虚拟现实技术概述 7

VR,基 本 含 义,1,应 用 领 域,研 究 成 果,虚拟现实中的问题,2,3,4,研究 方向,(,前景,),5,主要内容：,基本含义,1,.,基本含义,1,.,VR,地理信息学：,存在于计算机系统中的逻辑环境，通过输出设备模拟显示现实世界中的三维物体和它们的运动规律和方式。,1.1,科技名词定义（,virtual reality,）,VR,通信科技学：,利用计算机发展中的高科技手段构造的，使参与者获得与现实一样的感觉的一个虚拟的境界。,资源信息学：,一种模拟三维环境的技术，用户可以如在现实世界一样地体验和操纵这个环境。,虚拟现实技术是一种综合应用计算机图形学、人机接口技术、传感器技术以及人工智能等技术，制造逼真的人工模拟环境，并能有效地模拟人在自然环境中的各种感知的高级的人机交互技术。,1.2,详细定义,VR,沉浸感,(Immersion),：又称临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。,1.3,基本特征,VR,交互性,(Interaction),指参与者对虚拟环境内物体的可操作程度和从环境中得到反馈的自然程度。,构想性,(Imagination),指用户沉浸在多维信息空间中，依靠自己的感知和认知能力全方位获取知识，发挥主观能动性，寻求解答，形成新的概念。,多感知性（,Multi-Sensory,）：,指除了一般计算机技术所具有的视觉之外，还有听觉、力觉、触觉、运动感，甚至包括味觉、嗅觉等。,1.4,实现过程,VR,虚拟现实利用计算机技术生成逼真的、具备视、听、触、嗅、味等多种感知的虚拟环境。它借助于计算机生成一个三维空间，通过将用户置身于该环境中，借助轻便的多维输入输出设备,(,如跟踪器、头盔显示器、眼跟踪器、三维输入设备和传感器等,),和高速图形计算机，并根据由此而产生的一种身临其境的感觉，去感知和研究客观世界的变化规律。,虚拟现实的技术实质在于提供一种高级的人机接口。虚拟现实技术改变了人与计算机之间枯燥、生硬和被动的现状，给用户提供了一个趋于人性化的虚拟信息空间。,1.5,技术优点,VR,虚拟现实的出现，使人们从纷繁复杂的数据中解放出来，这种形式是传统表现方式所无法比拟的，它给人们提供了一个崭新的信息交流平台。,1.6,技术支持,VR,人工交互技术,传感技术,人工智能,计算机图形学,虚拟现实,是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学,。,是指通过计算机输入、输出设备，以有效的方式实现人与计算机对话 的技术。,是关于从自然信源获取信息，并对之进行处理和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术。,是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。,复杂的逻辑控制；,模拟实时的相互作用；,模拟人脑所有的智能行为；,模拟复杂的时空关系，主要涉及时间与空间的同步等问题；,感觉的表达，包括人的听觉、视觉、触觉、味觉和嗅觉的计算机表达；,实时数据采集、压缩、分析、解压缩；,支持与虚拟环境交互的定位、操纵、导航等。,1.7,软件要求,VR,构造,一,一个,虚,虚拟,环,环境,，,，在,硬,硬件,方,方面,需,需要,有,有以,下,下几,类,类设,备,备的,支,支持,：,：,1.8,硬件,要,要求,跟踪,系,系统,：,：用,以,以确,定,定参,与,与者,的,的头,、,、手,和,和身,躯,躯的,位,位置,；,；,触觉,系,系统,：,：提,供,供参,与,与者,感,感知,力,力与,压,压力,的,的反,馈,馈；,音频,系,系统,：,：提,供,供立,体,体声,源,源和,判,判定,空,空间,位,位置,；,；,高性,能,能计,算,算机,处,处理,系,系统,：,：具,有,有高,处,处理,速,速度,、,、大,存,存储,量,量、,强,强联,网,网特,性,性。