虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)總結(jié)

1、精品文檔虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)總結(jié)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述總結(jié)一、虛擬現(xiàn)實(shí)的概念內(nèi)涵及應(yīng)用領(lǐng)域虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)又稱“靈境技術(shù)”、“虛擬環(huán)境”、“賽伯空間”等，是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)技術(shù)， 它利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境， 是一種多源信息融合交互式的三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真， 可借助傳感頭盔、 數(shù)據(jù)手套等專業(yè)設(shè)備，讓用戶進(jìn)入虛擬空間， 實(shí)時(shí)感知和操作虛擬世界中的各種對(duì)象， 從而通過(guò)視覺(jué)、 觸覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)等獲得身臨其境的真實(shí)感受。 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是仿真技術(shù)的一個(gè)重要方向， 是仿真技術(shù)與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、 人機(jī)接口技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)的融合，是一門富有挑戰(zhàn)性的交叉技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正在

2、廣泛地應(yīng)用于軍事、 建筑、工業(yè)仿真、 考古、醫(yī)學(xué)、文化教育、農(nóng)業(yè)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等方面，改變了傳統(tǒng)的人機(jī)交換模式。二、虛擬現(xiàn)實(shí)的基本特征虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本特征可以簡(jiǎn)潔地表征為沉浸性、 交互性和構(gòu)想性。沉浸性是指用戶作為主角存在于虛擬環(huán)境中的真實(shí)程度。 理想的虛擬環(huán)境應(yīng)該達(dá)到使用難以分辨真假的程度例如可視場(chǎng)景應(yīng)隨.精品文檔著視點(diǎn)的變化而變化甚至超越真實(shí)如生成比現(xiàn)實(shí)更逼真的照明和音響效果等。?交互性交互性是指用戶對(duì)虛擬環(huán)境內(nèi)的物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度包括實(shí)時(shí)性。 例如用戶可以用手直接取虛擬環(huán)境中的物體 , 這時(shí)手應(yīng)該有觸摸感 , 并可以感覺(jué)物體的重量 , 場(chǎng)景中被取的物體也立刻能夠隨

3、著手的移動(dòng)而移動(dòng)。?構(gòu)想性構(gòu)想是指用戶沉浸在多維信息空間中 , 依靠自己的感知和認(rèn)知能力全方位地獲取知識(shí) , 發(fā)揮主觀能動(dòng)性 , 尋求解答方式 , 形成新的概念。三、虛擬現(xiàn)實(shí)的硬件設(shè)備與軟件技術(shù)在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中， 硬件設(shè)備主要由 3 個(gè)部分組成： 輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、 虛擬世界生成設(shè)備。 此外系統(tǒng)還需要虛擬現(xiàn)實(shí)的相關(guān)技術(shù)。1、虛擬現(xiàn)實(shí)的輸入設(shè)備有關(guān)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的輸入設(shè)備主要分為兩大類：一類是基于自然的交互設(shè)備，用于對(duì)虛擬世界信息的輸入；另一類是三維定位跟蹤設(shè)備，主要用于對(duì)輸入設(shè)備在三維空間中的位置進(jìn)行判定，并送入虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中。.精品文檔虛擬世界與人進(jìn)行自然交互的實(shí)現(xiàn)形式很多，有基于語(yǔ)音的、基

4、于手的等多種形式，如數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣、三維控制器、三維掃描儀等。手是我們與外界進(jìn)行物理接觸及意識(shí)表達(dá)的最主要媒介， 在人機(jī)交互設(shè)備中也是如此。 基于手的自然交互形式最為常見(jiàn)， 相應(yīng)的數(shù)字化設(shè)備很多，在這類產(chǎn)品中最為常用的就是數(shù)據(jù)手套。數(shù)據(jù)手套是美國(guó) VPL公司在 1987 年推出的一種傳感手套的專有名稱?，F(xiàn)在，數(shù)據(jù)手套已成為一種被廣泛使用的傳感設(shè)備。數(shù)據(jù)手套戴在用戶手上， 作為一只虛擬的手用于與虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)進(jìn)行交互，可以在虛擬世界中進(jìn)行物體抓取、移動(dòng)、裝配、操縱、控制等操作，并把手指和手掌伸屈時(shí)的各種姿勢(shì)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過(guò)應(yīng)用程序識(shí)別出用戶的手在虛擬世界中操作時(shí)的姿勢(shì)，執(zhí)行

