《虛擬現(xiàn)實概論》教案

1、XXXXXXXXXX 學院教案院（部）XXXXXXX教師姓名XXXXX課程名稱虛擬現(xiàn)實概論授課班級XXXXXXXXXX總時數(shù) 32本學期時數(shù)32授課日期授課時數(shù)2授課形式講授授課章節(jié)名稱第一章虛擬現(xiàn)實技術(shù)概論教學目的1 .掌握虛擬現(xiàn)實技術(shù)定義；2 .掌握虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類；3 .學習和了解虛擬現(xiàn)實的主要研究對象；4 .學習和了解虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用；5 .學習和了解虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀。教學重點、難占八、學習和了解虛擬現(xiàn)實的主要研究對象、學習和了解虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用更新、補充、 刪節(jié)內(nèi)容課外作業(yè)課后查找相關(guān)資料，完成課程提出的問題。課后體會本章簡要介紹了虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實的概念和區(qū)別和相關(guān)知

2、識。同時給出了需要了內(nèi)容和知識點。授課主要內(nèi)容或提綱使用教具、掛圖或其 它教學手段時間分配一、組織教學(教具檢查，考勤)二、新課導入：1 .什么是VR/AR?掌握虛擬現(xiàn)實的定義和技術(shù)特征。2 .了解虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的組成。3 .了解虛擬現(xiàn)實的關(guān)鍵技術(shù)。三、新課講授：第一章虛擬現(xiàn)實技術(shù)概論 第一節(jié)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基本概念 一、什么是VR/AR?VR:虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality),簡稱VR技術(shù)，也稱人工環(huán)境。 利用電腦或其他智能計算設備模擬產(chǎn)生一個三維空間的虛擬世 界，提供用戶關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓用戶如 同身歷其境一般。AR :增強現(xiàn)實技術(shù)(Augmented Realit

3、y ,簡稱AR ),是一種實 時地計算攝影機影像的位置及角度并加上相應圖像、視頻、3D模型的技術(shù)，這種技術(shù)的目標是在屏幕上把虛擬世界套在現(xiàn)實 世界并進行互動。二、VR/AR的區(qū)另I?簡單來說，VR看到的場景和人物全是假的，是把你的意識 帶入一個虛擬世界。AR看到的場景和人物一半是真，一半假， 是把虛擬的信息帶入到現(xiàn)實世界中。一個通俗的解釋是 VR夢里見鬼，AR是白天見鬼。三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特征虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的3個特征是：沉浸感(Immersion) 交互性(Interaction) 想象力(Imagination) 四、虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的組成 系統(tǒng)基本組成主要包括觀察者、傳感器、效果產(chǎn)生器及實景仿

4、真器。五、虛擬現(xiàn)實的關(guān)鍵技術(shù)虛擬現(xiàn)實的核心技術(shù)主要包括以下幾個方面：(1)環(huán)境建模技術(shù)。(2)人機交互技術(shù)。(3)立體顯示和傳感器技術(shù)。(4)應用系統(tǒng)開發(fā)工具。(5)系統(tǒng)集成技術(shù)。第二節(jié)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)按其功能不同，可分成4種類型：沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、增強現(xiàn)實型的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)和 分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。多媒體教學5分鐘15分鐘15分鐘第土節(jié)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的主要研究對象 虛擬現(xiàn)實的研究都是圍繞以下 5個基本問題展開：(1)虛擬環(huán)境表示的準確性。(2)虛擬環(huán)境感知信息合成的真實性。(3)人與虛擬環(huán)境交互的自然性。(4)實時顯示問題。(5 )圖形生成問題。第四節(jié)虛擬現(xiàn)實技

5、術(shù)的應用VR的應用范圍很廣，諸如國防、建筑設計、工業(yè)設計、培訓、 醫(yī)學領域等。Helsel與Doherty早在1993年就對全世界范圍內(nèi) 已經(jīng)進行的805項VR研究項目做了統(tǒng)計，結(jié)果表明：VR技術(shù)在 娛樂、教育及藝術(shù)方面的應用占據(jù)主流，達21.4%,其次是軍事與航空方面達12.7%,醫(yī)學方面達6.13%,機器人方面占6.21%, 商業(yè)方面占4.96%;另外，在可視化計算、制造業(yè)等方面也有相 當?shù)谋戎?。第五?jié)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀 一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展歷程虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展和應用基本上可以分為3個階段：第1階段：20世紀50年代到70年代，屬于準備階段； 第2階段：20世紀80年代初到80年代

6、，是虛擬現(xiàn)實技術(shù)走出 實驗室，進入實際應用階段；第3階段：從20世紀90年代初至今，是虛擬現(xiàn)實技術(shù)全面發(fā) 展時期。二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)研究現(xiàn)狀VR技術(shù)領域幾乎是所有發(fā)達國家都在大力研究的前沿領 域，它的發(fā)展速度非常迅猛。基于 VR技術(shù)的研究主要有 VR技 術(shù)與VR應用兩大類。在國外，VR技術(shù)研究方面發(fā)展較好的有美國、德國、英國、日本、韓國等國家；在國內(nèi)，浙江大學、北京航空航天大學等單位在VR方面的研究工作開展得比較早，成果也較多。三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展趨勢縱觀VR的發(fā)展歷程，未來 VR技術(shù)的研究仍將延續(xù)“低成 本、高性能”原則，從軟件、硬件兩方面展開，發(fā)展方向主要 歸納如下：(1)動態(tài)環(huán)境建模技術(shù)

7、(2)實時三維圖形生成和顯示技術(shù)(3)新型交互設備的研制(4)智能化語音虛擬現(xiàn)實建模(5)分布式虛擬現(xiàn)實技術(shù)的展望(6) “屏幕”時代的終結(jié)閱讀理解，課堂小結(jié)。25分鐘15分鐘10分鐘授課日期授課時數(shù)2授課形式講授授課章節(jié)名稱第2章虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的輸入設備教學目的1 .理解維度的概念，掌握六自由度的概念，了解跟蹤器的主要性 能參數(shù)，了解多種跟蹤技術(shù)。2 .理解手勢接口的工作原理，掌握數(shù)據(jù)手套的傳感器基本配置情 況，了解三維鼠標、數(shù)據(jù)衣的基本工作方式。教學重點、難占八、1 .重點是跟蹤器的概念，主要的跟蹤技術(shù)及手勢接口的工作原理。2 .難點是理解六自由度的概念和數(shù)據(jù)手套傳感器的配置情況。更新、補充

