十六講虛擬現(xiàn)實(shí)43ppt課件

1、虛擬現(xiàn)實(shí)VR.1961年，美國(guó)科學(xué)家海里戈提出了構(gòu)建虛擬布魯克林城的想象，他希望觀眾可以經(jīng)過他設(shè)計(jì)的系統(tǒng)體驗(yàn)散步在布魯克林城市街道上的感受。是最早看到虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)前景的人。一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的產(chǎn)生與開展 .虛擬現(xiàn)實(shí)的概念來自薩瑟蘭的“終極顯示。1965年，薩瑟蘭在一篇論文中提出了“終極顯示的概念：以為可以把計(jì)算機(jī)顯示器作為通往虛擬世界的窗口。對(duì)于這個(gè)概念，他是這樣描畫的：“經(jīng)過這個(gè)窗口，人們可以看到一個(gè)虛擬的世界，富有挑戰(zhàn)性的任務(wù)是怎樣使那個(gè)虛擬世界看起來更加真實(shí)，在其中行動(dòng)真實(shí)，聽起來真實(shí)，覺得就像真實(shí)世界一樣。薩瑟蘭的想象是計(jì)算機(jī)構(gòu)建一個(gè)虛擬的物理世界，觀眾可以與其進(jìn)展交互。.后來到哈佛大學(xué)

2、繼續(xù)進(jìn)展虛擬顯示技術(shù)研討。1966年，他和他的學(xué)生鮑勃.斯普勞爾為波奇公司開發(fā)了世界上第一臺(tái)數(shù)據(jù)頭盔顯示器。在這中雙目并用的頭盔上，圖片被直接安裝在眼睛前面的顯示器上，當(dāng)觀眾從這個(gè)頭盔顯示器中看到從樓頂上拍攝的地面照片時(shí)，顯示了恐懼和驚慌。這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明了僅利用雙眼就可以實(shí)現(xiàn)沉浸的效應(yīng)。不久，薩瑟蘭用計(jì)算機(jī)圖像取代了照片，雖然只是一個(gè)虛擬的虛擬空間，但它的效果已遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超越了照片。.20世紀(jì)80年代以后，虛擬顯示技術(shù)得到了長(zhǎng)足的開展，加州大學(xué)伯克利分校的麥克.利威在薩瑟蘭發(fā)明的3D虛擬空間的根底上繼續(xù)創(chuàng)新，利用精巧的液晶顯示器取代了笨重的陰極射線管顯示器，同時(shí)它還發(fā)明了準(zhǔn)確的頭部定位安裝。.更加重

3、要的發(fā)明出如今1984年，美國(guó)國(guó)家航空航天局艾米斯研討中心的科學(xué)家們利用晶體管集成電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)了可攜帶的小型立體眼鏡，“艾米斯虛擬任務(wù)站方案將這一新發(fā)明的立體眼鏡銜接在高性能的計(jì)算機(jī)上，這樣觀眾就可以經(jīng)過它進(jìn)入虛擬世界。.同時(shí)，斯坦福醫(yī)學(xué)院的學(xué)生湯姆.奇摩爾曼發(fā)明了一種可以準(zhǔn)確跟蹤并反響手部動(dòng)作的“數(shù)據(jù)手套，他在手套的關(guān)節(jié)處放上了小型的感應(yīng)器，當(dāng)挪動(dòng)手指時(shí)，計(jì)算機(jī)便可以獲取手指動(dòng)作的信息。和數(shù)據(jù)頭盔相比，數(shù)據(jù)手套顯示了較高的準(zhǔn)確性和靈敏性。.20世紀(jì)80年代，美國(guó)VPL公司創(chuàng)建人亞倫.拉尼爾提出。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通常是指利用計(jì)算機(jī)建模技術(shù)、空間、聲音、視覺跟蹤技術(shù)等綜合技術(shù)生成的集視、聽、觸覺為一