5、相應(yīng)的操作。在實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)據(jù)手套還必須配有空間位置跟蹤器，檢測(cè)手在空間中的實(shí)際方位及其運(yùn)動(dòng)方向。2、虛擬現(xiàn)實(shí)的輸出設(shè)備人置身于虛擬世界中，要體會(huì)到沉浸的感覺(jué)，必須讓虛擬世界能模擬人在現(xiàn)實(shí)世界中的多種感受，如視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、力覺(jué)、痛感、味覺(jué)、嗅覺(jué)等?；谀壳暗募夹g(shù)水平，成熟和相對(duì)成熟的感知信息的產(chǎn)生和檢測(cè)技術(shù)僅有視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)（力覺(jué)）3 種。感知設(shè)備的作用是將.精品文檔虛擬世界中各種感知信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槿怂芙邮艿亩嗤ǖ来碳ば盘?hào)，現(xiàn)在主要應(yīng)用的有基于視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和力覺(jué)感知的設(shè)備，基于味覺(jué)、嗅覺(jué)等的設(shè)備有待開(kāi)發(fā)研究。3、虛擬現(xiàn)實(shí)的生成設(shè)備在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)是虛擬世界的主要生成設(shè)備， 所以有人稱

6、之為“虛擬現(xiàn)實(shí)引擎”， 它首先創(chuàng)建出虛擬世界的場(chǎng)景， 同時(shí)還必須實(shí)時(shí)響應(yīng)用戶各種方式的輸入。通常虛擬世界生成設(shè)備主要分為基于高性能個(gè)人計(jì)算機(jī)、 基于高性能圖形工作站、 高度并行的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和基于分布式計(jì)算機(jī)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)四大類。 基于高性能個(gè)人計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)主要采用普通計(jì)算機(jī)配置圖形加速卡，通常用于桌面式非沉浸型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)； 基于高性能圖形工作站虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)一般配備有 SUN或 SGI 公司可視化工作站； 高度并行的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用高性能并行體系； 基于分布式計(jì)算機(jī)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)則采用網(wǎng)絡(luò)連接的分布式結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。4、虛擬現(xiàn)實(shí)的相關(guān)技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的目標(biāo)是由計(jì)算機(jī)生成虛擬世界，用戶可以與

7、之進(jìn)行視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)等全方位的交互，并且虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)能進(jìn)行實(shí)時(shí)響應(yīng)。.精品文檔虛擬現(xiàn)實(shí)的相關(guān)技術(shù)主要有立體視覺(jué)顯示技術(shù)，環(huán)境建模技術(shù)，真實(shí)感實(shí)時(shí)繪制技術(shù)，三維虛擬聲音的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，自然交互與傳感技術(shù)等等。?立體視覺(jué)顯示技術(shù)人類從客觀世界獲得的信息的80以上來(lái)自視覺(jué)，視覺(jué)信息的獲取是人類感知外部世界、獲取信息的最主要的傳感通道，視覺(jué)通道成為多感知的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié)。?環(huán)境建模技術(shù)在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，營(yíng)造的虛擬環(huán)境是它的核心內(nèi)容， 要建立虛擬環(huán)境，首先要建模，然后在其基礎(chǔ)上再進(jìn)行實(shí)時(shí)繪制、立體顯示，形成一個(gè)虛擬的世界。虛擬環(huán)境建模的目的在于獲取實(shí)際三維環(huán)境的三維數(shù)據(jù)， 并根據(jù)其

8、應(yīng)用的需要，利用獲取的三維數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的虛擬環(huán)境模型。只有設(shè)計(jì)出反映研究對(duì)象的真實(shí)有效的模型， 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)才有可信度。在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，環(huán)境建模應(yīng)該包括有基于視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、力覺(jué)、味覺(jué)等多種感覺(jué)通道的建模。但基于目前的技術(shù)水平， 常見(jiàn)的是三維視覺(jué)建模和三維聽(tīng)覺(jué)建模。而在當(dāng)前應(yīng)用中，環(huán)境建模一般主要是三維視覺(jué)建模，這方面的理論也較為成熟。三維視覺(jué)建模又可細(xì)分為幾何建模、物理建模、行為建模等。.精品文檔1) 幾何建模是基于幾何信息來(lái)描述物體模型的建模方法，它處理物體的幾何形狀的表示，研究圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本問(wèn)題；2) 物理建模涉及物體的物理屬性；3) 行為建模反映研究對(duì)象的物理本質(zhì)及其內(nèi)在的工作

9、機(jī)理。?思想?yún)R報(bào)專題真實(shí)感實(shí)時(shí)繪制技術(shù)要實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的虛擬世界，僅有立體顯示技術(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，虛擬現(xiàn)實(shí)中還有真實(shí)感與實(shí)時(shí)性的要求， 也就是說(shuō)虛擬世界的產(chǎn)生不僅需要真實(shí)的立體感，而且虛擬世界還必須實(shí)時(shí)生成，這就必須要采用真實(shí)感實(shí)時(shí)繪制技術(shù)。所謂真實(shí)感繪制是指在計(jì)算機(jī)中重現(xiàn)真實(shí)世界場(chǎng)景的過(guò)程。 真實(shí)感繪制的主要任務(wù)是要模擬真實(shí)物體的物理屬性，即物體的形狀、光學(xué)性質(zhì)、表面的紋理和粗糙程度，以及物體間的相對(duì)位置、遮擋關(guān)系等等。三維虛擬聲音的實(shí)現(xiàn)技術(shù)在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中加入與視覺(jué)并行的三維虛擬聲音，一方面可以在很大程度上增強(qiáng)用戶在虛擬世界中的沉浸感和交互性， 另一方面也可以減弱大腦對(duì)于視覺(jué)的依賴性，