8、、刪節(jié)內(nèi)容無課外作業(yè)課后查找相關(guān)資料，完成課程提出的問題。課后體會本章介紹了一些輸入設備，包括跟蹤器、數(shù)據(jù)手套、三維鼠 標和數(shù)據(jù)衣。這些設備的目標都是實時捕捉用戶的輸入，并發(fā)送 給運行仿真程序的計算機。正是依靠這些特殊設備的支持，使用 戶在與虛擬世界之間的自然交互中產(chǎn)生一種身臨其境的逼真感。授課主要內(nèi)容或提綱使用教具、掛圖或其 它教學手段時間分配一、組織教學(考勤)二、舊課復習，作業(yè)講評，新課導入：三、新課講授：第2章虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的輸入設備輸入設備是用戶與計算機或其他設備通信的橋梁。傳統(tǒng)的輸入設備：包括鍵盤，鼠標，攝像頭，掃描儀，手寫輸 入板等由于傳統(tǒng)的鍵盤與鼠標已滿足不了虛擬現(xiàn)實的輸入技術(shù)要

9、 求，則需要一些新的特殊設備的支持。輸入設備(Input Devices)是用來輸入用戶發(fā)出的動作，使 用戶可以操控一個虛擬境界。包括：跟蹤器、數(shù)據(jù)手套、三維鼠標、數(shù)據(jù)衣等。第一節(jié)三維位置跟蹤器跟蹤器能夠?qū)崟r地測量用戶身體或其局部的位置和方向， 并將其作為用戶的輸入信息傳遞給虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的主控計算 機，從而根據(jù)用戶當前的視點信息刷新虛擬場景的顯示。目前的跟蹤器主要包括機械跟蹤器、電磁跟蹤器、光學跟蹤器、超聲波跟蹤器、慣性跟蹤器、GPS跟蹤器及混合跟蹤器等。維度維度(Dimension),又稱維數(shù)，指獨立的時空坐標的數(shù)目。零維讓我們從一個點開始，和我們幾何意義上的點一樣，它沒有 大小、沒有維度。

10、它只是被想象出來的、作為標志一個位置的 點。它什么也沒有，空間、時間通通不存在，這就是零維度。 一維空間一維空間只有長度，沒有寬度和深度。二維空間我們擁有了一條線，也就是擁有了一維空間。如何升級到二維 呢？很簡單，再畫一條線，穿過原先的這條線，我么就有了二 維空間，二維空間里的物體有寬度和長度，但是沒有深度。 三維空間三維空間有長度、寬度與高度。六自由度物體在三維空間運動時，其具有6個自由度，三個用于平移運動，三個用于旋轉(zhuǎn)運動。三個平移自由度：用于描述三維對象的 X、Y、Z坐標值， 三個旋轉(zhuǎn)自由度：俯仰角(Pitch)橫滾角(Roll)航向角(Yaw)多媒體教學10分鐘20分鐘一、跟蹤器的性能

11、參數(shù)跟蹤器的性能指標主要包括：精度、抖動、偏差和延遲。精度(Accuracy)是指對象真實的三維位置與跟蹤器測量出的三 維位置之間的差值。抖動(Jitter)是指當被跟蹤對象固定不變時，跟蹤器輸出結(jié)果 的變化。偏差(Drift )是指跟蹤器隨時間推移而累積的誤差。延遲(Latency)是動作與結(jié)果之間的時間差。對三維跟蹤器來說，延遲是對象的位置或方向的變化與跟蹤器檢測這種變化之間的時間差。二、機械跟蹤器機械跟蹤器(Mechanical Trackers)由一個串行或并行的運動結(jié) 構(gòu)組成，該運動結(jié)構(gòu)由多個帶有傳感器的關(guān)節(jié)連接在一起的連 桿構(gòu)成。三、電磁跟蹤器電磁跟蹤器(Magnetic Trac

12、kers )是一種非接觸式的位置測量 設備，它使用由一個固定發(fā)射器產(chǎn)生的電磁場，來確定移動接 收單元的實時位置。四、超聲波跟蹤器超聲波跟蹤器(Ultrasonic Trackers )是聲學跟蹤技術(shù)最常用的一種，是一種非接觸式的位置測量設備，使用固定發(fā)射器產(chǎn)生的超聲信號來確定移動接收單元的實時位置。五、光學跟蹤器光學跟蹤器(Optical Trackers )是一種非接觸式的位置測量 設備，使用光學感知來確定對象的實時位置和方向。六、慣性跟蹤器慣性跟蹤器通過牛頓運動定律確定方向和位置。陀螺儀和加速度計是慣性跟蹤器的兩個關(guān)鍵部件。七、GPS艮蹤器GPS跟蹤器是內(nèi)置了 GPS模塊和移動通信模塊的終

13、端，用于將 GPSft塊獲得的定位數(shù)據(jù)通過移動通信模塊傳至Internet上的一臺服務器上，從而可以實現(xiàn)在計算機上查詢終端位置。八、混合跟蹤器(Hybrid Trackers )指使用了兩種或兩種以上位置測量技術(shù)來跟蹤對象的系統(tǒng)，它能取得比使用任何一種單一技術(shù)更好的性能。第二節(jié)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的交互接口虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是一個人機交互系統(tǒng)，而且在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中要求人與虛擬世界之間是自然交互的。本節(jié)中的交互接口包括：手勢接口、三維鼠標和數(shù)據(jù)衣。一、手勢接口手勢接口( Gesture Interface )是測量用戶手指(有時也包括 手腕)實時位置的設備。20分鐘20分鐘目的：是為了實現(xiàn)與虛擬環(huán)境的基于手勢

14、識別的自然交互。1.5DT數(shù)據(jù)手套5DT數(shù)據(jù)手套有5節(jié)點和14節(jié)點之分。5節(jié)點：每個手指都配有一個傳感器，用于測量指節(jié)和第一個關(guān) 節(jié)。14節(jié)點：每個手指2個傳感器，一個測量指節(jié)另一個測量第一 個關(guān)節(jié)，在手指之間有1個傳感器，共4個指間的傳感器。2.CyberGloveCyberGlove是一種復雜的傳感手套，它使用的是線性彎曲傳感 器，能夠準確捕捉用戶手指和手的動作。二、三維鼠標三維鼠標是虛擬現(xiàn)實應用中比較重要的交互設備，可以從不同的角度和方位對三維物體進行觀察、瀏覽和操縱。三、數(shù)據(jù)衣數(shù)據(jù)衣裝備著許多觸覺傳感器，使用者穿上后，衣服里面的傳 感器能夠根據(jù)使用者身體的動作進行探測，并跟蹤人體的所有

