虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)67

VR基本含義1應(yīng)用領(lǐng)域研究成果虛擬現(xiàn)實(shí)中的問(wèn)題234研究方向(前景)5主要內(nèi)容：

基本含義1.基本含義1.VR地理信息學(xué)：存在于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的邏輯環(huán)境，通過(guò)輸出設(shè)備模擬顯示現(xiàn)實(shí)世界中的三維物體和它們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和方式。

1.1科技名詞定義（virtualreality）VR通信科技學(xué)：利用計(jì)算機(jī)發(fā)展中的高科技手段構(gòu)造的，使參與者獲得與現(xiàn)實(shí)一樣的感覺(jué)的一個(gè)虛擬的境界。資源信息學(xué)：一種模擬三維環(huán)境的技術(shù)，用戶可以如在現(xiàn)實(shí)世界一樣地體驗(yàn)和操縱這個(gè)環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)接口技術(shù)、傳感器技術(shù)以及人工智能等技術(shù)，制造逼真的人工模擬環(huán)境，并能有效地模擬人在自然環(huán)境中的各種感知的高級(jí)的人機(jī)交互技術(shù)。1.2詳細(xì)定義VR沉浸感(Immersion)：又稱臨場(chǎng)感，指用戶感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實(shí)程度。1.3基本特征VR交互性(Interaction)指參與者對(duì)虛擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境中得到反饋的自然程度。構(gòu)想性(Imagination)指用戶沉浸在多維信息空間中，依靠自己的感知和認(rèn)知能力全方位獲取知識(shí)，發(fā)揮主觀能動(dòng)性，尋求解答，形成新的概念。多感知性（Multi-Sensory）：指除了一般計(jì)算機(jī)技術(shù)所具有的視覺(jué)之外，還有聽(tīng)覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)、運(yùn)動(dòng)感，甚至包括味覺(jué)、嗅覺(jué)等。1.4實(shí)現(xiàn)過(guò)程VR虛擬現(xiàn)實(shí)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)生成逼真的、具備視、聽(tīng)、觸、嗅、味等多種感知的虛擬環(huán)境。它借助于計(jì)算機(jī)生成一個(gè)三維空間，通過(guò)將用戶置身于該環(huán)境中，借助輕便的多維輸入輸出設(shè)備(如跟蹤器、頭盔顯示器、眼跟蹤器、三維輸入設(shè)備和傳感器等)和高速圖形計(jì)算機(jī)，并根據(jù)由此而產(chǎn)生的一種身臨其境的感覺(jué)，去感知和研究客觀世界的變化規(guī)律。虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)實(shí)質(zhì)在于提供一種高級(jí)的人機(jī)接口。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)改變了人與計(jì)算機(jī)之間枯燥、生硬和被動(dòng)的現(xiàn)狀，給用戶提供了一個(gè)趨于人性化的虛擬信息空間。1.5技術(shù)優(yōu)點(diǎn)VR虛擬現(xiàn)實(shí)的出現(xiàn)，使人們從紛繁復(fù)雜的數(shù)據(jù)中解放出來(lái)，這種形式是傳統(tǒng)表現(xiàn)方式所無(wú)法比擬的，它給人們提供了一個(gè)嶄新的信息交流平臺(tái)。1.6技術(shù)支持VR虛擬現(xiàn)實(shí)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)人工智能傳感技術(shù)人工交互技術(shù)是一種使用數(shù)學(xué)算法將二維或三維圖形轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)顯示器的柵格形式的科學(xué)。是指通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入、輸出設(shè)備，以有效的方式實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)對(duì)話的技術(shù)。是關(guān)于從自然信源獲取信息，并對(duì)之進(jìn)行處理和識(shí)別的一門多學(xué)科交叉的現(xiàn)代科學(xué)與工程技術(shù)。

是研究、開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。

復(fù)雜的邏輯控制；模擬實(shí)時(shí)的相互作用；模擬人腦所有的智能行為；模擬復(fù)雜的時(shí)空關(guān)系，主要涉及時(shí)間與空間的同步等問(wèn)題；感覺(jué)的表達(dá)，包括人的聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、觸覺(jué)、味覺(jué)和嗅覺(jué)的計(jì)算機(jī)表達(dá)；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、壓縮、分析、解壓縮；支持與虛擬環(huán)境交互的定位、操縱、導(dǎo)航等。1.7軟件要求VR構(gòu)造一個(gè)虛擬環(huán)境，在硬件方面需要有以下幾類設(shè)備的支持：1.8硬件要求