10、降低沉浸感對(duì)視覺(jué)信息的要求，使用戶能從既有視覺(jué)感受又有聽(tīng)覺(jué)感受的環(huán)境中獲得更多的信息。四、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)展望.精品文檔虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)依賴于計(jì)算機(jī)的高速運(yùn)算和傳輸。高速運(yùn)算和傳輸能解決虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的復(fù)雜逼真的環(huán)境構(gòu)造和海量數(shù)據(jù)處理的問(wèn)題，從而解決因計(jì)算和傳輸滯后引起參與者的心理疾病。虛擬體的基本屬性是與幾何、物理和生物行為融合的。再好的真實(shí)感也離不開(kāi)虛擬體的仿真行為。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的真實(shí)感主要體現(xiàn)在視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)上，“多感知交互”正在成為熱點(diǎn)。對(duì)力反饋系統(tǒng)的進(jìn)一步研究、嗅覺(jué)、味覺(jué)和體表感受都是未來(lái)虛擬現(xiàn)實(shí)的內(nèi)容?；诨ヂ?lián)網(wǎng)的虛擬現(xiàn)實(shí)伴隨互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展而成為熱點(diǎn)。我國(guó)的虛擬軟件還處于起步的階段，希望國(guó)內(nèi)有更多

11、的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域又向虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提出了新的創(chuàng)意和難題，應(yīng)進(jìn)一步推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展，目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展僅限于人們的想象力。五、論文小結(jié)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一個(gè)極具潛力的前沿研究方向，是面向21 世紀(jì)的重要技術(shù)之一。 它在理論， 軟硬件環(huán)境的研究方面依賴于多種技術(shù)的綜合，其中有很多技術(shù)有待完善?？梢灶A(yù)見(jiàn)，隨著技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛。本論文概述了虛擬現(xiàn)實(shí)的定義、硬件、軟件和應(yīng)用，并對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和應(yīng)用的新熱點(diǎn)做了展望， 最后對(duì)學(xué)習(xí)“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)”這部分知識(shí)進(jìn)行了總結(jié)。.精品文檔任雨佳1205170202計(jì)本 1202 班篇二：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)要點(diǎn)小結(jié)虛擬現(xiàn)實(shí)技

12、術(shù)要點(diǎn)小結(jié)1.VirtualReality：用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)生成一個(gè)逼真的三維視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)或嗅覺(jué)等感覺(jué)世界；讓用戶可以從自己的視點(diǎn)出發(fā)，利用自然的技能和某些設(shè)備對(duì)這一生成的虛擬世界客體進(jìn)行瀏覽和交互考察。2. 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)具有四個(gè)重要特征： 臨境性，交互性，想象性，多感知性。3. 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)包含： 虛擬世界 （包含三維模型或環(huán)境定義的數(shù)據(jù)庫(kù)）；虛擬現(xiàn)實(shí)軟件 （提供實(shí)時(shí)觀察和參與虛擬世界的能力） ；計(jì)算機(jī)；輸入設(shè)備；輸出設(shè)備。4. 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)類型： 桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)， 沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，混合虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。5. 虛擬現(xiàn)實(shí)的硬件：跟蹤系統(tǒng)；知覺(jué)系統(tǒng)；音頻系統(tǒng)；圖像生成與顯

13、示系統(tǒng)。6. 位置跟蹤技術(shù)： a. 磁跟蹤技術(shù)： 用磁場(chǎng)進(jìn)行位置和方位跟蹤，優(yōu)點(diǎn)是不受視線阻擋的限制，適用于手的跟蹤。 b. 光學(xué)跟蹤技術(shù)c.機(jī)械跟蹤技術(shù)d. 聲學(xué)跟蹤技術(shù)e. 慣性位置跟蹤技術(shù)。.精品文檔7.VR 系統(tǒng)中人的因素：眼睛（信息量最大），耳朵，身體感覺(jué)，平衡和運(yùn)動(dòng)眩暈。眼睛視覺(jué)暫留：視網(wǎng)膜的電化學(xué)現(xiàn)象造成的視覺(jué)的反應(yīng)時(shí)間。眼睛臨界熔合頻率（CriticalFusionFregnency ， CFF）效果會(huì)產(chǎn)生把離散圖像序列組合成連續(xù)視覺(jué)的能力，CFF最低 20Hz，并取決于圖像尺寸與亮度。眼睛立體視覺(jué)8.MultiGen軟件： 3DMax， VRML， OpenGL等。9. 基于