15、 動作。閱讀理解，課堂小結(jié)。10分鐘授課日期授課時數(shù)2授課形式講授授課章節(jié)名稱第3章虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的輸出設備教學目的1. 了解圖形顯示設備的概念；了解人類視覺系統(tǒng)原理；掌握頭盔顯示器的概念和常用頭盔顯示器；了解立體眼鏡的原理。2. 了解聲音輸出設備的概念；了解人類聽覺系統(tǒng)原理；了解基于揚聲器的三維聲音的原理和應用。3. 掌握接觸反饋和力反饋的概念與區(qū)別；了解觸覺鼠標和iMotion 觸覺反饋手套的原理和應用。教學重點、難占八、1 .重點：圖形顯示設備、聲音輸出設備、接觸反饋和力反饋的基本概念和區(qū)別；常用頭 盔顯示器的概念和常用頭盔顯示器；觸覺鼠標和iMotion觸覺反饋手套的原理和應用。2 .難

16、點：人類視覺系統(tǒng)原理、立體聲音與三維聲音的區(qū)別。更新、補充、 刪節(jié)內(nèi)容無課外作業(yè)課后查找相關(guān)資料，完成課程提出的問題。課后體會通過本章的學習掌握圖形顯示設備、聲音顯示設備、觸覺反饋設備的基本概念和區(qū)別；掌握常用頭盔顯示器、沉浸式立體投影顯示系統(tǒng)、立體眼鏡（鷹眼）、基于揚聲器的三維聲音與的概念和原理；了解人類視覺系統(tǒng)原理、人類聽覺系統(tǒng)原理和人類觸覺系 統(tǒng)的基本原理。授課主要內(nèi)容或提綱使用教具、掛圖或其 它教學手段時間分配一、組織教學（考勤）二、舊課復習，作業(yè)講評，新課導入：多媒體教學三、新課講授：第3章 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的輸出設備輸出設備：為用戶提供仿真過程對輸入的反饋，通過輸出接口給用戶產(chǎn)生反饋的

17、感覺通道。圖例：動物會本能地利用影子保護自己；繪畫作品經(jīng)常會大膽 地利用影子來作為畫面的對比元素，以達到黑白對比的藝術(shù)效 果；舞臺藝術(shù)也常常利用舞臺燈光、利用逆光來突出主角；皮 影戲直接利用光影在白色屏幕上表演，以特殊的藝術(shù)效果取信 于觀眾。第一節(jié)圖形顯示設備圖形顯示設備：一種計算機接口設備，它把計算機合成的場景 圖像展現(xiàn)給虛擬世界中參與交互的用戶。20分鐘一、人類視覺系統(tǒng)要設計圖形顯示設備，必須先了解人類的視覺系統(tǒng)。一個有效 的圖形顯示設備需要使它的圖像特性與人類觀察到的合成場景 相匹配人類視覺系統(tǒng)的特性如下：特性一：中央凹與聚焦區(qū)特性二：視場與測量深度特性三：會聚角與圖像視差二、頭盔顯示器

18、頭盔顯示器（Head Mounted Display ,簡稱 HMD）,常見的立 體顯示設備，利用頭盔顯示器將人對外界的視覺、聽覺封閉， 引導用戶產(chǎn)生一種身在虛擬環(huán)境中的感覺。頭盔顯示器通常由兩個 LCD或CRT顯示器分別顯示左右眼的圖像，這兩個圖像由計算機分別驅(qū)動，兩個圖像間存在著微小的 差別，人眼獲取這種帶有差異的信息后在腦海中產(chǎn)生立體感。頭盔顯示器主要由顯示器和光學透鏡組成，輔以3個自由度的空間跟蹤定位器可進行虛擬輸出效果觀察，同時觀察者可以做 空間上的自由移動，如行走、旋轉(zhuǎn)等。1.頭盔顯示器的顯示技術(shù)普通消費級（單視場、無立體感）HMD!用LCD顯示器，主要是為個人觀看電視節(jié)目和視頻游

19、戲設計， 而不是為VR專門設計的。 它只能接受NTSC（在歐洲是PAL）單視場視頻輸入，當集成到VR 系統(tǒng)中時，需要把圖形流輸出的紅綠藍信號格式轉(zhuǎn)換成 NTSC/PAL專業(yè)級（立體顯示）HMD備則使用CRT顯示器，它能產(chǎn)生更高 的分辨率，是專門為 VR交互設計的，它接受 RGEB頻輸入。 如下圖所示，在圖形流中，兩個RGB信號被直接發(fā)送給 HMD空制單元，用于立體觀察。通過跟蹤用戶的頭部運動，把位置數(shù)據(jù)發(fā)送給VR引擎，用于圖形計算。2 .常見頭盔顯示器(1) Virtual Research 1280 數(shù)字頭盔(2) eMagin數(shù)字頭盔(3) Liteye單目穿透式頭盔(4) Cybermi

20、nd 雙目式(5) 5DT數(shù)字頭盔3 .沉浸式立體投影系統(tǒng)(1)單通道立體投影系統(tǒng)(2) CAVEM浸式虛擬現(xiàn)實顯示系統(tǒng)(3)球面投影顯示系統(tǒng)(4)立體眼鏡(鷹眼)第二節(jié)聲音輸出設備聲音輸出設備：一類計算機接口，能給與虛擬世界交互的用戶提供合成的聲音反饋。一、三維聲音立體聲音與三維聲音的區(qū)別右圖所示。耳機中的立體聲音聽上去好像是從用戶的頭里發(fā)出來的，它不像真實聲音那樣是在外面的。而從同一個耳機或揚聲器中放出的三維聲音則包含著重要的心 理信息，可以改變用戶的感覺，使他們相信這些錄制的聲音真 的來自于用戶周圍的環(huán)境。二、人類的聽覺系統(tǒng)(1)縱向-極坐標系統(tǒng)三、基于揚聲器的三維聲音近年來出現(xiàn)了新一代

