虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)解讀教學(xué)課件

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)CirtualReality)徐雷12Apr2019主要內(nèi)容虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述虛擬現(xiàn)實(shí)體系結(jié)構(gòu)虛擬環(huán)境的建立·產(chǎn)品的虛擬原型在虛擬環(huán)境中制造虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述定義和特征虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展歷程虛擬現(xiàn)實(shí)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀虛擬現(xiàn)實(shí)的主要應(yīng)用領(lǐng)域定義和特征概念虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtua1Reality,簡(jiǎn)稱VR)是一種計(jì)算機(jī)界面技術(shù)。從本質(zhì)上講,虛擬現(xiàn)實(shí)就是一種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)用戶接口,它通過(guò)給用戶同時(shí)提供諸如視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等各種直觀而又自然的實(shí)時(shí)感知交互手段,最大限度地方便用戶操作,從而減輕用戶的負(fù)擔(dān),提高整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。定義和特征類似概念人工現(xiàn)實(shí)(ArtificialReality,簡(jiǎn)稱AR):與VR相類似的一個(gè)概念,它是可以更方便地與用可視化技術(shù)建立的三維空間中的物體進(jìn)行交互的技術(shù)。這個(gè)空間是人造的,但是物體的控制方法就像物體在現(xiàn)實(shí)空間中一樣,所以就稱為人工現(xiàn)實(shí)。例如,可用AR技術(shù)來(lái)漫游用可視化技術(shù)建立的大腦結(jié)構(gòu)遙現(xiàn)技術(shù)(Telepresence),它是一種基于VR的遙控制、遙操作或遙顯示技術(shù)。定義和特征視覺(jué)交互性聽(tīng)覺(jué)觸覺(jué)幻覺(jué)虛擬環(huán)境沉浸性想象力虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展歷程發(fā)展歷程1965年19661968年Sutherland提出開(kāi)始HDM的研究研制出第一臺(tái)HMD20世紀(jì)90年代以來(lái)1975年VR應(yīng)用到眾多領(lǐng)域MyronKrueger提出AR的思想1990年1986年1985年Siggraph會(huì)議確定VR技術(shù)的發(fā)展方向ⅥIEW系統(tǒng)研制成功研制出數(shù)據(jù)手套虛擬現(xiàn)實(shí)的研究現(xiàn)狀國(guó)外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究現(xiàn)狀美國(guó)宇航局(NASA)美國(guó)宇航局(NASA)的Ames實(shí)驗(yàn)室完善了HD,并將VPL的數(shù)據(jù)手套工程化,使其成為可用性較高的產(chǎn)品。NASA完成的一項(xiàng)著名的工作是對(duì)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的仿真。現(xiàn)在NASA已經(jīng)建立了航空、衛(wèi)星維護(hù)VR訓(xùn)練系統(tǒng)空間站VR訓(xùn)練系統(tǒng),并且已經(jīng)建立了可供全國(guó)使用的VR教育系統(tǒng)。虛擬現(xiàn)實(shí)的研究現(xiàn)狀卡羅來(lái)納大學(xué)UNC)的計(jì)算機(jī)系是進(jìn)行VR研究最早最著名的大學(xué)。他們主要研究分子建模、航空駕駛、外科手術(shù)仿真、建筑仿真等。麻省理工學(xué)院QMIT)是一個(gè)一直走在最新技術(shù)前沿的科學(xué)研究機(jī)構(gòu)。1985年M1T成立了媒體實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行虛擬環(huán)境的正規(guī)研究。SRI研究中心建立了“視覺(jué)感知計(jì)劃”,研究現(xiàn)有VR技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。1991年后,SRI進(jìn)行了利用VR技術(shù)對(duì)軍用飛機(jī)或車輛駕駛的訓(xùn)練研究,試圖通過(guò)仿真來(lái)減少飛行事故。此外,SRI還利用遙控技術(shù)進(jìn)行外科手術(shù)仿真的研究。虛擬現(xiàn)實(shí)的研究現(xiàn)狀華盛頓大學(xué)華盛頓技術(shù)中心的人機(jī)界面技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(HITLab在新概念的研究中起著領(lǐng)先作用,同時(shí)也在進(jìn)行感知、知覺(jué)、認(rèn)知和運(yùn)動(dòng)控制能力的研究