14、幾何的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)建模方法：a. 真實(shí)感圖形的實(shí)時(shí)繪制； b. 多層次細(xì)節(jié)模型（LOD）； c. 碰撞檢測(cè)。10.LOD（Level of Detail，多層次細(xì)節(jié)模型）技術(shù)： a. 在圖形繪制時(shí)， 通常將連續(xù)曲面離散為一系列的多邊形或三角形， 三角面片是圖形系統(tǒng)中通用的繪圖元語(yǔ)。b. 三角形數(shù)目越多，場(chǎng)景中幾何模型的描述和繪制質(zhì)量越高，但同時(shí)繪制速度越慢?；舅枷耄?a. 對(duì)場(chǎng)景中的不同物體或物體的不同部分，采用不同的細(xì)節(jié)描述方法；b. 在繪制時(shí)，如果一個(gè)物體離視點(diǎn)比較遠(yuǎn)，或物體比較小，用較粗的LOD模型繪制； c. 反之，如果一個(gè)物體離視點(diǎn)比較近，或物體比較大，則必須用較精細(xì)的LOD模

15、型繪制； d.運(yùn)動(dòng)的物體，對(duì)運(yùn)動(dòng)速度快或者運(yùn)動(dòng)中的物體，采用較粗的LOD，對(duì)靜止的物體，采用較細(xì)的LOD。.精品文檔11. 碰撞檢測(cè)技術(shù)：在虛擬環(huán)境中，由于用戶的交互和物體的運(yùn)動(dòng)，物體間經(jīng)常可能發(fā)生碰撞，此時(shí)為了保持環(huán)境的真實(shí)性，需要及時(shí)檢測(cè)這些碰撞，并計(jì)算相應(yīng)的碰撞反應(yīng)，更新繪制結(jié)果，否則，物體間會(huì)出現(xiàn)穿透現(xiàn)象， 破獲虛擬環(huán)境的真實(shí)感和用回的沉浸感。12. 虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用： a. 數(shù)字工程 b. 專項(xiàng)應(yīng)用：建筑環(huán)境；電力管理；礦產(chǎn)資源；水資源與水環(huán)境；大氣與海洋；交通模擬與管理；戰(zhàn)場(chǎng)模擬；古地理環(huán)境重建； E-Life 。13. 數(shù)字地球的技術(shù)支撐：信息高速公路，計(jì)算機(jī)寬帶高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，高分

16、辨率衛(wèi)星影像，空間信息技術(shù)，大容量數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)技術(shù)，科學(xué)計(jì)算及可視化，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。14. 地形三維顯示中的數(shù)據(jù)類型：矢量型和柵格型兩大類。矢量型數(shù)據(jù)主要包括：等高線矢量數(shù)據(jù)。柵格數(shù)據(jù)主要包括：數(shù)字高程模型 DEM，紋理圖像數(shù)據(jù)。15.DEM數(shù)據(jù)獲?。?a. 野外實(shí)地直接測(cè)量得到；b. 利用攝影測(cè)量方法獲??； c. 從地形圖中采集。其他獲取DEM的方法：用航天遙感立體像對(duì)獲取DEM；INSAR（干涉合成孔徑雷達(dá)）獲取DEM；激光掃描測(cè)高儀等。三種獲取DEM數(shù)據(jù)方法的區(qū)別： 野外實(shí)地直接測(cè)量適用于大比例尺、精度要求高、采.精品文檔集面積范圍較小， 優(yōu)點(diǎn)是可以獲取高精度的 DEM數(shù)據(jù)，缺點(diǎn)是勞動(dòng)

17、強(qiáng)度較大、效率較低，僅適用于小范圍面積內(nèi)作業(yè)。利用攝影測(cè)量的方法獲取數(shù)據(jù)較快、周期短，但是數(shù)據(jù)源獲取的成本較高、采集作業(yè)要求具備專業(yè)的儀器設(shè)備和訓(xùn)練有素的攝影測(cè)量專業(yè)技術(shù)人員。采用從地形圖上獲取DEM所需的數(shù)據(jù)源容易獲取，對(duì)采集作業(yè)所需的儀器設(shè)備和作業(yè)人員的要求也不太高， 采集速度也比較快，易于進(jìn)行大批量作業(yè)，但是它的精度最低。16.DEM的獲取與建立：規(guī)則格網(wǎng)，不規(guī)則三角形，混合數(shù)據(jù)模型。 ( 詳細(xì)的自己了解 )17. 地形三維顯示的基本過(guò)程： a. 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備； b.DEM遞歸細(xì)分； c. 透視投影變換； d. 光照模型； e. 消隱和裁剪； f. 圖形繪制和存貯；g. 三維圖形的后處理；h