21、 PC三維聲卡。這些聲卡使用DS砒片(即數(shù)字信號處理技術(shù)，指能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字信號處理技術(shù)的芯片)處 理立體聲或5.1格式的聲音，并且輸出真實的三維聲音。第三節(jié)觸覺反饋觸覺反饋(Hapitic )這個詞來自希臘語的 Happen,意思是接觸， 它們能傳送一類非常重要的感官信息，幫助用戶利用觸覺來識 別環(huán)境中的虛擬對象，并通過這些對象執(zhí)行某些任務。一、人類的觸覺系統(tǒng)1 .觸覺當皮膚受到刺激時，觸覺傳感器會產(chǎn)生很小的放電，最終被大腦感知到。2 .傳感器-發(fā)動機控制身體的傳感器-發(fā)動機控制系統(tǒng)使用觸覺、本體感受和肌肉運動 知覺來影響施加在觸覺接口上的力。二、觸覺反饋接口20分鐘20分鐘20分鐘通常在使用鼠

22、標時用戶要一直看著屏幕，以免失去控制。觸覺 反饋增加了響應用戶動的另一條線索，從而可以對此作出適當 的補償（即使把臉轉(zhuǎn)過去也能感知到）。2. iMotion觸覺反饋手套特點：iMotion 是一款帶有觸覺反饋的體感控制器。iMotion 可 以提供精準的3D動作控制，并且橫跨各大平臺和諸多 app。該 設備在用戶面前創(chuàng)建了一個虛擬的觸摸空間，并且擁有觸覺反 饋，讓用戶“真實觸摸”到游戲或應用中的物體。它能夠欺騙 你的大腦，讓你誤以為你的雙手正在推、拉，或者進行其它應 用（游戲）想要的動作，虛擬的觸覺反饋。三、力反饋接口1 .力反饋操縱桿2 . CyberGrasp力反饋手套閱讀理解，課堂小結(jié)。

23、授課日期授課時數(shù)2授課形式講授授課章節(jié)名稱第四章 虛擬現(xiàn)實的計算體系結(jié)構(gòu)教學目的1 .掌握圖形繪制流水線和觸覺繪制流水線的原理。2 .熟悉基于PC和基于工作站的VR的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。3 .理解多流線的同步機制，掌握分布式VR的網(wǎng)絡組成和應用。教學重點、難占八、1、圖形繪制流水線 3個階段應用程序、幾何處理、光柵化。2、觸覺繪制流水線3個階段碰撞檢測、受力計算、觸覺計算。3、多用戶多用戶分布式虛擬現(xiàn)實網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)單服務器、多服務器環(huán)狀網(wǎng)、點到點 LAN、通過路由的混合點到點 WAN更新、補充、 刪節(jié)內(nèi)容無課外作業(yè)課后查找相關(guān)資料，完成課程提出的問題。課后體會虛擬現(xiàn)實的計算體系結(jié)構(gòu)的學習，是虛擬現(xiàn)實開發(fā)

24、的框架和基礎。要求掌握 VR引 擎的概念；VR引擎中圖形繪制流水線和觸覺繪制流水線的基本工作原理；分布式 VR引 擎的概念；分布式虛擬環(huán)境的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)。要求了解基于 PC和工作站的VR圖形體系 結(jié)構(gòu)；了解多流水線同步的解決方法及應用方式。能夠運用所學的內(nèi)容分析 VR引擎上 虛擬現(xiàn)實功能，為以后章節(jié)的學習打下基礎。授課主要內(nèi)容或提綱使用教具、掛圖或其 它教學手段時間分配一、組織教學（考勤）二、舊課復習，作業(yè)講評，新課導入：三、新課講授：第四章 虛擬現(xiàn)實的計算體系結(jié)構(gòu)第一節(jié)繪制流水線VR引擎是從輸入設備中讀取數(shù)據(jù)，訪問與任務相關(guān)的數(shù)據(jù)庫， 執(zhí)行任務要求的實時計算，從而實時更新虛擬世界的狀態(tài)，并

25、把結(jié)果反饋給輸出顯示設備。一、圖形繪制流水線圖形繪制流水線：指的是把圖形繪制過程劃分成幾個階段，并 把它們指派給不同的硬件資源并行處理，用來提高圖形繪制速 度。多邊形（三角形）網(wǎng)格表示法）：物體的立體幾何信息是通過它 們的邊界面或包圍面來表示，而物體的邊界面可以用許多單獨 的多邊形表示。是最常見的虛擬現(xiàn)實三維模型表示法之一。二、觸覺繪制流水線為了提高對象模型的真實感除了視覺效果外，還需要觸覺來感 知物體?？梢酝ㄟ^多階段的觸覺繪制流水線描述觸覺模型的過 程。第二節(jié)圖形體系結(jié)構(gòu)基于PC的圖形體系結(jié)構(gòu)：PC的運算速度和圖形卡繪制能力的提升滿足了一般VR仿真中的大多數(shù)實時性要求。PC機的性能以 及價格

26、上的巨大優(yōu)勢使之成為 VR引擎之一?；诠ぷ髡镜捏w系結(jié)構(gòu)：與 PC相比，工作站使用了超級（多處 理器）體系結(jié)構(gòu)，具有更強大的計算能力、更大的磁盤空間和 更快的通信形式，很容易滿足 VR系統(tǒng)實時性的特性。一、基于PC的圖形體系結(jié)構(gòu)只有將PC和虛擬現(xiàn)實交互式設備集成在一起才能構(gòu)成VR引擎。二、基于工作站的體系結(jié)構(gòu)Infinite Reality 是SGI公司開發(fā)的第一個為通用工作站專門 設計，具有4個幾何處理引擎和主板，用于提供復雜場景下具 有穩(wěn)定的60HZ刷新率高質(zhì)量繪制的圖形系統(tǒng)。第三節(jié) 分布式虛擬現(xiàn)實的體系結(jié)構(gòu)分布式VR引擎：使用兩個或多個繪制流水線的VR引擎。這些流水線可以同時位于一臺計算

