虚拟现实技术及其应用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,虚拟现实技术及其应用,河南师范大学教育技术系,高义栋,1,开发工具与开发流程,虚拟现实技术,概念与特征,需求与应用,系统组成,本节大纲,2,一、什么是虚拟现实？,“虚拟现实”（,Virtual Reality,，简称,VR,）是近年来出现的高新技术，是指利用计算机和高速多媒体系统产生一个,三维空间,的虚拟世界，提供给用户,视觉,、,听觉,、,触觉,等感官的模拟，使用户有身临其境的感觉，用户可以从自己的视点出发实时观察虚拟空间的事物，并与之发生交互。,国内也有人译为“灵境”、“幻真”等，国外同类的术语还有“虚拟环境”、“人工现实”及“电脑空间”等。,3,虚拟现实的技术支撑,虚拟现实技术综合了,计算机图形学,、,图像处理与模式识别,、,智能技术,、,传感技术,、,语音处理与音响技术,、,网络技术,等多门科学，将计算机处理的数化信息变为人们所能感受的具有各种表现形式的多维信息，并通过视、听、触觉等感官作用于参与者，使其产生一种与现实一样的感觉。,它是人们通过计算机,对复杂数据进行可视化操作与交互,的一种全新的方式，与传统的人机界面及流行的视窗操作相比，在技术和思想上都有了质的飞跃。,4,虚拟现实有哪些类型？,1,桌面式虚拟现实,cloud,利用个人计算机和低端工作站进行仿真，将计算机屏幕作为用户观察虚拟环境的窗口。,2,沉浸式虚拟现实,提供完全沉浸的体验，用户被虚拟环境所包围，有一种完全置身其中的感觉。,3,增强性虚拟现实,不仅利用,VR,来模拟现实世界、仿真现实世界，而且要用它来增强参与者对真实环境的感受，即增强现实中无法感知或不方便的感知。,4,分布式虚拟现实,多个用户通过网络连在一起，同时参加一个虚拟空间，共同体验虚拟经历，将虚拟现实提高到一个更高的境界。,5,二、虚拟现实技术的应用,危险环境中作业,科学研究的可视化,医疗实验与教学,可以使用,VR,技术在有放射、有毒的危险环境中，或者在宇宙空间进行监控和遥控作业，处理危险的材料，而不会有任何危险。,给研究者的计算过程提供及时的图形化的反馈，可以让他们观察到方案的整个过程；比如，在美国国家航空和宇航局，地质学家应用,VR,技术远程分析火星表面的质地构造。,直至目前，医学研究和教学还主要依赖实体解剖和塑料模型，由计算机生产的,3D,人体模型是进行医学研究和教学的新的方法。,比如，谷歌公司在近期推出了人体浏览器，可以全方位地观察人体皮肤、肌肉、骨骼直至内脏和神经。在谷歌,Chrome,浏览器里输入, Life,国内的虚拟社区,HipiHi,世界：,由我世界, 3.0,米，整个展示环境为一个大画面无缝拼接投影系统。,投影亮度指标：,考虑到偏振式立体投影方式，透光率在,50%,以上，单台亮度不低于,6000,流明，对比度不低于,1000:1,。,立体模式指标：,采用,偏振被动式,立体模式，景深和立体程度可调。,噪音指标：,整机工作时，观众位置的投影机噪音不超过,30,分贝。,主机系统指标：,高性能图形工作站，可运行海量数据的仿真系统软件，,运行,500,万面,的场景，画面刷新率超过,30 FPS,。,网络运算指标：,同步运算时，不同主机间的同步延时不超过,0.02,秒，画面连续性好，,无抖动或丢帧现象。,20,配套软件,虚拟现实播放器,虚拟现实编辑器,立体投影模块,SDK,二次开发工具包,平面设计软件,三维建模软件,其他软件,配套设备,数据手套,位置跟踪器,数据头盔,眼动仪,力反馈系统,立体快速成型机,三维扫描仪,裸眼立体电视,其他设备,21,洞穴式虚拟环境,22,VR6,系列眼动仪,ASL,可以将微型眼动光学模块击沉到虚拟现实头带显示器（,HMD,）里面，集成光学模块是虚拟现实头盔最理想的应用产品，他可以轻易的装进任何合适的设备里。