18、. 基于三維地形圖的分析。18.DEM的遞歸分析原理：首先對(duì) DEM每一格網(wǎng)進(jìn)行細(xì)分，第 i次細(xì)分后得到4i 個(gè)子格網(wǎng)，每子格網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)的高程和平面位置有上一級(jí)網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)經(jīng)雙線性內(nèi)插得到。遞歸終止的標(biāo)準(zhǔn)是每個(gè)子格網(wǎng)在計(jì)算機(jī)屏幕上的投影面積在4 個(gè)像素之內(nèi)。 遞歸細(xì)分的次數(shù)可由程序控制， 然后對(duì)于每個(gè)子格網(wǎng)用兩條對(duì)角線分為四個(gè)三角形，格網(wǎng)中線點(diǎn)的坐標(biāo)由四周網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)內(nèi)插得到。19. 投影變換數(shù)學(xué)模型：如下圖， DEM中任一點(diǎn) M在地面坐標(biāo)系 OT XTYTZT， a 中的坐標(biāo)為（ Xm,Ym，Zm），它在投影平面 P 上的像點(diǎn)為 m，則 m點(diǎn)在投影坐標(biāo)系 O xy 中.精品文檔其中： (XT,YT,Z

19、T) 是視點(diǎn) S 在地面坐標(biāo)系O-XYZ中的坐標(biāo)；是投影平面與地面坐標(biāo)系的平面間的夾角； 是地面坐標(biāo)系的XT 軸與投影坐標(biāo)系的X 軸之間的夾角。之后，考慮到屏幕坐標(biāo)系的特點(diǎn)和值域，還必須將像點(diǎn)m的坐標(biāo) (xm,ym) 進(jìn)行平0?xm?x?xc?x0?0?yy?ym?c?y0?面相似變換，最后變換為屏幕坐標(biāo)（xc,yc ）：不難看出，上述坐標(biāo)變換的數(shù)學(xué)模型具有以下特點(diǎn)：1）該數(shù)學(xué)模型在理論上是嚴(yán)密的；2）改變視點(diǎn)S 的位置，就可以在屏幕上繪制出在不同方位觀察地面的立體透視圖；3）若視點(diǎn)位置不變，只改變參數(shù) ，這意味著代表地形表面的 DEM數(shù)據(jù)場(chǎng)繞視點(diǎn)和投影平面 P 旋轉(zhuǎn)不同的角度， 也同樣可以在

20、屏幕上生成不同視角條件下的立體透視圖。20. 消隱常見(jiàn)算法： 1）畫(huà)家算法（優(yōu)先度法）； 2）Z buffer（深度緩沖器）算法；3）光線跟蹤法。21. 光照模型：根據(jù)光學(xué)物理的有關(guān)定律計(jì)算畫(huà)面上勁舞表面?zhèn)€點(diǎn)投影到觀察著眼中亮度和色彩組成的公式。.精品文檔一個(gè)好的光照模型應(yīng)滿足：1）能產(chǎn)生較好的立體視覺(jué)效果；2）在理論上具有一定的合理性或嚴(yán)密性； 3）較小的計(jì)算量，以保證較快的繪制速度。22. 光照模型要考慮的影響： a. 光源的位置； b. 光源的強(qiáng)度； c. 視點(diǎn)的位置； d. 地面的漫反射特性； e. 地面對(duì)光的反射和吸收特性。23. 分形（ Fractal ）概念：部分與整體以某種形式

21、相似的形稱為分形。分形集的五個(gè)特征： 1）精細(xì)的結(jié)構(gòu)，具有任意小尺度下的細(xì)節(jié)； 2）分形集因不太規(guī)則而不能用傳統(tǒng)的幾何語(yǔ)言來(lái)描述；3）某種自相似性，可能是近似的自相似或統(tǒng)計(jì)上的自相似；4）其分形維數(shù)常大于其拓?fù)渚S數(shù)；5）在多數(shù)情況下可遞歸定義。分形維數(shù)是描述分形最主要的參量，簡(jiǎn)稱分維。 它反映了復(fù)雜形體占有空間的有效性，是復(fù)雜形體不規(guī)則性的度量。常用的分形維數(shù)有： Hausdorff維數(shù)；盒維數(shù)；填充維數(shù)；相似維數(shù)。24. 紋理映射是真實(shí)感圖像制作的一個(gè)重要部分，運(yùn)用它可以方便的制作出極具真實(shí)感的圖形而不必花過(guò)多時(shí)間來(lái)考慮物體的表面細(xì)節(jié)。紋理映射算法的基本思路： 選擇或找到該目標(biāo)地區(qū)的地形紋理

22、圖，依據(jù)各種圖像間的映射關(guān)系， 從而將紋理圖像按規(guī)定的要求貼.精品文檔在三維地形圖表面，使所產(chǎn)生的三維地形圖既有立體感更有真實(shí)感。25. 基于地形要素矢量數(shù)據(jù)的三維地形圖的繪制方法： 1）紋理映射法； 2）直接繪制法。紋理映射法流程：直接繪制法流程：26. 紋理庫(kù)的建立實(shí)際上是一系列柵格圖像的獲取和管理，主要包括： a. 紋理的分類； b. 紋理圖像的存放和檢索方法；c. 紋理圖像的壓縮； d. 紋理圖像的處理和相應(yīng)軟件包。紋理庫(kù)的優(yōu)點(diǎn)： 可以保證地形三維可視化軟件系統(tǒng)的廣泛適用性和較好的逼真效果，紋理庫(kù)用以存儲(chǔ)和管理各種地貌紋理圖像。紋理圖像的獲取途徑：1）從專業(yè)攝影圖片中獲?。?）實(shí)地?cái)z影