27、機中，也可以分別位于多臺協(xié)作 的計算機中，或者位于集成在一個仿真系統(tǒng)中的多臺遠程計算 機中?？赏瑫r繪制多個視圖目標。多媒體教學5分鐘5分鐘10分鐘10分鐘5分鐘一、多流水線同步多視圖顯示需要多條流水線輸出同步圖像。如果不進行同步，幀刷新率(圖像每秒繪制的次數(shù))不一致，就會導致系統(tǒng)整體的延遲，圖像扭曲。特別是用多臺 CRT顯示器聯(lián)合仿真顯示，不同步會會導致圖像 閃爍，使用戶產(chǎn)生視覺不適。二、聯(lián)合定位繪制流水線聯(lián)合定位繪制流水線的系統(tǒng)由一臺帶有多流水線圖形加速卡的計算機；或者每臺帶一個不同的繪制流水線的多臺計算機；或者它們的任意組合構(gòu)成。(1)多流水線圖形卡Wildcat II 5110能同時在兩

28、個顯示器上獨立地顯示，具有兩套 幾何處理引擎和兩套光柵化引擎。(2) PC集群由多部圖形工作站通過虛擬現(xiàn)實環(huán)幕以網(wǎng)絡連接，經(jīng)過邊緣融 合處理，進行同步工作，其所組成的集群投射組合成大尺寸、 高分辨率的影像，拓展了觀者的視野，滿足了觀眾的舒適感和 臨場感。三、分布式虛擬環(huán)境分布式虛擬環(huán)境是指在一組以網(wǎng)絡互連的計算機上同時運行虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，使處于不同地域的多個用戶可以在同一虛擬世界 中共享信息，進行實時交互，協(xié)同完成各種任務。(1)兩用戶共享的虛擬環(huán)境兩用戶可單獨使用交互設備與同一VR系統(tǒng)交互，通過LAN通信網(wǎng)絡互聯(lián)，使用 TCP/IP協(xié)議發(fā)送單播數(shù)據(jù)包來傳消息，用 戶之間通信要順暢、狀態(tài)要一致。

29、(2)多用戶共享虛擬環(huán)境的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)單服務器模式多服務器環(huán)狀網(wǎng)模式點到點LAN模式通過路由的混合點到點 WANIi式閱讀理解，課堂小結(jié)。5分鐘20分鐘授課日期授課時數(shù)2授課形式講授授課章節(jié)名稱第五章虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的核心技術(shù)教學目的1 .掌握常用的幾種顯示技術(shù)的實現(xiàn)原理。2 .了解真實感實時繪制技術(shù)如何實現(xiàn)。3 .掌握三種建模技術(shù)的建模特點以及區(qū)別。4 .熟悉虛擬聲音的原理，虛擬聲音與傳統(tǒng)立體聲的區(qū)別，如何實現(xiàn)三維虛擬聲音。5 .了解當前人機交互技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。6 .了解碰撞檢測技術(shù)的技術(shù)要求以及實現(xiàn)方法。教學重點、難占八、1、重點是虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的核心技術(shù)分類、特點、應用。2、難點是虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)

30、相關(guān)技術(shù)的原理和實現(xiàn)方法。更新、補充、 刪節(jié)內(nèi)容無課外作業(yè)課后查找相關(guān)資料，完成課程提出的問題。課后體會虛擬現(xiàn)實技術(shù)是由計算機產(chǎn)生，通過視覺、聽覺、觸覺等作用，使用戶產(chǎn)生身臨其 境感覺的交互式視景仿真，具有多感知性、存在感、交互性和自主性等特征。本章闡述 了虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)核心技術(shù)的分類、特點及應用。重點介紹了三維建模、立體顯示、真實 感實時繪制、三維虛擬聲音、人機自然交互以及碰撞檢測幾種技術(shù)。本章的學習要點是 各種技術(shù)的原理和實現(xiàn)方法。授課主要內(nèi)容或提綱使用教具、掛圖或其 它教學手段時間分配一、組織教學（考勤）二、舊課復習，作業(yè)講評，新課導入：三、新課講授：第五章虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的核心技術(shù)第一節(jié)三維

31、建模技術(shù)虛擬環(huán)境建模的目的是設計出反映研究對象真實有效模型。三 維建模一般主要是三維視覺建模。三維視覺建模可分為幾何建 模、物理建模、行為建模。一、幾何建模技術(shù)虛擬環(huán)境中的幾何模型是物體幾何信息的表示。幾何建模技術(shù) 是用計算機表達對象信息的技術(shù)。設計包括表示幾何信息的數(shù) 據(jù)結(jié)構(gòu)、相關(guān)的構(gòu)造與操縱該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的算法。虛擬環(huán)境中的 每個物體包含形狀和外觀兩個方面。二、物理建模技術(shù)物理建模指的是虛擬對象的質(zhì)量、重量、慣性、表面紋理、硬 度、變形模式等特征的建模。分形技術(shù)和粒子系統(tǒng)就是典型的 物理建模方法。三、行為建模技術(shù)虛擬現(xiàn)實的本質(zhì)就是客觀世界的仿真或折射，虛擬現(xiàn)實的模型 則是客觀世界中物體或?qū)ο蟮?/p>

32、代表。而客觀世界中的物體或?qū)?象除了具有表觀特征如外形、質(zhì)感以外，還具有一定的行為能 力，并且服從一定的客觀規(guī)律。第二節(jié)立體顯示技術(shù)立體顯示技術(shù)使人在虛擬世界里具有更強的沉浸感。目前比較 有代表性的技術(shù)有：分色技術(shù)、分光技術(shù)、分時技術(shù)、光柵技 術(shù)、全息顯示技術(shù)。一、雙目視差顯示技術(shù)1、分色技術(shù)分色技術(shù)的基本原理是讓某些顏色的光只進入左眼，另一部分只進入右眼。人眼睛中的感光細胞共有4種，其中數(shù)量最多的是感覺亮度的細胞，另外 3種用于感知顏色，分別可以感 知紅、綠、藍三種波長的光，感知其他顏色是根據(jù)這3種顏色推理出來的，因此紅、綠、藍被稱為光的三原色。2.分光技術(shù)分光技術(shù)的基本原理是當觀眾戴上特制

33、的偏光眼鏡時，由 于左、右兩片偏光鏡的偏振軸互相垂直，并與放映鏡頭前的偏 振軸相一致；致使觀眾的左眼只能看到左像、右眼只能看到右 像，通過雙眼匯聚功能將左、右像疊合在視網(wǎng)膜上，由大腦神 經(jīng)產(chǎn)生三維立體的視覺效果。多媒體教學5分鐘10分鐘10分鐘3 .分時技術(shù)分時技術(shù)是將兩套畫面在不同的時間播放，顯示器在第一 次刷新時播放左眼畫面，同時用專用的眼鏡遮住觀看者的右眼， 下一次刷新時播放右眼畫面，并遮住觀看者的左眼。按照上述 方法將兩套畫面以極快的速度切換，在人眼視覺暫留特性的作 用下就合成了連續(xù)的畫面。4 .光柵技術(shù)在顯示器前端加上光柵，光柵的功能是要擋光，讓左眼透 過光柵時只能看到部分的畫面；右