4、體的交互式虛擬環(huán)境。在這樣的虛擬空間中，參與者可借助數(shù)據(jù)頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣等設(shè)備與計(jì)算機(jī)進(jìn)展交互，得到和真實(shí)世界極其相近的體驗(yàn)。.1虛擬世界生成設(shè)備 虛擬世界生成設(shè)備無疑可以是一臺(tái)或多臺(tái)高性能計(jì)算機(jī)。通常又可分為基于高性能個(gè)人計(jì)算機(jī)、基于高性能圖形任務(wù)站和基于分布式異構(gòu)計(jì)算機(jī)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)三大類。 后兩類用于沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，而基于PC機(jī)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)通常為非沉浸式系統(tǒng)。 虛擬現(xiàn)實(shí)所用的計(jì)算機(jī)是帶有圖形加速器和多條圖形輸出流水線的所謂高性能圖形計(jì)算機(jī)。這是由于三維高真實(shí)感場(chǎng)景的生成與顯示在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中具有頭等重要的位置。二、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的構(gòu)成.虛擬世界生成設(shè)備的主要功能包括： 視

5、覺通道信號(hào)生成與顯示三維高真實(shí)感圖形建模與實(shí)時(shí)繪制。 聽覺通道信號(hào)生成與顯示三維真實(shí)感聲音生成與播放。所謂三維真實(shí)感聲音是具有動(dòng)態(tài)方位感、間隔感和三維空間效應(yīng)的聲音。 觸覺與力覺通訊信號(hào)與顯示皮膚感知的觸摸，溫度、壓力、紋理信號(hào)以及肌肉、失節(jié)、腱等感知的力信號(hào)的建模與反響。 支持實(shí)時(shí)人機(jī)交互操作的功能三維空間定位、碰撞檢測(cè)、語音識(shí)別以及人機(jī)實(shí)時(shí)對(duì)話功能。.2感知設(shè)備 感知設(shè)備是指將虛擬世界各類感知模型轉(zhuǎn)變?yōu)槿四芙邮艿亩嗤ǖ来碳ば盘?hào)的設(shè)備。感知包括視、聽、觸力、嗅、味覺等多種通道。然而，成熟和相對(duì)成熟的感知信息產(chǎn)生和檢測(cè)的技術(shù)，僅有視覺、聽覺和力覺三種通道。 視覺感知設(shè)備立體寬視場(chǎng)圖形顯示器。立

6、體寬視場(chǎng)圖形顯示器可分為沉浸式和非沉浸式兩大類。 聽覺感知設(shè)備三維真實(shí)感聲音的播放設(shè)備。常用的有耳機(jī)式、雙揚(yáng)聲器組和多揚(yáng)聲器組三種。通常由公用聲卡將單通道聲源信號(hào)處置成具有雙耳效應(yīng)的真實(shí)感聲音。 觸覺力覺感知設(shè)備觸覺力覺反響安裝。觸覺和力覺實(shí)踐是兩種不同的感知。觸覺包含的感知內(nèi)容更豐富一些，例如應(yīng)包含普通的接觸感類似于“摸到了一個(gè)面的覺得，進(jìn)一步應(yīng)包含感知資料的質(zhì)感布料、海綿、橡膠、木材、金屬、石料等等，紋理感平滑、粗糙程度等以及溫度感等。力覺感知設(shè)備要求能反響力的大小和方向，與觸覺反響安裝相比，力反響安裝相對(duì)較成熟一些。.3跟蹤設(shè)備 跟蹤設(shè)備是跟蹤并檢測(cè)位置和方位的安裝，用于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中基

7、于自然方式的人機(jī)交互操作。目前，先進(jìn)的跟蹤定位系統(tǒng)可用于動(dòng)態(tài)記錄人體運(yùn)動(dòng)。 最常用的跟蹤設(shè)備有基于機(jī)械臂原理、磁傳感器原理、超聲傳感器原理和光傳感器原理四種。 除機(jī)械臂式定位跟蹤器以外，其它三種跟蹤器都由一個(gè)或多個(gè)信號(hào)發(fā)射器以及數(shù)個(gè)接納器組成，發(fā)射器安裝在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中某個(gè)固定位置，接納器安裝在被跟蹤的部位。如安裝在頭部，通常用來跟蹤視野方向；如安裝在手部，通常用來跟蹤交互設(shè)備數(shù)據(jù)手套的位置及其朝向；假設(shè)將多個(gè)接納器安裝在貼身衣服的各個(gè)關(guān)節(jié)部位上，那么實(shí)時(shí)記錄人體各個(gè)活動(dòng)關(guān)節(jié)的位置，經(jīng)過軟件處置可實(shí)時(shí)跟蹤顯示人的動(dòng)作。.4人機(jī)交互設(shè)備 運(yùn)用手勢(shì)、體勢(shì)、眼神以及自然言語的人機(jī)交互設(shè)備，常見的有數(shù)