23、獲取紋理圖像；3）從航天、航空遙感圖像中獲取紋理；4）直接以該地區(qū)的地形圖或者它專題圖經(jīng)掃描得到的數(shù)字圖像作為紋理圖像； 5）將該地區(qū)的矢量數(shù)據(jù)與地貌紋理圖像復(fù)合，生成紋理圖像。紋理映射算法中的反混淆處理措施：a. 保證紋理圖像的較高分辨率； b. 紋理圖像的預(yù)處理；c. 重采樣。27. 遙感影像的優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)現(xiàn)勢(shì)性和紋理真實(shí)性。28. 制作三維地形實(shí)景圖的基本思路：在獲取區(qū)域內(nèi)的地形數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，在數(shù)字化航.精品文檔攝圖像上按一定的點(diǎn)位分布要求選取一定數(shù)量的明顯特征點(diǎn)，量測(cè)其象坐標(biāo)的精度值以及在地面的精確位置，據(jù)此按航攝像片的成像原理和有關(guān)公式確定紋理圖像與相應(yīng)地面之間的關(guān)系，解出變換參數(shù)；同時(shí)

24、利用生成三維地形圖的透視變換原理，確定紋理圖像與地形立體圖之間的映射關(guān)系；接著，DEM數(shù)據(jù)遞歸細(xì)分之后的每一地面點(diǎn)可依透視變換參數(shù)確定其在遙感圖像中的位置，經(jīng)重采樣后獲得其影像灰度，最后經(jīng)透視變換、消隱、灰度轉(zhuǎn)換等處理，將結(jié)果顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，生成一副以真實(shí)影像紋理構(gòu)成的三維地形實(shí)景圖。29. 建立數(shù)字遙感影像和景物空間的映射關(guān)系需要選取遙感圖像中具有明顯特征的點(diǎn)作為待求的目標(biāo)點(diǎn)來(lái)確定而這之間的關(guān)系，常用來(lái)在數(shù)字影像上目標(biāo)點(diǎn)高精度的計(jì)算方法：重心法， Forstner定位算子，橢圓中心法，模板匹配法，求直線交點(diǎn)法。30. 航攝像片和相應(yīng)地面間映射關(guān)系確定的方法：1）直接線性變換法； 2）空間

25、后方交會(huì)法。直接線性變換（DLT DirectLinearTranformation）：是一種直接描述遙感圖象與地面相應(yīng)坐標(biāo)之間透視關(guān)系的解析表達(dá)式，它包含 XXX個(gè)參數(shù)， 含有對(duì)影像坐標(biāo)的線性誤差改正的作用。具體公式為：其中（ x， y）為遙感圖像上任一點(diǎn)的象坐.精品文檔標(biāo)，（ X， Y， Z）為該點(diǎn)的地面坐標(biāo)；L1， L2，L11 為 XXX個(gè)變換參數(shù)。后方交會(huì)法： 是通過(guò)定義遙感圖像成像時(shí)傳感器的內(nèi)、外部姿態(tài)參數(shù)來(lái)描述這種中心投影關(guān)系的，計(jì)算公式為：其中（ x。， y0，-f ）、（ ai 、 bi 、ci ， i=1 ，2，3。 a2、a3、 b3 三個(gè)是獨(dú)立的方向余弦）、（Xs，Ys

26、， Zs）為 9 個(gè)姿態(tài)參數(shù)。兩種方法區(qū)別： 與 DLT相比，空間后方交會(huì)的變換參數(shù)幾何意義比較明顯，所需的控制點(diǎn)數(shù)略少。但在實(shí)際迭代解算中，空間后方交會(huì)對(duì)初始值的準(zhǔn)確性要求較高，因此地形三維影像圖繪制中在內(nèi)方位元素未知的情況下，大多數(shù)情況下可采用DLT算法來(lái)求解變換參數(shù)。31. 灰度重采樣（ resampling ）意即在原重采樣的基礎(chǔ)上再進(jìn)行一次采樣。也就是說(shuō)，當(dāng)欲確定不位于矩陣（采樣）點(diǎn)上或圖象坐標(biāo)值不為整數(shù)的灰度值時(shí)需在一定領(lǐng)域內(nèi)內(nèi)插計(jì)算。重采樣四種方法： 1）最臨近象元法； 2）雙線性內(nèi)插； 3）雙三次樣條函數(shù)；4）拉格朗日多項(xiàng)式。32. 三維地形航空影像圖的繪制過(guò)程：1) 依遞歸細(xì)