34、眼也只能看到另外一半的畫 面，于是就能讓左右眼看到不同影像并形成立體，此時無需佩 戴眼鏡。二、全息技術(shù)全息技術(shù)第一步是利用干涉原理記錄物體光波信息，記錄著干 涉條紋的底片經(jīng)過顯影、定影等處理程序后，便成為一張全息 圖，或稱全息照片；其第二步是利用衍射原理再現(xiàn)物體光波信 息。再現(xiàn)的圖像立體感強，具有真實的視覺效應。第三節(jié)真實感實時繪制技術(shù)虛擬世界的產(chǎn)生不僅需要真實的立體感，而且虛擬世界還必須 實時生成，這就必須要采用真實感實時繪制技術(shù)。一、真實感繪制技術(shù)真實感繪制是在計算機中重現(xiàn)真實世界場景的過程。主要任務 是模擬真實物體的物理屬性。當用戶視點發(fā)生變化時，所看到 的場景需要及時更新。二、圖形的實

35、時繪制技術(shù)傳統(tǒng)的虛擬場景基本上都是基于幾何的，就是用數(shù)學意義上的 曲線、曲面等數(shù)學模型預先定義好虛擬場景的幾何輪廓，再采 用紋理映射、光照等數(shù)學模型加以渲染。圖形的實時繪制技術(shù)是在當前圖形算法和硬件條件限制下提出 的在一定時間內(nèi)完成的技術(shù)。除了在硬件方面采用高性能的計算機，提高計算機的運行速度 以提高圖形顯示能力外，還可以降低場景的復雜度。第四節(jié) 人機交互技術(shù)在計算機系統(tǒng)提供的虛擬空間中，人可以使用各種感覺方式直 接與之發(fā)生交互，這就是虛擬環(huán)境下的人機自然交互技術(shù)。較 為常用的交互技術(shù)主要有：手勢識別、面部表情的識別、眼動跟 蹤以及語音識別等。一、手勢識別手勢識別系統(tǒng)的輸入設備主要分為基于數(shù)據(jù)

36、手套的識別和基于 視覺（圖像）的識別系統(tǒng)兩種。二、面部表情識別10分鐘10分鐘10分鐘10分鐘人可以通過臉部的表情表達自己的各種情緒，傳遞必要的信息。人臉圖像的分割、主要特征（如眼睛、鼻子等）定位以及識別是這個技術(shù)的主要難點。三、眼動跟蹤眼動跟蹤技術(shù)的基本工作原理是利用圖像處理技術(shù)，使用能鎖 定眼睛的特殊攝像機。通過攝入從人的眼角膜和瞳孔反射的紅 外線連續(xù)地記錄視線變化，從而達到記錄、分析視線追蹤過程 的目的。四、語音識別技術(shù)語音識別技術(shù)（Automatic Speech Recognition ,簡稱 ASR 是 將人說話的語音信號轉(zhuǎn)換為可被計算機程序所識別的文字信 息，從而識別說話者的語音

37、指令以及文字內(nèi)容的技術(shù)，包括參 數(shù)提取、參考模式建立和模式識別等過程。第五節(jié)碰撞檢測技術(shù)碰撞檢測經(jīng)常用來檢測對象甲是否與對象乙相互作用。為保證 虛擬世界的真實性，就需要虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)能夠及時檢測出這些 碰撞，產(chǎn)生相應的碰撞反應，并及時更新場景輸出，否則就會 發(fā)生穿透現(xiàn)象。閱讀理解，課堂小結(jié)。15分鐘授課日期授課時數(shù)2授課形式講授授課章節(jié)名稱第六章三維全景技術(shù)教學目的1 .掌握全景的概念，虛擬全景和現(xiàn)實全景的區(qū)別，三維全景的特點和分類。了解三維全 景的應用領域和行業(yè)。2 .掌握常見的硬件設備及配置方案，了解全景云臺與相機、三腳架的安裝方法。3 .掌握柱面全景、球面全景、對象全景照片的拍攝流程和技巧

38、，并能結(jié)合學習、工作環(huán) 境進行實地拍攝。了解數(shù)碼相機的參數(shù)和術(shù)語。4 .掌握柱面全景、球面或立方體全景、對象全景的軟件制作流程。了解國內(nèi)外流行的三 維全景制作軟件的功能和特點。教學重點、難占八、1 .本章的重點是三維全景的特點、分類和應用領域。2 .本章的難點是全景照片的拍攝方法及后期軟件實現(xiàn)更新、補充、 刪節(jié)內(nèi)容無課外作業(yè)課后查找相關(guān)資料，完成課程提出的問題。課后體會三維全景也稱為虛擬現(xiàn)實全景，是基于靜態(tài)圖像的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，是目前迅速發(fā)展 并逐步流行的一個虛擬現(xiàn)實分支，廣泛應用于網(wǎng)絡三維演示領域。授課主要內(nèi)容或提綱使用教具、掛圖或其 它教學手段時間分配一、組織教學(考勤)二、舊課復習，作業(yè)講

39、評，新課導入：多媒體教學5分鐘三、新課講授：第六章三維全景技術(shù)第一節(jié)三維全景概述全景(Panoramic)是一種使用相機環(huán)繞四周進行360度拍攝，將拍攝到的照片拼接成一個全方位、全角度的圖像。這些圖像 可以在計算機或互聯(lián)網(wǎng)上進行瀏覽或展示。全景可分為兩種，即虛擬全景和現(xiàn)實全景。虛擬全景是利用3dsMax、Maya等軟件，制作出來的模擬現(xiàn)實的場景；現(xiàn)實全景是 利用單反數(shù)碼相機拍攝實景照片，由軟件進行特殊的拼合處理 而生成的真實場景。本章介紹的主要是現(xiàn)實全景。三維全景(Three dimensional panorama)是使用全景圖像表現(xiàn)三 維虛擬環(huán)境的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，也稱虛擬現(xiàn)實全景。一、三維全