跟蹤系統(tǒng)：用以確定參與者的頭、手和身軀的位置；觸覺(jué)系統(tǒng)：提供參與者感知力與壓力的反饋；音頻系統(tǒng)：提供立體聲源和判定空間位置；高性能計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)：具有高處理速度、大存儲(chǔ)量、強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)特性。圖像生成和顯示系統(tǒng)：產(chǎn)生視覺(jué)圖像和立體顯示；VR

應(yīng)用領(lǐng)域2.

應(yīng)用領(lǐng)域2.VR飛行模擬是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用的先驅(qū)。通過(guò)模擬器訓(xùn)練飛行員是一條有效的途徑，同時(shí)，飛行模擬器可以作為一種試驗(yàn)床，對(duì)飛機(jī)的操縱性、穩(wěn)定性和機(jī)動(dòng)性進(jìn)行測(cè)試和評(píng)定，較容易分析飛機(jī)氣動(dòng)參數(shù)的修改對(duì)飛行品質(zhì)的影響。2.1飛行模擬VR最為成功的例子就是“哈勃望遠(yuǎn)鏡的修復(fù)和維護(hù)”。經(jīng)過(guò)這個(gè)虛擬系統(tǒng)的訓(xùn)練，宇航員于1993年12月，成功地完成了從航天飛機(jī)上取出備件更換哈勃太空望遠(yuǎn)鏡上損壞的MRI這一復(fù)雜而又費(fèi)時(shí)的任務(wù)。2.2空間技術(shù)VR

虛擬現(xiàn)實(shí)可以用于教學(xué)、復(fù)雜手術(shù)過(guò)程的規(guī)劃、在手術(shù)過(guò)程中提供操作和信息上的輔助、預(yù)測(cè)手術(shù)結(jié)果等。此外，遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)也是一個(gè)很有潛力的應(yīng)用領(lǐng)域。也可以用于醫(yī)學(xué)心理學(xué)，尤其是在與心理失調(diào)有關(guān)的恐懼和憂慮疾病方面。2.3醫(yī)學(xué)方面VR虛擬戰(zhàn)場(chǎng)既通過(guò)建立虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境來(lái)訓(xùn)練軍事人員，同時(shí)又可以通過(guò)虛擬戰(zhàn)場(chǎng)來(lái)檢查和評(píng)估武器系統(tǒng)的性能。2.4虛擬戰(zhàn)場(chǎng)和科學(xué)計(jì)算可視化VR在科學(xué)計(jì)算可視化中數(shù)據(jù)——算法對(duì)應(yīng)——圖像，不同顏色代表不同警戒程度，色塊之間可漸變也可突變。如家庭中的桌面游戲，公共場(chǎng)所的各種仿真等。目前基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的游戲主要有駕駛型游戲、作戰(zhàn)型游戲和智力型游戲三類。在北京奧運(yùn)會(huì)的開(kāi)幕式中也用到了虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)。三維沙盤軟件：包括各種活動(dòng)的三維動(dòng)畫(huà)展示。2.5娛樂(lè)游戲VR按使用目的分類：展示：包括直接展示和間接展示，其中間接展示如科學(xué)計(jì)算可視化。預(yù)測(cè)：如產(chǎn)品設(shè)計(jì)，項(xiàng)目管理。體驗(yàn)：主要在市場(chǎng)營(yíng)銷的銷售環(huán)節(jié)。訓(xùn)練：目的是與現(xiàn)實(shí)世界接軌，或使受訓(xùn)者更容易適應(yīng)真實(shí)環(huán)境。2.6其他分類VR

研究成果3.

研究成果3.VR

游戲成果1.

醫(yī)療成果2.

軍事成果3.