27、分算法，得到子網(wǎng)格和相應(yīng)的三角形面素；2) 依視點(diǎn)、視角等參數(shù)，按投影變換公式求其屏幕位置；3) 按直接線性變換法的公式計(jì)算紋理圖像上的坐標(biāo)； 4) 重采樣得到灰度值；5) 對(duì)灰度值進(jìn)行簡(jiǎn)單的光照模型處.精品文檔理； 6) 同時(shí)進(jìn)行消隱、裁剪、反混淆等處理；7) 三維影像圖顯示與輸出。33. 獲取三維影像圖的三種傳感器的比較：一）利用 Landsat 衛(wèi)星遙感圖像制作三維影像圖：可以不受地區(qū)和國(guó)界限制，獲得全球性的影像資料；圖象數(shù)據(jù)能迅速獲得，現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)； 最大優(yōu)點(diǎn)為有7 個(gè)波段， 覆蓋面大， 可在分析和應(yīng)用中發(fā)揮出高效益。二）基于SPOT圖像的三維影像圖制作：具有特殊的立體觀察功能和穩(wěn)定的幾何

28、結(jié)構(gòu)及較高的影像分辨率。三）基于SAR圖像的三維影像圖制作：星載合成孔徑雷達(dá)（ SyntheticApertureRadar SAR）是有源輻射的主動(dòng)式高分辨力微波成像系統(tǒng)，具有全天候、全天時(shí)、側(cè)視力強(qiáng)、能穿透云霧等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。33. 在三維地形圖上實(shí)現(xiàn)可測(cè)量性的兩種途徑：1）基于數(shù)據(jù)文件來(lái)實(shí)現(xiàn)查詢空間的功能；2）基于投影變換關(guān)系的求交計(jì)算。一）在三維地形圖上通過(guò)數(shù)據(jù)文件實(shí)現(xiàn)可量性，主要分 2 步來(lái)實(shí)現(xiàn)： a. 地形圖上的空間信息按一定結(jié)構(gòu)存貯；b. 空間信息的查詢功能的實(shí)現(xiàn)。 基本過(guò)程是：在繪制三維圖的同時(shí)，按一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在三維地形圖上逐點(diǎn)存貯所對(duì)應(yīng)的地面點(diǎn)的空間信息（Xi ， Yi ，Zi

29、 ），構(gòu)成相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)或數(shù)據(jù)文件。在三維地形圖量測(cè)時(shí)，以三.精品文檔維圖形中的位置（ Xi ，Yi ）作為索引，從相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)（或數(shù)據(jù)文件）中查詢、顯示出該點(diǎn)的地面空間信息。二）基于投影變換原理解算三維地形圖上任一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的地面坐標(biāo)，其實(shí)質(zhì)就是透視投影成像的逆過(guò)程。 即從任一屏幕象點(diǎn)出發(fā)，逆向投影光 線交出地面點(diǎn)（第一個(gè)交點(diǎn)）的空間位置的過(guò)程。實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)就是攝影測(cè)量學(xué)中的單片后交算法， 其數(shù)據(jù)支持是區(qū)域的 DEM。篇三：虛擬現(xiàn)實(shí)選修學(xué)期總結(jié)虛擬現(xiàn)實(shí)選修學(xué)期總結(jié)報(bào)告轉(zhuǎn)眼就到了學(xué)期末，很慶幸自己專業(yè)方向是 VR，在經(jīng)過(guò)這個(gè)課程的學(xué)習(xí)了解，我對(duì)自己的方向更加清楚、目標(biāo)更加明確、對(duì)未來(lái)充滿了

30、期待。-學(xué)習(xí)心得在這個(gè)課程中我首先接觸的是什么事VR，什么是VR？這個(gè)問(wèn)題在老師剛提出來(lái)的時(shí)候我居然啞言，課上得其他同學(xué)也和我一樣，教室一片寂然，有羞澀默不做答，或者其他我不知道的原因，這些都不重要，重要的是我是真的不知道，至少在言語(yǔ)表達(dá)上，我也安慰自己說(shuō)：我知道，這么簡(jiǎn)單的事還用說(shuō)嗎，對(duì)于工科生來(lái)說(shuō)我只要會(huì)用就可以。是的，我會(huì)做，你告訴我做什么我會(huì)做好，可我從來(lái)沒(méi)想過(guò)我做的是什么，VR是什么？我用3Dmax建模，用 unity建場(chǎng)景，寫(xiě)代碼，我做的就是VR？這就是 VR？當(dāng)何老師問(wèn)什么是.精品文檔VR的時(shí)候，就那么短短幾個(gè)字的問(wèn)題卻又萬(wàn)鈞之力狠狠的給我醒了一下腦門。那時(shí)我研究生也過(guò)了算半年多