8、據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣服帶傳感器的衣服、眼球跟蹤器以及語音綜合和識(shí)別安裝。.三、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的硬件和軟件 1虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的硬件 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的硬件包括虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)生器以及輸入輸出設(shè)備。1虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)生器 虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)生器用來處置和產(chǎn)生虛擬境界，是任何虛擬系統(tǒng)的中心。它普通由計(jì)算機(jī)加圖形生成器或加速卡組成。計(jì)算機(jī)可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)、任務(wù)站或者小型計(jì)算機(jī)。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)主要完成三項(xiàng)義務(wù)：數(shù)據(jù)處置、數(shù)據(jù)輸出、虛擬境界的管理和生成。系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)必需具有足夠高的處置才干，以確保參與者與虛擬境界的交互能實(shí)時(shí)進(jìn)展。.2虛擬現(xiàn)實(shí)輸入設(shè)備 有兩類跟蹤系統(tǒng)，分別是有源跟蹤系統(tǒng)和無源系統(tǒng)。有源跟蹤系統(tǒng)運(yùn)用兩路信號(hào)處置輸入

9、數(shù)據(jù)，這種系統(tǒng)經(jīng)過發(fā)射器和傳感器跟蹤參與者的位置和取向。無源跟蹤系統(tǒng)運(yùn)用一路信號(hào)處置輸入數(shù)據(jù)，只需一個(gè)傳感器用來跟蹤位置和方向。3虛擬現(xiàn)實(shí)輸出設(shè)備 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的輸出設(shè)備用于將電子信號(hào)轉(zhuǎn)變成各種人體感宮可以覺得到的刺激。常用的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)輸出設(shè)備有頭戴式顯示器和聲音發(fā)生器。.2虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的軟件 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的軟件用來進(jìn)展境界構(gòu)造，包括建模和繪制對(duì)象，給這些對(duì)象指定行為，提供交互性和編程。虛擬現(xiàn)實(shí)軟件可分為工具包和創(chuàng)作工具。 工具包即程序庫(kù)，普通用C或C等編制，利用它所提供的函數(shù)集合，熟練的程序員可以生成詳細(xì)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)運(yùn)用。VRML就是這樣一個(gè)程序庫(kù)。創(chuàng)作工具是帶有圖形用戶界面的完好軟件，

10、經(jīng)過創(chuàng)作工具只需簡(jiǎn)單編程就可生成虛擬境界。程序庫(kù)普通比創(chuàng)作工具更靈敏，繪制速度更快，但需求豐富的編程閱歷。 由于軟件的方法對(duì)硬件的依賴性不高，相對(duì)來說容易實(shí)現(xiàn)，而且其適用的范圍很廣，因此目前開展很快，很多公司紛紛推出軟件開發(fā)包，以及其它一些工具。. VRP軟件簡(jiǎn)介 VRP是一款由中視典數(shù)字科技獨(dú)立開發(fā)的具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的直接面向三維美工的一款虛擬現(xiàn)實(shí)軟件，是目前中國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域，市場(chǎng)占有率最高的一款虛擬現(xiàn)實(shí)軟件。 VRP適用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、高度可視化、所見即所得。 VRP一切的操作都是以美工可以了解的方式進(jìn)展，不需求程序員參與。 .1菜單欄 2 工具欄 3 Flash窗口 4功能