古跡成果4.VR主要成果中國(guó)海警某型主力艇虛擬仿真虛擬現(xiàn)實(shí)&視景仿真技術(shù)在軍事上的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的問(wèn)題4.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的問(wèn)題4.VR硬件問(wèn)題軟件問(wèn)題自身問(wèn)題引發(fā)的問(wèn)題VR問(wèn)題由于硬件的諸多局限性，使得軟件的開(kāi)發(fā)費(fèi)用十分驚人，而且軟件所能實(shí)現(xiàn)的效果受到時(shí)間和空間的很大影響，算法和許多相關(guān)理論也很不完善。另外，人們對(duì)大腦和人類行為的認(rèn)識(shí)還需進(jìn)一步提高。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的速度、容量還十分不足，而顯示設(shè)備的昂貴造價(jià)和它顯示的清晰度等問(wèn)題也沒(méi)能很好地解決，為VR制造的大部分專用設(shè)備不但造價(jià)高、使用起來(lái)很不方便、效果有限，而且局限性很大，還不能達(dá)到人們的要求，更不能達(dá)到VR所定義的那種環(huán)境軟硬件問(wèn)題自身問(wèn)題虛擬環(huán)境感知信息合成的真實(shí)性環(huán)境表示的準(zhǔn)確性人與虛擬環(huán)境交互的自然性實(shí)時(shí)顯示的問(wèn)題

智能技術(shù)圖形生成的問(wèn)題

發(fā)展方向5.

發(fā)展方向(前景)5.VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究?jī)?nèi)容很廣，基于現(xiàn)在的研究成果及國(guó)際上近年來(lái)關(guān)于虛擬研究前沿的學(xué)術(shù)會(huì)議和專題討論，VRML技術(shù)在目前及未來(lái)幾年的主要研究方向有以下幾個(gè)。概述VR1.感知研究領(lǐng)域2.人機(jī)交互界面3.高效的軟件和算法4.廉價(jià)的虛擬現(xiàn)實(shí)硬件系統(tǒng)5.智能虛擬環(huán)境從目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在感知方面來(lái)說(shuō)，視覺(jué)方面較為成熟，但對(duì)其圖像的質(zhì)量要進(jìn)一步加強(qiáng)；在聽(tīng)覺(jué)方面應(yīng)加強(qiáng)聽(tīng)覺(jué)模型的建立，提高虛擬立體聲的效果，并積極開(kāi)展非聽(tīng)覺(jué)研究；在觸覺(jué)方面，要開(kāi)發(fā)各種用于人類觸覺(jué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)和VR觸覺(jué)設(shè)備的計(jì)算機(jī)控制的機(jī)械裝置。

感知研究領(lǐng)域VR人機(jī)交互界面VR開(kāi)展獨(dú)立于應(yīng)用系統(tǒng)的交互技術(shù)和方法的研究，建立軟件技術(shù)交換機(jī)構(gòu)以支持代碼共享、重用和軟件投資，并鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)通用性軟件維護(hù)工具。積極開(kāi)發(fā)滿足虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建模要求的新一代工具軟件計(jì)算法、虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言的研究、復(fù)雜場(chǎng)景的快速繪制及分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研制。高效的軟件和算法VR基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的硬件系統(tǒng)價(jià)格相對(duì)比較昂貴，是影響VRML技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)瓶頸。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的主要研究方向是在外部空間的實(shí)用跟蹤技術(shù)、力反饋技術(shù)、嗅覺(jué)技術(shù)及面向自然的交互硬件設(shè)備。廉價(jià)的虛擬現(xiàn)實(shí)硬件系統(tǒng)VR

智能虛擬環(huán)境是虛擬環(huán)境和人工智能與人工生命兩種技術(shù)的結(jié)合。它涉及多個(gè)不同學(xué)科，包括計(jì)算機(jī)圖形、虛擬環(huán)境、人工智能與人工生命、仿真、機(jī)器人等。該項(xiàng)技術(shù)的研究將有助于開(kāi)發(fā)新一代具有行為真實(shí)感的實(shí)用虛擬環(huán)境，支持分布式虛擬環(huán)境中的交互協(xié)同工作。智能虛擬環(huán)境VR2023/10/31江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院第38