,图像,生,生成,和,和显,示,示系,统,统：,产,产生,视,视觉,图,图像,和,和立,体,体显,示,示；,VR,应用领域,2,.,应用领域,2,.,VR,飞行,模,模拟,是,是虚,拟,拟现,实,实技,术,术应,用,用的,先,先驱,。,。通,过,过模,拟,拟器,训,训练,飞,飞行,员,员是,一,一条,有,有效,的,的途,径,径，,同,同时,，,，飞,行,行模,拟,拟器,可,可以,作,作为,一,一种,试,试验,床,床，,对,对飞,机,机的,操,操纵,性,性、,稳,稳定,性,性和,机,机动,性,性进,行,行测,试,试和,评,评定,，,，较,容,容易,分,分析,飞,飞机,气,气动,参,参数,的,的修,改,改对,飞,飞行,品,品质,的,的影,响,响。,2.1,飞,行,行,模,模,拟,拟,VR,最,为,为,成,成,功,功,的,的,例,例,子,子,就,就,是,是,“,“,哈,哈,勃,勃,望,望,远,远,镜,镜,的,的,修,修,复,复,和,和,维,维,护,护,”,”,。,。,经,经,过,过,这,这,个,个,虚,虚,拟,拟,系,系,统,统,的,的,训,训,练,练,，,，,宇,宇,航,航,员,员,于,于,1993,年,12,月,，,，,成,成,功,功,地,地,完,完,成,成,了,了,从,从,航,航,天,天,飞,飞,机,机,上,上,取,取,出,出,备,备,件,件,更,更,换,换,哈,哈,勃,勃,太,太,空,空,望,望,远,远,镜,镜,上,上,损,损,坏,坏,的,的,MRI,这,一,一,复,复,杂,杂,而,而,又,又,费,费,时,时,的,的,任,任,务,务,。,。,2.2,空,间,间,技,技,术,术,VR,虚,拟,拟,现,现,实,实,可,可,以,以,用,用,于,于,教,教,学,学,、,、,复,复,杂,杂,手,手,术,术,过,过,程,程,的,的,规,规,划,划,、,、,在,在,手,手,术,术,过,过,程,程,中,中,提,提,供,供,操,操,作,作,和,和,信,信,息,息,上,上,的,的,辅,辅,助,助,、,、,预,预,测,测,手,手,术,术,结,结,果,果,等,等,。,。,此,外,外,，,，,远,远,程,程,医,医,疗,疗,服,服,务,务,也,也,是,是,一,一,个,个,很,很,有,有,潜,潜,力,力,的,的,应,应,用,用,领,领,域,域,。,。,也,可,可,以,以,用,用,于,于,医,医,学,学,心,心,理,理,学,学,，,，,尤,尤,其,其,是,是,在,在,与,与,心,心,理,理,失,失,调,调,有,有,关,关,的,的,恐,恐,惧,惧,和,和,忧,忧,虑,虑,疾,疾,病,病,方,方,面,面,。,。,2.3,医,学,学,方,方,面,面,VR,虚,拟,拟,战,战,场,场,既,既,通,通,过,过,建,建,立,立,虚,虚,拟,拟,战,战,场,场,环,环,境,境,来,来,训,训,练,练,军,军,事,事,人,人,员,员,，,，,同,同,时,时,又,又,可,可,以,以,通,通,过,过,虚,虚,拟,拟,战,战,场,场,来,来,检,检,查,查,和,和,评,评,估,估,武,武,器,器,系,系,统,统,的,的,性,性,能,能,。,。,2.4,虚,拟,拟,战,战,场,场,和,和,科,科,学,学,计,计,算,算,可,可,视,视,化,化,VR,在,科,科,学,学,计,计,算,算,可,可,视,视,化,化,中,中,数,数,据,据,算,法,法,对,对,应,应,图,像,像,，,，,不,不,同,同,颜,颜,色,色,代,代,表,表,不,不,同,同,警,警,戒,戒,程,程,度,度,，,，,色,色,块,块,之,之,间,间,可,可,渐,渐,变,变,也,也,可,可,突,突,变,变,。,。,如,家,家,庭,庭,中,中,的,的,桌,桌,面,面,游,游,戏,戏,，,，,公,公,共,共,场,场,所,所,的,的,各,各,种,种,仿,仿,真,真,等,等,。,。,目,目,前,前,基,基,于,于,虚,虚,拟,拟,现,现,实,实,技,技,术,术,的,的,游,游,戏,戏,主,主,要,要,有,有,驾,驾,驶,驶,型,型,游,游,戏,戏,、,、,作,作,战,战,型,型,游,游,戏,戏,和,和,智,智,力,力,型,型,游,游,戏,戏,三,三,类,类,。