11、分類面板 5主功能區(qū)面板6視圖區(qū) 7屬性面板 8信息欄 9形狀欄.1用戶首先激活頭盔，手套和話筒等輸 入設(shè)備，為計(jì)算機(jī)提供輸入信號(hào)；2VR軟件收到由跟蹤器和傳感器送來 的輸入信號(hào)加以處置； 3對(duì)虛擬環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)做必要的更新，調(diào)整當(dāng)前的虛擬環(huán)境場(chǎng)景，并將這一新視點(diǎn)下的三維視覺圖像以及其他如聲音、觸覺、力反響等信息立刻傳送給相應(yīng)的輸出設(shè)備頭盔顯示器、耳機(jī)、數(shù)據(jù)手套等，以便用戶及時(shí)獲得感官上的虛擬效果，這一過程必需每秒鐘發(fā)生多次才干運(yùn)用戶感遭到實(shí)時(shí)延續(xù)的效果。 典型的VR系統(tǒng)構(gòu)造四、用戶與虛擬世界交互的過程. 進(jìn)入20 世紀(jì)90 年代后，基于大型數(shù)據(jù)集合的聲音和圖像的實(shí)時(shí)動(dòng)畫制形成為能夠，人機(jī)交互系統(tǒng)

12、的設(shè)計(jì)不斷創(chuàng)新，新穎、適用的輸入輸出設(shè)備不斷地涌入市場(chǎng)，這些都為虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的開展打下了良好的根底。.五、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用自然、文化遺產(chǎn)的維護(hù)和弘揚(yáng)虛擬人機(jī)工程學(xué)軍事與航天制造工業(yè)教育與訓(xùn)練醫(yī)學(xué)領(lǐng)域商業(yè)領(lǐng)域影視文娛規(guī)劃與設(shè)計(jì).六、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征 沉浸性 VR技術(shù)最主要的技術(shù)特征是讓用戶覺得本人是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所創(chuàng)建的虛擬世界中的一部分，運(yùn)用戶由察看者變成參與者，沉浸其中并參與虛擬世界的活動(dòng)。 交互性 交互性Interactivity的產(chǎn)生，主要借助于VR系統(tǒng)中的特殊硬件設(shè)備如數(shù)據(jù)手套、力反響安裝等，運(yùn)用戶能經(jīng)過自然的方式，產(chǎn)生同在真實(shí)世界中一樣的覺得。 想像性 想像性Imagination指

13、虛擬的環(huán)境是人想像出來的，同時(shí)這種想像表達(dá)出設(shè)計(jì)者相應(yīng)的思想，因此可以用來實(shí)現(xiàn)一定的目的。 .七、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 1動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù) 虛擬環(huán)境的建立是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的中心內(nèi)容。動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)的目的是獲取實(shí)踐環(huán)境的三維數(shù)據(jù)，并根據(jù)運(yùn)用的需求，利用獲取的三維數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的虛擬環(huán)境模型。三維數(shù)據(jù)的獲取可以采用CAD技術(shù)有規(guī)那么的環(huán)境，而更多的環(huán)境那么需求采用非接觸式的視覺建模技術(shù)，兩者的有機(jī)結(jié)合可以有效地提高數(shù)據(jù)獲取的效率。.2實(shí)時(shí)三維圖形生成技術(shù) 三維圖形的生成技術(shù)曾經(jīng)較為成熟，其關(guān)鍵是如何實(shí)現(xiàn)“實(shí)時(shí)生成。為了到達(dá)實(shí)時(shí)的目的，至少要保證圖形的刷新率不低于15幀秒，最好是高于30幀秒。在不降

14、低圖形的質(zhì)量和復(fù)雜度的前提下，提高刷新頻率。這里，圖形生成的硬件體系構(gòu)造以及在虛擬現(xiàn)實(shí)的真實(shí)感圖形生成中用于加速的各種有效技術(shù)是關(guān)鍵所在。.3立體顯示和傳感器技術(shù) 虛擬現(xiàn)實(shí)依賴于立體顯示和傳感器技術(shù)的開展，立體顯示技術(shù)涉及到人眼的生理原理以及在計(jì)算機(jī)上如何產(chǎn)生深度線索的技術(shù)?，F(xiàn)有的硬件系統(tǒng)如頭盔顯示器、單目鏡及可挪動(dòng)視覺顯示器有待進(jìn)一步研討，光學(xué)顯示還存在許多局限性；傳感器技術(shù)中需處理設(shè)備的可靠性、可反復(fù)性、準(zhǔn)確性及平安性等問題，各種類型傳感器的性能急需提高。.4運(yùn)用系統(tǒng)開發(fā)工具 虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)用的關(guān)鍵是尋覓適宜的場(chǎng)所和對(duì)象，即如何發(fā)揚(yáng)想象力和發(fā)明力。選擇適當(dāng)?shù)倪\(yùn)用對(duì)象可以大幅度地提高消費(fèi)效率、減