40、景的分類20分鐘1 .柱面全景柱面全景，就是人們常說的“環(huán)視”。柱面全景的拍攝原理：把 拍攝的照片投影到以相機視點為中心的圓柱體內(nèi)表面，可以以 水平360度方式觀看四周的景物。2 .球面全景球面全景圖是將原始圖像拼接成一個球體的形狀，以相機視點 為球心，將圖像投影到球體的內(nèi)表面。球面全景圖可以實現(xiàn)水 平方向360度旋轉(zhuǎn)、垂直方向180度俯視和仰視的視線觀察。3 .立方體全景立方體全景圖由6個平面投影圖像組合而成，即將全景圖投影 到一個立方體的內(nèi)表面上。立方體全景圖可以實現(xiàn)水平方向360度旋轉(zhuǎn)、垂直方向180度俯視和仰視的視線觀察。4 .對象全景對象全景是以一件物體(即對象)為中心，通過立體36

41、0度球面上的眾多時角來看物體，從而生成對這個對象的全方位的圖像信息。5 .球形視頻球形視頻生成的是動態(tài)全景視頻，觀眾可以看到全方位、全角 度的視頻直播。但是該項技術(shù)對網(wǎng)絡帶寬的要求較高，有可能 限制其發(fā)展。二、三維全景特點1 .真實感強，制作成本低2 .界面友好，交互性強3 .文件小，可傳播性強4 .可塑性和保密性強5分鐘三、三維全景的應用領域1 .旅游景點2 .賓館、酒店3 .房地產(chǎn)4 .電子商務5 .軍事、航天6 .醫(yī)學虛擬仿真7 .歷史文化8 .公司企業(yè)9 .娛樂休閑場所10 .虛擬校園11 .政府開發(fā)區(qū)環(huán)境第二節(jié)全景照片的拍攝硬件一、硬件設備1. 單反數(shù)碼相機2. 三腳架3. 魚眼鏡頭

42、4. 全景云臺二、硬件配置方案全景圖的拍攝一般采用以下 2種硬件配置方案：1 .數(shù)碼相機+魚眼鏡頭+三腳架+全景云臺這種方法成本低，可一次性拍攝大量的素材，另一方面其制作 速度較快，是目前主流的硬件配置方案。2 .三維建模軟件營造虛擬場景這種方法主要應用于那些不能拍攝或難于拍攝的場合，或是對 于一些在現(xiàn)實世界中還不存在的物體或場景。如還沒有建成的 小區(qū)、虛擬公園、虛擬游戲環(huán)境、虛擬產(chǎn)品展示等。第三節(jié)全景照片的拍攝方法1 .柱面全景照片的拍攝2 .球面全景照片的拍攝3 .對象全景照片的拍攝第四節(jié) 三維全景的軟件實現(xiàn)方法一、常見的三維全景軟件二、三維全景圖的軟件實現(xiàn)1 .柱面全景圖的軟件實現(xiàn)2 .

43、球面或立方體全景圖的軟件實現(xiàn)3 .對象全景圖的軟件實現(xiàn)10分鐘10分鐘10分鐘5分鐘15分鐘閱讀理解，課堂小結(jié)。授課日期授課時數(shù)2授課形式講授授課章節(jié)名稱第七章虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用教學目的1. 了解虛擬現(xiàn)實技術(shù)的現(xiàn)代應用領域。2. 了解虛擬現(xiàn)實技術(shù)早期應用3. 了解目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用的市場占有率及各個領域的應用現(xiàn)狀。教學重點、難占八、1 .重點是了解虛擬現(xiàn)實技術(shù)的現(xiàn)代應用和未來的發(fā)展方向2 .難點是對虛擬現(xiàn)實技術(shù)目前存在問題的探索更新、補充、 刪節(jié)內(nèi)容無課外作業(yè)課后查找相關(guān)資料，完成課程提出的問題。課后體會本章主要介紹了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用，虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)與各行各業(yè)結(jié)合實現(xiàn)了廣泛的應用和快速發(fā)

44、展。虛擬現(xiàn)實技術(shù)與網(wǎng)絡技術(shù)、多媒體技術(shù)的深度融合，必將具有更 加廣闊的應用領域和發(fā)展前景。我們需要緊密關(guān)注，大膽應用，為我們的未來增添強大 的生命力。授課主要內(nèi)容或提綱使用教具、掛圖或其 它教學手段時間分配一、組織教學（考勤）二、舊課復習，作業(yè)講評，新課導入：三、新課講授：第七章虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用第T虛擬現(xiàn)實技術(shù)的早期應用虛擬現(xiàn)實技術(shù)最早起源于上世紀 60年代，第一臺虛擬現(xiàn)實設備多媒體教學5分鐘Sensorama”問世虛擬現(xiàn)實技術(shù)早期應用主要體現(xiàn)在軍事和游戲兩方面。第二節(jié)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的早期應用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的現(xiàn)代應用可謂是覆蓋到眾多領域，據(jù)資料統(tǒng)計 目前在游戲、工程制造業(yè)、醫(yī)療保健、娛樂、商業(yè)及

45、城市規(guī)劃25分鐘等方面市場占有率頗高，在軍事與教育等領域也有相當?shù)氖鼙?群。一、虛擬游戲應用在游戲方面，虛擬游戲(Virtual Games)是虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用最 活躍的一個領域，主要是指通過佩戴相關(guān)設備，使游戲玩家獲 得逼真的游戲體驗。二、虛擬醫(yī)療保健應用虛擬現(xiàn)實在醫(yī)療上應用大致上分為兩類，一類是虛擬人體，這 樣的人體模型醫(yī)生更容易了解人體的構(gòu)造和功能，另一是虛擬 手術(shù)系統(tǒng)，可用于指導手術(shù)的進行。應用范例：虛擬腹腔鏡腹腔鏡手術(shù)模擬訓練系統(tǒng)是專門用來進行腹腔鏡手術(shù)培訓的教 學設備，采用了人體解剖視覺重現(xiàn)和力反饋技術(shù)，使操作畫面 清晰、臟器逼真、器械 真實、操作手感與臨床手術(shù)相同。應用 這一系統(tǒng)