,。,在,北,北,京,京,奥,奥,运,运,会,会,的,的,开,开,幕,幕,式,式,中,中,也,也,用,用,到,到,了,了,虚,虚,拟,拟,现,现,实,实,的,的,技,技,术,术,。,。,三,维,维,沙,沙,盘,盘,软,软,件,件,：,：,包,包,括,括,各,各,种,种,活,活,动,动,的,的,三,三,维,维,动,动,画,画,展,展,示,示,。,。,2.5,娱,乐,乐,游,游,戏,戏,VR,按,使,使,用,用,目,目,的,的,分,分,类,类,：,：,展,示,示,：,：,包,包,括,括,直,直,接,接,展,展,示,示,和,和,间,间,接,接,展,展,示,示,，,，,其,其,中,中,间,间,接,接,展,展,示,示,如,如,科,科,学,学,计,计,算,算,可,可,视,视,化,化,。,。,预,测,测,：,：,如,如,产,产,品,品,设,设,计,计,，,，,项,项,目,目,管,管,理,理,。,。,体,验,验,：,：,主,主,要,要,在,在,市,市,场,场,营,营,销,销,的,的,销,销,售,售,环,环,节,节,。,。,训,练,练,：,：,目,目,的,的,是,是,与,与,现,现,实,实,世,世,界,界,接,接,轨,轨,，,，,或,或,使,使,受,受,训,训,者,者,更,更,容,容,易,易,适,适,应,应,真,真,实,实,环,环,境,境,。,。,2.6,其,他,他,分,分,类,类,VR,研究成果,3,.,研究成果,3,.,VR,游 戏 成 果,1.,医 疗 成 果,2.,军 事 成 果,3.,古 迹 成 果,4.,VR,主,要,要,成,成,果,果,中,国,国,海,海,警,警,某,某,型,型,主,主,力,力,艇,艇,虚,虚,拟,拟,仿,仿,真,真,虚,拟,拟,现,现,实,实,&,视,景,景,仿,仿,真,真,技,技,术,术,在,在,军,军,事,事,上,上,的,的,应,应,用,用,虚拟现实技术中的问题,4,.,虚拟现实技术中的问题,4,.,VR,硬件问题,软件问题,自身问题,引发的问题,VR,问,问,题,题,由,于,于,硬,硬,件,件,的,的,诸,诸,多,多,局,局,限,限,性,性,，,，,使,使,得,得,软,软,件,件,的,的,开,开,发,发,费,费,用,用,十,十,分,分,惊,惊,人,人,，,，,而,而,且,且,软,软,件,件,所,所,能,能,实,实,现,现,的,的,效,效,果,果,受,受,到,到,时,时,间,间,和,和,空,空,间,间,的,的,很,很,大,大,影,影,响,响,，,，,算,算,法,法,和,和,许,许,多,多,相,相,关,关,理,理,论,论,也,也,很,很,不,不,完,完,善,善,。,。,另,另,外,外,，,，,人,人,们,们,对,对,大,大,脑,脑,和,和,人,人,类,类,行,行,为,为,的,的,认,认,识,识,还,还,需,需,进,进,一,一,步,步,提,提,高,高,。,。,数,据,据,存,存,储,储,设,设,备,备,的,的,速,速,度,度,、,、,容,容,量,量,还,还,十,十,分,分,不,不,足,足,，,，,而,而,显,显,示,示,设,设,备,备,的,的,昂,昂,贵,贵,造,造,价,价,和,和,它,它,显,显,示,示,的,的,清,清,晰,晰,度,度,等,等,问,问,题,题,也,也,没,没,能,能,很,很,好,好,地,地,解,解,决,决,，,，,为,为,VR,制,造,造,的,的,大,大,部,部,分,分,专,专,用,用,设,设,备,备,不,不,但,但,造,造,价,价,高,高,、,、,使,使,用,用,起,起,来,来,很,很,不,不,方,方,便,便,、,、,效,效,果,果,有,有,限,限,，,，,而,而,且,且,局,局,限,限,性,性,很,很,大,大,，,，,还,还,不,不,能,能,达,达,到,到,人,人,们,们,的,的,要,要,求,求,，,，,更,更,不,不,能,能,达,达,到,到,VR,所,定,定,义,义,的,的,那,那,种,种,环,环,境,境,软硬