頁(yè)第一講虛擬現(xiàn)實(shí)概論1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)2.虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)分類3.虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)硬件組成4.虛擬現(xiàn)實(shí)研究?jī)?nèi)容5.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與隨身增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)2023/10/31江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院第39

頁(yè)1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是21世紀(jì)三大最具發(fā)展?jié)摿Φ挠?jì)算機(jī)技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality,VR)是由美國(guó)VPL公司的JaronLanier在1989年創(chuàng)造的一個(gè)新詞。它通常是指頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套等一系列新型交互設(shè)備構(gòu)造出的用以體驗(yàn)或感知虛擬境界的一種計(jì)算機(jī)軟、硬件環(huán)境，用戶使用這些高級(jí)設(shè)備以自然的技能向計(jì)算機(jī)發(fā)送各種指令，并得到環(huán)境對(duì)用戶視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等多種感官信息的實(shí)時(shí)反饋。2023/10/31江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院第40

頁(yè)1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(續(xù))世界上首個(gè)具有虛擬現(xiàn)實(shí)思想的裝置是由MortonHeilig在1962年研制成功的，它是一種被稱之為Sensorma的具有多種感官刺激的全景式立體電影設(shè)備。該設(shè)備主要由三維視頻組成，并具有立體聲功能，能產(chǎn)生不同的氣味，能產(chǎn)生自然風(fēng)的吹拂，座椅還可以隨劇情變化而振動(dòng)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在很大程度上基于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)發(fā)展而來(lái)。1965年，IvanSutherland博士發(fā)表”TheUltimateDisplay”一文，提出了一種全新的圖形顯示技術(shù)。觀察者可以自然地轉(zhuǎn)動(dòng)頭部和身體即可改變視點(diǎn)，所看到的場(chǎng)景即計(jì)算機(jī)生成的虛擬境界也將實(shí)時(shí)地發(fā)生變化；觀察者還可以以自然的方式直接與虛擬境界中的對(duì)象進(jìn)行交互操作。2023/10/31江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院第41

頁(yè)1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(續(xù))虛擬現(xiàn)實(shí)可以概括為3個(gè)方面：真實(shí)性、沉浸性和交互性。真實(shí)性是指由計(jì)算機(jī)生成看起來(lái)像真的、聽(tīng)起來(lái)像真的、觸摸起來(lái)像真的虛擬境界，該境界同時(shí)還可以向介入者提供視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等多種人類具有的感官刺激。沉浸性是指計(jì)算機(jī)控制下的虛擬境界應(yīng)給人一種身臨其境的沉浸感。交互性是指人能以純自然方式與虛擬境界中的對(duì)象進(jìn)行交互操作，即不使用鼠標(biāo)、鍵盤等常規(guī)設(shè)備，而要求使用手勢(shì)、體勢(shì)、人類語(yǔ)言等自然方式進(jìn)行交互操作。能夠滿足以上要求的系統(tǒng)稱之為虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，構(gòu)建此系統(tǒng)所需要的各種軟、硬件技術(shù)被定義為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。2023/10/31江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院第42

頁(yè)1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(續(xù))理論上，可以將虛擬現(xiàn)實(shí)簡(jiǎn)明定義為：由計(jì)算機(jī)及其軟硬件技術(shù)生成的，給人多種感官刺激的虛擬境界(VirtualEnvironment，VE，虛擬環(huán)境)2023/10/31江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院第43

頁(yè)1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(續(xù))(1)多種感官刺激感官刺激說(shuō)明裝置視覺(jué)感知可見(jiàn)光聽(tīng)覺(jué)感知聲波嗅覺(jué)感知空氣中的化學(xué)成分味覺(jué)感知液體中的化學(xué)成分觸覺(jué)以皮膚感知力覺(jué)以肌肉、關(guān)節(jié)和肌腱等感知身體感覺(jué)感知肢體或身軀等前庭感覺(jué)平衡感知2023/10/31江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院第44

頁(yè)1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(續(xù))(2)虛擬現(xiàn)實(shí)本質(zhì)上是一種人機(jī)交互系統(tǒng)，而且是一種高級(jí)的人機(jī)交互系統(tǒng)。定義沒(méi)有特別強(qiáng)調(diào)沉浸感，隱含表明虛擬現(xiàn)實(shí)可分為”沉浸式”和”非沉浸式”兩種。算法結(jié)構(gòu)清晰，層次分明，便于算法正確性的證明和復(fù)雜性的分析。2023/10/31江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院第45

