信息技術 課件 第17章 虛擬現(xiàn)實

虛擬現(xiàn)實信息技術01初識VR

內(nèi)容綱要02VR開發(fā)技術

03VR拓展技術

01VR概述PARTONE01VR概述虛擬現(xiàn)實技術是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真技術，通過利用計算機生成的模擬環(huán)境，使用戶沉浸到虛擬環(huán)境獲得接近真實的視覺等感知體驗。通過人機交互和多感官體驗，創(chuàng)設與現(xiàn)實感知體驗相同和接近的體驗氛圍，帶領人們觀測未知的世界、進行仿真操作與訓練、感受特殊環(huán)境的場景氛圍。初識VR01VR概述沉浸性：指用戶感同身受作為主角存在于虛擬現(xiàn)實中的真實程度。影像沉浸感的主要包括感知性、自主性、三維圖形中的深度信息、畫面的視野、實現(xiàn)跟蹤的時間或空間響應以及交互設備的約束程度等等。交互性:指用戶對虛擬現(xiàn)實中對象的可操作程度和從虛擬現(xiàn)實中得到反饋的自然程度，包括實時性。主要借助于專用設備（如操作手柄、數(shù)據(jù)手套等）產(chǎn)生，以自然的方式，如手勢、身體姿勢、語言等技能，如同在真實世界中一樣操作虛擬現(xiàn)實中的對象。構想性：指用戶在虛擬現(xiàn)實世界中根據(jù)所獲取的多種信息和自身在系統(tǒng)中的行為，通過邏輯判斷、推理和聯(lián)想等思維過程，隨著系統(tǒng)的運行狀態(tài)變化而對其未來進展進行想象的能力。對適當?shù)膽脤ο蠹由咸摂M現(xiàn)實的創(chuàng)意和想象力，可以大幅度提高生產(chǎn)效率、減輕勞動強度，提高產(chǎn)品開發(fā)質量。VR特征01VR概述VR的發(fā)展過程01VR概述認識VR設備人機交互設備頭顯設備PicoNeo系列HTCVR數(shù)據(jù)手套全身動態(tài)捕捉01VR概述VR的應用場景教育領域設計領域醫(yī)學領域軍事領域航天領域影視領域建筑領域游戲領域……01VR概述VR在教育中的應用VR消防滅火：每個老師和同學都帶上VR頭盔進入到預先設定好的失火現(xiàn)場，例如：食堂、實驗室、教室、寢室之類的區(qū)域，然后在虛擬世界里可以設置全品類的所有滅火用具，用語音和文字引導學員按流程正確使用各類器具針對各類場景進行滅火。大大降低教學危險性與教學成本，并且學員可以反復練習01VR概述VR在軍事中的應用VR仿真射擊訓練：用VR技術開發(fā)射擊訓練系統(tǒng)來模擬射擊訓練場，用于新兵與預備役軍人的訓練。以及現(xiàn)役軍人的多人戰(zhàn)術協(xié)同仿真模擬演練01VR概述VR在醫(yī)學中的應用VR運用在醫(yī)學領域：在虛擬環(huán)境下，人體模型是3D建模創(chuàng)造出來的，可以根據(jù)病例庫建立所有病例對應的人體模型，受訓者可以直接用手術工具按照教學步驟對人體模型進行反復操作，手術刀切開的創(chuàng)面只需要一個復原按鈕就可以恢復如初，實驗可以以幾乎零成本的狀態(tài)反復進行。這樣的功能可以很好的用來訓練醫(yī)學院在校學生以及新手醫(yī)生。當然也可以用來做有經(jīng)驗醫(yī)生的術前模擬。并且還有更多應用方式可以被創(chuàng)造出來01VR概述VR在游戲中的應用VR運用在游戲領域：

