虚拟现实系统概述26

第一章虚拟现实系统概述本章内容1.1虚拟现实系统的概念1.2虚拟现实系统的组成1.3虚拟现实系统的分类1.4虚拟现实系统的研究现状1.1虚拟现实系统的概念1.虚拟现实的概念2.虚拟现实的本质3.虚拟现实系统的基本特征虚拟现实的概念虚拟现实技术（VirtualReality），也称为“灵境技术”是一项综合集成技术，涉及计算机图形学,人机交互技术,传感技术,人工智能等领域，它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉，使人作为参与者通过适当装置，自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。虚拟现实的本质虚拟现实的本质在于它的模拟和仿真。可以通过现有的信息技术手段达到对现实世界中客观事物的模拟和再现。虚拟现实系统的基本特征虚拟现实的基本特征沉浸（Immersion）沉浸性又称浸入性，是指用户感觉到好像完全置身于虚拟世界中一样，被虚拟世界所包围、成为虚拟世界中的一部分，使用户由被动的观察者变成主动的参与者，沉浸于虚拟世界之中，参与虚拟世界的各种活动。虚拟现实的基本特征交互（Interaction）交互是指用户能通过自然的动作与虚拟世界的物体进行交互作用。实时产生在真实世界中一样的感知，甚至连用户本人都意识不到计算机的存在。虚拟现实的基本特征构想（Imagination）构想性指虚拟的环境是人想象出来的，同时这种想象体现出设计者相应的思想，因而可以用来实现一定的目标。1.2虚拟现实系统的组成1.虚拟现实系统的发展2.虚拟现实系统的组成3.虚拟现实系统的研究内容4.虚拟现实系统的应用领域虚拟现实系统的发展虚拟现实系统的萌芽为第一阶段(1963年－1972年)、虚拟现实系统的产生和初步形成为第二阶段(1973年－1989年)、虚拟现实系统进一步的完善和应用为第三阶段(1990－2005年)。虚拟现实系统的组成显示子系统检测子系统模拟子系统虚拟现实系统的研究内容虚拟现实系统的理论研究内容虚拟现实系统的技术研究内容虚拟现实系统的理论研究内容模拟与仿真三维图像处理虚拟现实系统的技术研究内容动态环境建模技术立体声合成和立体显示技术触觉反馈交互技术实时三维图形生成技术应用系统开发工具系统集成技术虚拟现实系统的应用领域虚拟现实系统最初主要应用于飞行模拟训练、娱乐、数据和模型可视化、虚拟战场环境仿真等领域，现在虚拟现实系统已经扩展到人们生产生活的各个方面。归纳起来主要包括以下几个方面：科学研究和科学计算可视化军事模拟训练教育培训工程应用医学领域应用娱乐业应用上海博物馆虚拟现实网上展厅1.3虚拟现实的分类1.分布式虚拟现实系统2.沉浸式虚拟现实系统3.桌面虚拟现实系统4.增强虚拟现实系统分布式虚拟现实系统分布式虚拟现实系统(DistributedVR,简称DVR)是虚拟现实技术和网络技术发展和结合的产物。分布式虚拟现实系统的目标是在沉浸式虚拟现实系统的基础上，将地理上分布的多个用户或多个虚拟世界通过网络连接在一起，使每个用户同时参与到一个虚拟空间(真实感3D立体图形、立体声)，通过联网的计算机与其他用户进行交互，以达到协同工作的目的，它将虚拟现实的应用提升到了一个更高的境界。沉浸式虚拟现实系统沉浸式虚拟现实系统(ImmersiveVR)是一种高级的、较理想的虚拟现实系统，它提供一个完全沉浸的体验，使用户有一种仿佛置身于真实世界之中的感觉。桌面虚拟现实系统桌面式虚拟现实系统(DesktopVR)也称窗口虚拟现实系统，是利用个人计算机或初级图形工作站等设备，以计算机屏幕作为用户观察虚拟世界的一个窗口，采用立体图形、自然交互等技术，利用中低端图形工作站及立体显示器，产生虚拟场景，参与者使用位置跟踪器、数据手套、力反馈器、三维鼠标、或其它手控输入设备，与虚拟现实场景发生互动，实现虚拟现实技术的重要技术特征，多感知性、沉浸感、交互性、真实性。增强虚拟现实系统增强式虚拟现实系统(AggrandizeVR)并不要求与世隔绝，允许用户看到真实世界，同时也可看到叠加在真实世界上的虚拟对象，它是把真实环境和虚拟环境组合在一起的一种系统，既可减少构成复杂真实环境的计算，又可对实际物体进行操作，真正达到了亦真亦幻的境界。1.4虚拟现实的研究现状国内研究现状国外研究现状虚拟现实系统研究展望小结本章主要介绍了虚拟现实系统的基本概念，讲到了虚拟现实系统的组成，目前的研究成果以及虚拟现实系统的具体分类方法。学习本章可以了解虚拟现实系统的特点、本质以及目前的发展状况。最后介绍了国内外当前虚拟现实的研究状况。为本书之后章节的学习进行了理论的铺垫。习题1．什么是虚拟现实系统？2．虚拟现实系统的发展经历了哪几个阶段？3．虚拟现实系统目前都在研究哪些内容？4．虚拟现实系统具体分为几类？分别有什么特点？