（中職）虛擬現(xiàn)實技術(shù)與應(yīng)用【03】1-2-2 沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng) 電子課件

1、正版課件 內(nèi)容可修改（中職）虛擬現(xiàn)實技術(shù)與應(yīng)用【03】1-2-2 沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng) 電子課件虛擬現(xiàn)實技術(shù)與應(yīng)用沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)1.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)分類沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)要求用戶戴上立體顯示頭盔、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣等，使用戶在與計算機產(chǎn)生的三維圖形交互中，形成一個虛擬的三維環(huán)境。用戶在這個三維虛擬環(huán)境中，可以行走、飛行運動，可以多感知地如：視覺、聽覺、力覺、觸覺等與三維虛擬物體交互，其真實性感覺或效果，與人在現(xiàn)實環(huán)境中相類似。由于虛擬現(xiàn)實把人在三維虛擬世界中的感覺和行為現(xiàn)實化，因此把這樣的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)稱為沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)（Immersive VR System）。1.2.2 沉浸式虛擬現(xiàn)實系

2、統(tǒng)圖1-11 沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)要求用戶戴上立體顯示頭盔1.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)分類沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)利用封閉的三維立體視景和音響系統(tǒng)，使得用戶“進入”計算機系統(tǒng)所產(chǎn)生的虛擬世界中，從而產(chǎn)生身臨其境的效果。這是一類較高級的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，它把用戶的個人視點完全沉浸到虛擬世界中。按照沉浸式虛擬現(xiàn)實設(shè)備的不同，沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)又可分為基于頭盔顯示器的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，和基于多屏顯示或投影的空穴形沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)：環(huán)幕式、工作墻、全息工作臺、球形等。1.2.2 沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)圖1-11 沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)包括頭盔顯示器的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)和空穴形沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)1.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)分類基于頭盔顯示器沉浸式

3、虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)利用各種頭盔顯示器把人的視覺、聽覺和其他感覺封閉在一起，通過數(shù)據(jù)手套、頭部跟蹤器（砣螺儀）、重力感應(yīng)等交互裝置，使用戶完全置于計算機生成的環(huán)境中，從而產(chǎn)生一種身在虛擬環(huán)境中的錯覺。計算機通過用戶所戴的數(shù)據(jù)手套和跟蹤器可以測試出用戶的運動和姿態(tài)，并將測得的數(shù)據(jù)反饋到生成的視景中，產(chǎn)生身臨其境的效果。 1.2.2 沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)圖1-12 基于頭盔沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng) 1.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)分類CAVE（Cave Automatic Virtual Environment）空穴形沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，在外形上是使用投影系統(tǒng)，圍繞著觀察者具有多個圖像畫面的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，多個投影面組成一個空

4、間結(jié)構(gòu)。理論上CAVE是基于計算機圖形學把高分辨率的立體投影技術(shù)和三維計算機圖形技術(shù)、音響技術(shù)、傳感器技術(shù)等有機結(jié)合，產(chǎn)生一個供多人使用的完全沉浸的虛擬環(huán)境。1.2.2 沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)圖1-12 空穴形沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng) 1.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)分類CAVE是由三個后投影屏作墻，一個下投影屏作地板形成的一個封閉的空間。高分辨率投影儀以120Hz的場刷新率顯示計算機生成的立體圖像，同時，計算機控制的放大器通過揚聲器網(wǎng)轉(zhuǎn)播所選定的聲音。在CAVE環(huán)境中，用戶（一人或多人）感到被高分辨率的三維圖像、聲音所徹底包圍，體驗到沉浸入虛擬環(huán)境的強烈感覺。較早的一個實際系統(tǒng)是“壁櫥式大教堂”（the Clos

5、et Cathedral），它能夠使實際處于較小空間的觀眾，產(chǎn)生處于極其廣闊的環(huán)境中的印象。1.2.2 沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)圖1-13 空穴形沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng) 1.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)分類在CAVE虛擬環(huán)境中，用戶就可實現(xiàn)交互的探索，體驗到實時的體感回應(yīng)。CAVE的典型應(yīng)用包括交互式分子造型、未來科學探索的可視化、聲音模擬、機械制造、建筑設(shè)計、天氣模擬及醫(yī)學造型等。CAVE沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，如圖1-14所示。1.2.2 沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)圖1-14 在空穴形沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，體驗到實時的體感回應(yīng) 1.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)分類在CAVE中，觀察者視點位置通過位置傳感器實時反饋給計算機，計算機實時生成各屏幕的圖像，然后在各屏幕上計算出立體圖像，觀察者戴上立體眼鏡就可以看到三維空間立體效果，體驗身臨其境的感覺。如果系統(tǒng)中配備三維交互跟蹤設(shè)備，觀察者不需移動，只要操作手上的按鈕，就可以大范圍地調(diào)節(jié)觀察范圍，真正體驗在空間中諸如“漫游”、“