,23,头盔显示器也叫数据头盔、头戴式显示器。顾名思义，头盔显示器是一种头戴式的图形显示与观察设备，它的原理是将小型,2,维显示器所产生的影像藉由光学系统放大,。,头盔显示器（,HMD,）,24,6,自由度位置跟踪器,位置跟踪器是用于空间跟踪与定位的装置，一般与其他,VR,设备结合使用，如：数据头盔、立体眼镜、数据手套等。,25,增强现实,增强现实（,AR,），也被称之为混合现实。它通过电脑技术，将虚拟的信息应用到真实世界，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。,26,它是一种,3D,体感摄影机,(,开发代号“,Project Natal”),，,同时，它导入了即时动态捕捉、影像辨识、麦克风输入、语音辨识、社群互动等功能。,伴随,Kinect,名称的正式发布，,Kinect,还推出了多款配套游戏，包括,Lucasarts,出品的,星球大战,、,MTV,推出的跳舞游戏、宠物游戏、运动游戏,Kinect Sports,、冒险游戏,Kinect Adventure,、赛车游戏,Joyride,等,唐,马特里克还说：“先前，有种障碍把电动游戏玩家和所有人都分隔了开，”“现在，有了,Natal,，大家都能加入游戏，使用发明史上最棒的遥控器,你。,27,五、虚拟现实软件,Quset3D,VRP,目前国内比较流行的虚拟现实软件,WebMax,：,最大特点在于它的压缩比，号称可以达到,150,：,1,，因此成品的文件量较小，网络发布上有天生的优势，画面方面也比较细腻，互动方面需要配合一些代码编写能力，扩展性也较强，而且对客户端机器的配置要求很低，凭借软件永久免费的理念，,WebMax,在国内有着大批的粉丝。,VRPIE,：,人性化程度好，软件成熟度高，上手快，一些简单的互动不需要编程即可完成，软件也提供编程接口。,Converse3D,：,最晚出现，一起步就提升到了,Dx9,的,API,图形接口上，免费版仅有模型面数的限制，连恼人的官方,logo,都消失了，率先提出了“一个场景，一个社区”的概念,领先业界开发出了,Web3D,在线多人互动交流功能。,28,六、虚拟现实项目开发流程,1,、制作低模,2,、展,UV,并绘制贴图,3,、灯光渲染烘焙贴图,4,、,vr,软件中交互设置,创建灯光系统，设置全局照明，为场景,设定照明,效果；,测试渲染并不断调整灯光参数，达到满意的渲染效果；,烘焙贴图，,PS,中对烘焙出的贴图做进一步的修改调整；,将烘焙好贴图的模型导入,VR,软件,进行下一阶段的制作。,模型导入,VRP,并进行检查和调整；,VRP,中进行材质与贴图的后期编辑,，,主要,对镂空,贴图,、,水面,、玻璃和金属等,材质属性,进行设置；,VRP,中制作天空、阳光系统及其其他视觉特效；,创建角色动画；,制作景区场景交互；,创建行走相机并制作摄相机路径动画；,VRP,中制作系统的运行界面,，,包括,背景界面元素、交互按钮和背景音乐的制作；,加入视频、和,flash,等媒体，并与模型、按钮进行交互的链接,；,前期系统设计与准备工作,展,UV,，主要用到,Unwrap UVW,修改,器；,Photoshop,软件,中合成,模型的固有色贴图；,3dsmax,中赋予材质和贴图并调整贴图位置。,古建筑房屋阁楼,低模；,地形、地面、池塘,等；,树木和植被和雕塑等面片,模型；,人物、动物等角色的,低模的,制作。,1,、,与项目投资单位沟通并进行系统设计；,2,、,收集整理规划图、效果图、现场照片；,3,、,撰写并录制,需要的,解说词,；,4,、制作相关,介绍的专题片,和其他媒体资料,；,29,参考资料,Virtual Reality.PPT.Sagar Reddy.,http:/, 教育技术系,办公室：物理北楼,A207,Q Q,：,42525177,Email,：,gaoyidong01,博 客：,