务、社交网络等，同时可望形成新型的VR产业生长点，如VR人机 交互设备产业，行业应用模拟器、虚拟环境产业，VR平台软件与嵌入式系统产业，领域和行业模型数据产业，网络、移动终端VR产业和VR服务产业等。可以说VR产业进入了爆发式发展的前夜。THANKS演讲完毕，谢谢观看！