15、輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高產(chǎn)品開發(fā)質(zhì)量。為了到達(dá)這一目的，必需研討虛擬現(xiàn)實(shí)的開發(fā)工具。5系統(tǒng)集成技術(shù) 由子虛擬現(xiàn)實(shí)中包括大量的感知信息和模型，因此系統(tǒng)的集成技術(shù)起著至關(guān)重要的作用。集成技術(shù)包括信息的同步技術(shù)、模型的標(biāo)定技術(shù)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)、數(shù)據(jù)管理模型、識(shí)別和合成技術(shù)等。.八、虛擬現(xiàn)實(shí)作品據(jù)構(gòu)成虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)備以及帶給觀眾的不同體驗(yàn)，可以將虛擬現(xiàn)實(shí)的藝術(shù)作品分為桌面級(jí)、沉浸級(jí)、加強(qiáng)現(xiàn)實(shí)級(jí)和分布式四個(gè)層次。結(jié)合藝術(shù)家的作品，不同層次的虛擬顯示系統(tǒng)可分為：桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)；沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)；加強(qiáng)現(xiàn)實(shí)式虛擬顯示；分布式虛擬現(xiàn)實(shí)。.1桌面式VR系統(tǒng)Desktop VR 桌面式VR系統(tǒng)僅運(yùn)用個(gè)人計(jì)算機(jī)和低級(jí)任務(wù)站

16、來產(chǎn)生三維空間的交互場(chǎng)景。它把計(jì)算機(jī)的屏幕作為用戶察看虛擬環(huán)境的一個(gè)窗口，參與者需求運(yùn)用手拿輸入設(shè)備或位置跟蹤器來駕馭虛擬環(huán)境和支配虛擬場(chǎng)景中的各種物體。 在桌面VR系統(tǒng)中，參與者雖然坐在監(jiān)視器前面，但可以經(jīng)過計(jì)算機(jī)屏幕察看360范圍內(nèi)的虛擬環(huán)境；可以經(jīng)過交互操作，使虛擬環(huán)境的物體平移和旋轉(zhuǎn)，以便從各個(gè)方向觀看物體，也可以利用“through walk進(jìn)入功能在虛擬環(huán)境中閱讀。但參與者并沒有完全沉浸，他依然會(huì)遭到周圍現(xiàn)實(shí)環(huán)境的干擾。 桌面VR系統(tǒng)雖然缺乏完全的沉浸感，但它依然比較普及，這主要是出于其本錢相對(duì)來說較低。在桌面VR系統(tǒng)中，用戶借助三維眼鏡或安裝在計(jì)算機(jī)屏幕上方的立體察看器、液晶顯示

17、光學(xué)眼鏡等一些廉價(jià)的設(shè)備，就可以產(chǎn)生一種三維空間的幻覺來添加沉浸的覺得；而它采用的規(guī)范CRT顯示器和立體圖像顯示技術(shù)，又使得系統(tǒng)分辨率較高，價(jià)錢也比較廉價(jià)；另外，聲卡和內(nèi)部信號(hào)處置電路也可以經(jīng)過廉價(jià)的硬件產(chǎn)生真實(shí)性很強(qiáng)的聲音效果。桌面VR系統(tǒng)通常用于工程CAD、建筑設(shè)計(jì)、培訓(xùn)、教育及某些醫(yī)療運(yùn)用。 .2沉浸式VR系統(tǒng)Immersive VR 沉浸式VR系統(tǒng)利用頭盔顯示器和數(shù)據(jù)手套等各種交互設(shè)備把用戶的視覺、聽覺和其他覺得封鎖起來，而運(yùn)用戶真正成為VR系統(tǒng)內(nèi)部的一個(gè)參與者，并能利用這些交互設(shè)備操作和駕馭虛擬環(huán)境，產(chǎn)生一種身臨其境、全心投入和沉浸其中的覺得，普通用于文娛、或驗(yàn)證某一猜測(cè)假設(shè)、訓(xùn)練、