頁(yè)1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(續(xù))2023/10/31江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院第46

頁(yè)1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(續(xù))VRML1.0VRML2.0VRML97X3DX3D由4部分組成：結(jié)構(gòu)和基本組件、應(yīng)用程序接口、XML編碼及VRML97編碼。XML是新出現(xiàn)的具有強(qiáng)大生命力的網(wǎng)絡(luò)通用語(yǔ)言規(guī)范，它本身所具有的良好的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式?？蓴U(kuò)展性、高度結(jié)構(gòu)化、便于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)忍攸c(diǎn)，決定了其卓越的性能表現(xiàn)，使其成為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)的通用語(yǔ)言。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)已由單機(jī)系統(tǒng)發(fā)展到分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，進(jìn)一步還要發(fā)展到支持協(xié)同工作的分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，即由過(guò)去只支持多用戶共享，發(fā)展到需要支持以多人相互感知、協(xié)同操作等為目的的協(xié)同感知領(lǐng)域。2023/10/31江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院第47

頁(yè)1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(續(xù))存在的問(wèn)題視覺(jué)真實(shí)感知和實(shí)時(shí)化問(wèn)題聽(tīng)覺(jué)感知問(wèn)題交互性問(wèn)題2023/10/31江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院第48

頁(yè)1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(續(xù))虛擬現(xiàn)實(shí)的價(jià)值沉浸性體驗(yàn)意味著體驗(yàn)，那么體驗(yàn)的目的終將落實(shí)于對(duì)環(huán)境的操作和改造。虛擬現(xiàn)實(shí)中人與虛擬環(huán)境的交互，本質(zhì)上意味著它不是預(yù)成的而是生成的、不是因循的而是創(chuàng)新的，空間想象力所要表達(dá)的正是虛擬現(xiàn)實(shí)的這一秉性。2023/10/31江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院第49

頁(yè)2.虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)分類按時(shí)空概念分類由傳感器測(cè)得的真實(shí)世界的時(shí)間和空間概念以及沉浸在虛擬境界中的人所感知的時(shí)間和空間概念。對(duì)準(zhǔn)的(Aligned)有偏移的(Displaced)經(jīng)縮放的(Scaled)2023/10/31江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院第50

頁(yè)2.虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)分類(續(xù))按傳感器與人的感官分類視覺(jué)聽(tīng)覺(jué)觸覺(jué)前庭器官嗅覺(jué)或味覺(jué)2023/10/31江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院第51

頁(yè)2.虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)分類(續(xù))按隔離與融合分類隔離是指計(jì)算機(jī)生成的虛擬境界被人所感知時(shí)與人所處的真實(shí)世界相互隔離，即用戶既看不到真實(shí)世界系統(tǒng)、也聽(tīng)不到真實(shí)世界聲音，完全被虛擬環(huán)境所封閉，該類系統(tǒng)即稱為沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。融合是指計(jì)算機(jī)生成的虛擬境界可以疊加在人所能感知的真實(shí)世界之上，即虛擬境界直接與人看到的真實(shí)世界疊加在一起，該類系統(tǒng)近年來(lái)被稱之為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。2023/10/31江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院第52

頁(yè)3.虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)硬件組成虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的硬件由4部分組成：虛擬境界生成設(shè)備，感知設(shè)備、跟蹤設(shè)備和基于自然方式的人與環(huán)境交互設(shè)備。1.虛擬境界生成設(shè)備虛擬境界生成設(shè)備可以是一臺(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)、基于高性能圖形工作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。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件的圖形處理性能要求較高。2023/10/31江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院第53

頁(yè)3.虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)硬件組成(續(xù))虛擬境界生成設(shè)備的主要功能如下：(1)視覺(jué)通道信號(hào)的生成與顯示。(2)聽(tīng)覺(jué)通道信號(hào)的生成與展示。(3)觸覺(jué)與力覺(jué)通道信號(hào)。(4)支持實(shí)時(shí)人機(jī)交互操作，包括3維空間定位、碰撞檢測(cè)、語(yǔ)音識(shí)別以及人與環(huán)境實(shí)時(shí)對(duì)話環(huán)境。2023/10/31江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院第54