46、進行培訓，可以擴展實習人員的解剖、生理、病理等 醫(yī)學知識，提高實習人員的手術(shù)技巧和手術(shù)中對病情的判斷決10分鐘策能力，使其盡量達到臨床手術(shù)要求。 三、虛擬工程制造業(yè)應用虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用于工程制造業(yè)可縮短開發(fā)周期，減少費用。四、虛擬城市規(guī)劃應用在城市規(guī)劃方面，要高度考慮項目的關(guān)聯(lián)性、復雜性和前瞻性， 虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠使城市規(guī)劃相關(guān)部門從任意角度，實時互動 真實地看到規(guī)劃效果，更好地掌握城市的形態(tài)和理解規(guī)劃師的 設計意圖并帶來切實可觀的效益。城市規(guī)劃 建筑 保護文化遺跡 五、虛擬軍事應用 虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以在很大程度上解決真實作戰(zhàn)訓練中的許多實 際問題。1 .虛擬戰(zhàn)場環(huán)境10分鐘2 .單兵模擬訓練與

47、評判3 .諸軍種聯(lián)合虛擬演習4 .進行指揮員訓練六、虛擬娛樂與社交網(wǎng)絡應用影視新聞10分鐘旅游社交網(wǎng)絡 七、虛擬商業(yè)應用1 .家居2 .汽車3 .航空4 .服裝八、虛擬教育應用虛擬教育的宗旨是不僅讓學生掌握理論知識，更要注重實踐能 力的培養(yǎng)。虛擬課堂虛擬實驗室第三節(jié)虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用的未來發(fā)展10分鐘虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用的未來發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮?，但是目前也存在一些需要克服的問題。一方面，是其硬件設備的價格目前并不親民，高端虛擬現(xiàn)實頭 盔需要高性能PC的支持，但是現(xiàn)在的很多 PC性能顯然跟不上 另一方面，目前的虛擬現(xiàn)實設備連接的數(shù)據(jù)線過多，這些數(shù)據(jù) 線有的連接配件，有的連接 PC機，過多的有線連接非常影

48、響用 戶體驗的效果。閱讀理解，課堂小結(jié)。授課日期授課時數(shù)2授課形式講授授課章節(jié)名稱第八章虛擬現(xiàn)實技術(shù)的相關(guān)軟件教學目的1 .了解 3ds Max、Maya、Autodesk 123D 和 Blender 的功能與特點。2 .了解Unity3D、Virtools和虛擬現(xiàn)實平臺 VRP勺功能與特點。3 . 了解 VRML Java3D 和 Cult3d 三種技術(shù)。4 .掌握Web3皺術(shù)的相關(guān)概念。教學重點、難占八、1.對于不同的三維建模軟件、虛擬現(xiàn)實開發(fā)平臺和 Web3成術(shù)進行比較，分析各自的功能和特點及應用的方向。更新、補充、 刪節(jié)內(nèi)容無課外作業(yè)課后查找相關(guān)資料，完成課程提出的問題。課后體會虛擬

49、現(xiàn)實技術(shù)離不開相關(guān)軟件的支持與實現(xiàn)，本章主要介紹了常見的三維建模軟件、虛 擬現(xiàn)實平臺開發(fā)和 Web3皺術(shù)。學習本章內(nèi)容時要及時了解相關(guān)的前沿技術(shù)，對于相關(guān) 的軟件可進行實踐操作以便掌握更多的方法來實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實。授課主要內(nèi)容或提綱使用教具、掛圖或其 它教學手段時間分配一、組織教學（考勤）二、舊課復習，作業(yè)講評，新課導入：三、新課講授：第八章虛擬現(xiàn)實技術(shù)的相關(guān)軟件第一節(jié)三維建模軟件三維建模軟件可以把復雜的建模過程變的簡單，并且易于理解。常用的軟件有：3ds Max、Maya、Autodesk 123D、Blender 等。一、3ds Max3ds Max是基于PC系統(tǒng)的三維動畫制作和渲染軟件，具有

50、三維 建模、材質(zhì)制作、燈光設定、攝像機使用、動畫設置及渲染等 功能。二、Maya多媒體教學5分鐘Maya是一款世界頂級的三維動畫軟件，由 Autodesk公司所出 品。Maya功能完善，操作靈活，易學易用，制作效率高，渲染 真實感強。同時Maya也是三維建模，游戲角色、動畫、電影特 效渲染的高級制作軟件。三、Autodesk 123DAutodesk 123D是特克公司發(fā)布的一套非常神奇的建模軟件，Autodesk 123D 系列有 6 款工具，包括 123D Catch、123DMaks 123D Sculpt、123D Creature、123D Design 以及 Tinckercad

51、。 四、BlenderBlender是一款開源的跨平臺全能三維動畫制作軟件，提供從建模、動畫、材質(zhì)、渲染、到音頻處理、視頻剪輯等一系列動畫 短片制作解決方案。第二節(jié)虛擬現(xiàn)實開發(fā)平臺虛擬現(xiàn)實開發(fā)平臺具有對建模軟件制作的模型進行組織顯示， 并實現(xiàn)交互等功能。目前較為常用的包括國外的Unity3D、Virtools、Converse3D、Quest3D等，另外還有國內(nèi)的 VRP虛擬現(xiàn)實編輯器等。一、Unity3DUnity3D （簡稱 U3D 是由Unity Technologies 開發(fā)的一個多平 臺的綜合型游戲開發(fā)工具，是一個全面整合的專業(yè)游戲引擎。它可以讓玩家輕松創(chuàng)建諸如三維視頻游戲、建筑可視

52、化、實時三維動畫等類型的互動內(nèi)容。支持多平臺，多瀏覽方式。二、VirtoolsVirtools是一套整合軟件，可以將現(xiàn)有常用的文件格式整合在一起，如3D的模型、2D圖形或是音效等。Virtools 擁有完善 的圖形用戶界面，它使用模塊化的行為撰寫腳本語言。Virtools 可以制作許多不同用途的 3D產(chǎn)品。三、VRP虛擬現(xiàn)實平臺（Virtual Reality Platform ,簡稱 VR-Platform 或VRP）是一款由中視典數(shù)字科技有限公司獨立開發(fā)的具有完全 自主知識產(chǎn)權(quán)的直接面向三維美工的一款虛擬現(xiàn)實軟件。第三節(jié)Web3D技術(shù)Web3取稱網(wǎng)絡三維，是一種在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基礎上，將現(xiàn)實世界中有形的物體通過互聯(lián)網(wǎng)進行虛擬的三維立體展示，同時 可以進行互動瀏覽操作的一種虛擬現(xiàn)實技術(shù)