VR技術的沉浸體驗感和強大的交互特性注定了會被大量用在游戲產(chǎn)業(yè)中，VR游戲可以給人立體環(huán)繞的視覺效果和與現(xiàn)實世界一致的操作方式，擺脫了以往用鍵盤鼠標和手柄操作在電腦屏幕上觀看畫面的方式，讓玩家有一種進入平行時空的科幻感覺?，F(xiàn)階段全球VR開發(fā)人員缺口數(shù)千萬，參與VR開發(fā)是這個時代的需求，有著巨大的潛力。02VR開發(fā)技術PARTTWO02VR開發(fā)技術展開調(diào)研，分析各個模塊的功能針對真實場景的開發(fā)，采集數(shù)據(jù)繪畫和建模，生成虛擬世界中所用的紋理貼圖與模型在開發(fā)平臺進行場景搭建，編程開發(fā)，后期燈光音效處理項目測試和發(fā)布了解VR開發(fā)流程02VR開發(fā)技術3D建模技術：

構建三維模型，是為了在虛擬場景將現(xiàn)實場景再現(xiàn)。首先對現(xiàn)實場景進行清晰的拍攝，為保證后續(xù)紋理處理時對模型整體結構的把握，在進行拍攝時需要拍攝不同方向一定數(shù)量及細節(jié)的照片。之后按照項目的需求，可使用3Dmax建低模，再加上UV拆分和貼圖繪制就能完成建模了。熟悉VR開發(fā)技術02VR開發(fā)技術3D建模技術02VR開發(fā)技術人機交互技術：

人機交互技術是完成虛擬現(xiàn)實項目的關鍵。例如在Unity3D中，利用建好的場景與模型，通過編程達到體驗者與虛擬場景交互的效果，用戶通過VR頭盔設備用VR手柄設備或數(shù)據(jù)手套與穿戴型全身動態(tài)捕捉這些人機交互設備完成與虛擬場景的交互。體驗者通過頭盔設備可以看到虛擬場景，聽到聲音，通過人機交互設備實現(xiàn)抓取、觸碰等交互。這些技術是將虛擬世界與用戶連接在一起的開發(fā)紐帶，協(xié)調(diào)整體虛系統(tǒng)的工作和運轉。熟悉VR開發(fā)技術02VR開發(fā)技術人機交互技術02VR開發(fā)技術觸覺反饋技術：

觸覺反饋技術（Haptic

or

TactileFeedbacks）,通過作用力、振動等方式讓使用者感受到觸感。這種反饋技術用在虛擬現(xiàn)實中可加強對設備的交互和操控。在虛擬現(xiàn)實中按下手柄按鈕會觸發(fā)震動反饋，當手柄在虛擬世界中觸碰到了墻面也可以觸發(fā)這種震動反饋，可以讓使用者更清楚的了解他的手觸摸到了墻壁。目前觸覺反饋裝置種類很多，例如振動式觸覺反饋裝置、視覺式觸覺反饋裝置、充氣式觸覺反饋裝置等。熟悉VR開發(fā)技術02VR開發(fā)技術觸覺反饋技術02VR開發(fā)技術認識VR開發(fā)引擎和工具Unity3DEngine是一款綜合型開發(fā)引擎。內(nèi)涵高性能光照系統(tǒng)、3A級圖像渲染、NVIDIA專業(yè)物理引擎和逼真的粒子系統(tǒng)、強大的地形編輯系統(tǒng)，采用C#語言編寫腳本UnrealEngine具有逼真的實時渲染畫面，擁有電影級別的后期處理效果，采用可視化腳本編程，3A級次世代開發(fā)引擎VisualStudio是一個功能豐富的程序，具有良好的性能和更快運行速度和簡潔的啟動窗口，內(nèi)嵌軟件開發(fā)需要的大部分工具，如代碼管控工具、代碼完成工具、UML工具、圖形設計器集成開發(fā)環(huán)境等等03VR拓展技術PARTTHREE03VR拓展技術VR+5GAICloud5G技術與虛擬現(xiàn)實技術相融合，能催生出種類豐富的虛擬現(xiàn)實應用。5G能解決虛擬現(xiàn)實產(chǎn)品因為寬帶不夠和延時帶來的圖像渲染能力不足、終端移動性差、互動體驗不強等痛點問題AI是基礎的賦能性技術，和虛擬現(xiàn)實相融合，能提高虛擬現(xiàn)實的智能化水平，提升虛擬設備的效能。例如AI賦能虛擬現(xiàn)實建模、提升虛擬現(xiàn)實算力等將圖像渲染、數(shù)據(jù)處理等耗時功能云端化之后，大幅度降低了對VR終