頁(yè)3.虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)硬件組成(續(xù))(2)感知設(shè)備視覺(jué)感知設(shè)備。聽(tīng)覺(jué)感知設(shè)備。觸覺(jué)感知設(shè)備。2023/10/31江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院第55

頁(yè)3.虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)硬件組成(續(xù))(3)跟蹤設(shè)備跟蹤設(shè)備是用于跟蹤并檢測(cè)用戶位置和朝向的裝置，用于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中基于自然方式的人機(jī)交互操作。跟蹤設(shè)備一般都由一個(gè)或多個(gè)信號(hào)發(fā)射器以及多個(gè)接受器組成。2023/10/31江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院第56

頁(yè)3.虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)硬件組成(續(xù))(4)人與環(huán)境交互設(shè)備虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)所使用的交互設(shè)備應(yīng)用手勢(shì)、體勢(shì)、眼勢(shì)以及自然語(yǔ)言的人機(jī)交互設(shè)備，常見(jiàn)的有數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣服、眼球跟蹤器以及語(yǔ)音識(shí)別裝置。2023/10/31江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院第57

頁(yè)4.虛擬現(xiàn)實(shí)研究?jī)?nèi)容虛擬現(xiàn)實(shí)的研究?jī)?nèi)容大致可分為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用兩大類。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)人機(jī)自然交互技術(shù)基于圖形學(xué)的研究基于圖像的建模和渲染碰撞技術(shù)基于Internet的研究聲音技術(shù)。2023/10/31江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院第58

頁(yè)4.虛擬現(xiàn)實(shí)研究?jī)?nèi)容(續(xù))虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用真實(shí)世界仿真。抽象概念建模，也稱為可視化。2023/10/31江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院第59

頁(yè)5.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與隨身增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)概念增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域中產(chǎn)生的一個(gè)新興的研究方向。虛擬現(xiàn)實(shí)強(qiáng)調(diào)沉浸感，要求使人感覺(jué)與其所處的環(huán)境完全隔離。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)作為對(duì)真實(shí)世界的一種補(bǔ)充和增強(qiáng)，豐富了用戶對(duì)真實(shí)世界的感知和人機(jī)交互。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)具有以下3個(gè)主要特征：真實(shí)世界與虛擬境界要求在三維空間上加以整合。具有實(shí)時(shí)人機(jī)交互功能。增強(qiáng)特征適用于所有感知通道，不僅有景象，還應(yīng)包括聲音等；也可以使用增強(qiáng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)削。2023/10/31江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院第60

頁(yè)5.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與隨身增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(續(xù))增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)構(gòu)造一個(gè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的核心是如何將真實(shí)世界與虛擬境界在視覺(jué)領(lǐng)域完美融合，現(xiàn)有兩類基本技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)：基于光學(xué)的技術(shù)和基于視頻的技術(shù)?；诠鈱W(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬融合的基本原理是通過(guò)半透明、半反射的光學(xué)鏡片將虛擬境界和真實(shí)世界疊加在一起；基于視頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)融合的基本原理是通過(guò)攝像機(jī)將真實(shí)世界采樣圖像在圖形處理器中與虛擬對(duì)象疊加在一起后再顯示出來(lái)?；诠鈱W(xué)的透視式HMD實(shí)現(xiàn)方法是把光學(xué)融合器放置在用戶眼前來(lái)實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的?；谝曨l的封閉式HMD實(shí)現(xiàn)方法是把一個(gè)封閉的視頻頭盔同1-2個(gè)視頻攝象機(jī)結(jié)合在一起。2023/10/31江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院第61

頁(yè)5.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與隨身增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(續(xù))基于光學(xué)方法的主要優(yōu)點(diǎn)有：簡(jiǎn)單和廉價(jià)。顯示分辨率高。系統(tǒng)安全性好。無(wú)眼睛位置偏移。2023/10/31江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院第62

頁(yè)5.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與隨身增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(續(xù))基于視頻技術(shù)的