18、模擬、預(yù)演、檢驗(yàn)、體驗(yàn)等。常見的沉浸式系統(tǒng)有：基于頭盔式顯示器的系統(tǒng)、投影式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程存在系統(tǒng)等。 與桌面式VR系統(tǒng)相比，沉浸式VR系統(tǒng)的主要特點(diǎn)在于：1具有高度的實(shí)時(shí)性能。2具有高度的沉浸感。3能支持多種I/O交互設(shè)備并行。.3加強(qiáng)式VR系統(tǒng) 加強(qiáng)式VR系統(tǒng)允許用戶對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)展察看的同時(shí)，經(jīng)過穿透型頭戴式顯示器將計(jì)算機(jī)虛擬圖像疊加在現(xiàn)實(shí)世界之上，為操作員提供與他所看到的現(xiàn)實(shí)環(huán)境有關(guān)的、存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的信息，從而加強(qiáng)操作員對(duì)真實(shí)環(huán)境的感受因此又被稱為補(bǔ)充現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。 與其他各類VR系統(tǒng)相比，補(bǔ)充現(xiàn)實(shí)式的虛擬現(xiàn)實(shí)不僅是利用VR技術(shù)來模擬現(xiàn)實(shí)世界、仿真現(xiàn)實(shí)世界，而且要利用它來加強(qiáng)參與者對(duì)真

19、實(shí)環(huán)境的感受，也就是加強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中無法感知或不方便的感受。人們可以按日常的任務(wù)方式對(duì)周圍的物體進(jìn)展操作或研討，但同時(shí)又可以從計(jì)算機(jī)生成的環(huán)境中得到同步的、有關(guān)活動(dòng)的指點(diǎn)信息。目前，這樣的任務(wù)方式曾經(jīng)有了一些實(shí)驗(yàn)性的例子，如計(jì)算機(jī)指點(diǎn)的復(fù)印機(jī)修繕；在菱形空間框架中安裝鋁構(gòu)件；電線束在安裝到飛機(jī)上之前的捆綁等。其中一個(gè)典型的實(shí)例是戰(zhàn)機(jī)飛行員的平視顯示器，它能將儀表讀數(shù)和武器瞄準(zhǔn)數(shù)據(jù)投射到安裝在飛行員面前的穿透式屏幕上，使飛行員不用低頭讀座艙中儀表的數(shù)據(jù)，從而集中精神盯著敵人的飛機(jī)或?qū)Ш狡?。它的任?wù)原理是：在這種頭戴式顯示器中，光源產(chǎn)生的圖像被光學(xué)系統(tǒng)引導(dǎo)到組合器，組合器是一種公用屏幕，它對(duì)于從真實(shí)環(huán)

20、境進(jìn)來的光線呈現(xiàn)透明特性，但對(duì)準(zhǔn)它的光線卻被頭戴式顯示器的光學(xué)系統(tǒng)反射掉，這樣就使得操作員可以明晰地看到計(jì)算機(jī)圖形與其即時(shí)環(huán)境重合在起的現(xiàn)實(shí)效果。.4分布式VR系統(tǒng)Distributed VR，DVR 分布式VR系統(tǒng)是指基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬環(huán)境。它在沉浸式VR系統(tǒng)的根底上，將位于不同物理位置的多個(gè)用戶或多個(gè)虛擬環(huán)境經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)相銜接，并共享信息，從而運(yùn)用戶的協(xié)同任務(wù)到達(dá)一個(gè)更高的境界。VR系統(tǒng)之所以運(yùn)轉(zhuǎn)在分布式環(huán)境，一方面是它可以充分利用分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供的強(qiáng)大計(jì)算才干，另一方面是由于有些運(yùn)用本身具有分布特性。例如，許多VR運(yùn)用要求假設(shè)干人能同時(shí)參與同一個(gè)虛擬環(huán)境，即協(xié)同任務(wù)的VR。這些人既能夠在同一