31、了，跟過(guò)項(xiàng)目，做過(guò)邊邊角角的事， 總有一種感覺(jué) -好像我什么也沒(méi)做，甚至越來(lái)越對(duì)自己的方向困惑，覺(jué)得研究生和大學(xué)沒(méi)什么區(qū)別，現(xiàn)在我意識(shí)到我確實(shí)什么也沒(méi)做， 當(dāng)忽視主題零零散散的去做一些事的時(shí)候只不過(guò)是一點(diǎn)點(diǎn)腦力更多的是體力勞動(dòng)，而這些正是我時(shí)常會(huì)感覺(jué)自己一事無(wú)成的根結(jié)。-課程細(xì)節(jié)回到最開(kāi)始的問(wèn)題：什么是VR？VR是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)的技術(shù)。它利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境，利用多源信息融合的交互式三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真使用戶沉浸到該環(huán)境中。這是在網(wǎng)絡(luò)上比較普遍的一種定義，每個(gè)人的理解不一樣定義也會(huì)有所不同，但從這個(gè)定義我可以清楚的認(rèn)識(shí)到我該做什么，在何老師的進(jìn)一步

32、的講解下，我又了解了VR在目前以及將來(lái)的應(yīng)用，課后自己也收集了各種各樣的相關(guān)資料，我對(duì)VR的認(rèn)識(shí)如下：虛擬現(xiàn)實(shí)（ Virtual Reality，簡(jiǎn)稱 VR），是由美國(guó)VPL公司創(chuàng)建人拉尼爾（ Jaron Lanier ）在 20 世紀(jì) 80 年代初提出的。 其具體內(nèi)涵是：綜合利用計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)和各種現(xiàn)實(shí)及控制等接口設(shè)備，在計(jì)算機(jī)上生成的、可交互的三維環(huán)境中提供沉浸感覺(jué)的技術(shù)。其中，計(jì)算.精品文檔機(jī)生成的、可交互的三維環(huán)境成為虛擬環(huán)境（即VirtualEnvironment ，簡(jiǎn)稱 VE）。VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）技術(shù)可廣泛的應(yīng)用于城市規(guī)劃、室內(nèi)設(shè)計(jì)、工業(yè)仿真、古跡復(fù)原、橋梁道路設(shè)計(jì)、房地產(chǎn)銷售、旅游

33、教學(xué)、水利電力、地質(zhì)災(zāi)害、教育培訓(xùn)等眾多領(lǐng)域，為其提供切實(shí)可行的解決方案。在把我們領(lǐng)進(jìn) VR的學(xué)習(xí)進(jìn)程中，經(jīng)過(guò)認(rèn)識(shí) VR到熟悉 VR，作為未來(lái)為 VR事業(yè)發(fā)展推動(dòng)力的我們， 何老師開(kāi)始跟我們講述 VR最本質(zhì)的、看起來(lái)很神秘的技術(shù)， 在這里我感觸最深的是何老師的教學(xué)方法，以學(xué)生為課堂的中心，全面調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，通過(guò)布置任務(wù)、推薦參考書(shū)讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體， 能動(dòng)的去思考問(wèn)題，希望學(xué)校也能借鑒這種教學(xué)模式。在之后的課程中，何老師依次布置了很多作業(yè)，通過(guò)分組、小組討論、小組分工， 在課業(yè)中我主要的工作重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)立體消隱和空間曲線循跡顯示動(dòng)畫(huà)，何老師給我們推薦了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)， 經(jīng)過(guò)重點(diǎn)學(xué)習(xí)了三維

34、變換， 初步完成了作業(yè)的基本要求， 實(shí)現(xiàn)效果圖如下：-課業(yè)重點(diǎn)在這里面首先我做的事立方體消隱問(wèn)題， 起初是聽(tīng)了何老師對(duì)消隱原理的講解， 然后完全根據(jù)自己對(duì)消隱的理解， 思路是這樣的，根據(jù)觀察以及平時(shí)的生活經(jīng)驗(yàn)知道立方體最多可以看到三個(gè)面，還.精品文檔有就是一個(gè)面，兩個(gè)面，就這三種情況。這是在設(shè)計(jì)之初的分析過(guò)程，由于一個(gè)立方體被看到三個(gè)面的概率最大， 所以先考慮對(duì)看到三個(gè)面的消隱，首先定義立方體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，有八個(gè)定點(diǎn)，在看到三個(gè)面時(shí)， 恰恰又一個(gè)點(diǎn)看不到， 所以根據(jù)對(duì)比哪個(gè)點(diǎn)相對(duì)攝像機(jī)最遠(yuǎn)就可以確定哪個(gè)點(diǎn)被遮擋， 跟著可以確定哪三條線， 三個(gè)面試被遮擋。最后顯示出未被遮擋的面線，從而實(shí)現(xiàn)消隱。而對(duì)與只能看到一個(gè)面的情況， 這是特殊情況， 出現(xiàn)這種情況的條件是同時(shí)有四個(gè)點(diǎn)離攝像頭距離一樣， 所以只要判斷是否有四個(gè)點(diǎn)同時(shí)和攝像頭相距最遠(yuǎn)，然后顯示出另外的四個(gè)點(diǎn)以及它們共同構(gòu)成的面線。同理，當(dāng)顯示兩