21、個(gè)地方，也能夠在世界上各個(gè)不同的地方，彼此間只經(jīng)過遠(yuǎn)間隔網(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)在一同。前面所述的那些VR技術(shù)雖然可以使動(dòng)態(tài)的虛擬環(huán)境栩栩如生，但它們都無法處理資源共享的問題，運(yùn)用DVR系統(tǒng)就可以滿足這類需求。 分布式VR系統(tǒng)最重要的特性是它們對(duì)于多用戶協(xié)作模擬的協(xié)調(diào)順應(yīng)才干，即操作系統(tǒng)必需能在不同計(jì)算機(jī)上處置不類似的虛擬世界，因此分布式VR系統(tǒng)需求運(yùn)用公用的操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)。另外，DVR系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)時(shí)，還必需思索很多網(wǎng)絡(luò)通訊要素，如網(wǎng)絡(luò)帶寬、分布機(jī)制、網(wǎng)絡(luò)延遲以及通訊可靠性等。分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在產(chǎn)品異地設(shè)計(jì)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、大規(guī)模軍事訓(xùn)練、多用戶游戲等方面具有廣泛的運(yùn)用前景。.杰弗里.肖是一位著名的澳

22、大利亞交互藝術(shù)家，后來移居德國(guó)，任德國(guó)ZMK影像研討所主任。1989年曼哈頓城市的信息被轉(zhuǎn)換成一些數(shù)據(jù)，觀眾經(jīng)過自行車的車把和腳踏板來控制本人在虛擬世界的方向和速度，遨游虛擬的曼哈頓。以后，又制造了荷蘭的阿姆斯特丹和德國(guó)的卡爾斯魯厄兩個(gè)城市的虛擬遨游版本。.1998世界上獨(dú)一無二的利用木頭人作為界面與虛擬世界進(jìn)展交互的安裝藝術(shù)作品。在一個(gè)洞窟狀的環(huán)境中，當(dāng)他拿起木頭人的時(shí)候，它即開場(chǎng)驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)和投影系統(tǒng)將圖像投向周圍的墻壁，他可以翻開木頭人的眼睛，高舉它的手臂、擺動(dòng)大腿等，隨意利用它來控制影像世界，投在六個(gè)方向的屏幕上的圖像隨著木頭人的動(dòng)作而發(fā)生千變?nèi)f化的組合，營(yíng)造了一個(gè)具有高度沉浸感的影像世

23、界。.2000提供了一個(gè)體驗(yàn)此地域被毀壞的煤礦、建筑、礦渣場(chǎng)等場(chǎng)景的虛擬空間。一個(gè)在甲烷爆炸中喪生的94名礦工的公墓、一個(gè)世界上最大的煉焦廠等。虛擬空間中的這些歷史痕跡，留給人們深化的印象，讓人們?cè)谶@些虛擬的煤礦和廢墟中遨游，認(rèn)識(shí)到世界上許多愉快的地方正在因工業(yè)化開展而遭到破壞。.2000加州的曼扎納爾是第二次世界大戰(zhàn)中收容日裔美國(guó)人的集中營(yíng)，荒涼卻非常美麗。日裔美國(guó)藝術(shù)家塔米克.蒂爾和伊朗作家、舞臺(tái)美術(shù)家扎拉.胡什曼德協(xié)作利用二戰(zhàn)中的真實(shí)照片和3D技術(shù)再現(xiàn)了第二次世界大戰(zhàn)時(shí)曼扎納爾集中營(yíng)的情景，按照真實(shí)歷史資料復(fù)原的真人大小圖像被投影在屏幕上，觀眾可以利用操作桿在夢(mèng)境的空間中挪動(dòng)。.EVE：瓦爾基里平臺(tái)：Oculus Rift，Project Morpheus作為最萬眾矚目的VR 游戲，將成為一款減少PC玩家和VR玩家差距的游戲。能在更多的設(shè)備上運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至還將登陸PS4，為游戲機(jī)玩家提供恢宏的宇宙體驗(yàn)。能夠促進(jìn)VR的普及，同時(shí)游戲分別登陸兩款VR頭顯時(shí)，還將促進(jìn)頭顯改良。.羅賓遜：旅