信息技術(shù) 課件 第17、18章 虛擬現(xiàn)實、區(qū)塊鏈

虛擬現(xiàn)實信息技術(shù)01初識VR

內(nèi)容綱要02VR開發(fā)技術(shù)

03VR拓展技術(shù)

01VR概述PARTONE01VR概述虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真技術(shù)，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(shè)與現(xiàn)實感知體驗相同和接近的體驗氛圍，帶領(lǐng)人們觀測未知的世界、進行仿真操作與訓(xùn)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(yīng)以及交互設(shè)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(shè)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(gòu)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?yīng)用對象加上虛擬現(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(zhì)量。VR特征01VR概述VR的發(fā)展過程01VR概述認識VR設(shè)備人機交互設(shè)備頭顯設(shè)備PicoNeo系列HTCVR數(shù)據(jù)手套全身動態(tài)捕捉01VR概述VR的應(yīng)用場景教育領(lǐng)域設(shè)計領(lǐng)域醫(yī)學(xué)領(lǐng)域軍事領(lǐng)域航天領(lǐng)域影視領(lǐng)域建筑領(lǐng)域游戲領(lǐng)域……01VR概述VR在教育中的應(yīng)用VR消防滅火：每個老師和同學(xué)都帶上VR頭盔進入到預(yù)先設(shè)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(shè)置全品類的所有滅火用具，用語音和文字引導(dǎo)學(xué)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(xué)危險性與教學(xué)成本，并且學(xué)員可以反復(fù)練習(xí)01VR概述VR在軍事中的應(yīng)用VR仿真射擊訓(xùn)練：用VR技術(shù)開發(fā)射擊訓(xùn)練系統(tǒng)來模擬射擊訓(xùn)練場，用于新兵與預(yù)備役軍人的訓(xùn)練。以及現(xiàn)役軍人的多人戰(zhàn)術(shù)協(xié)同仿真模擬演練01VR概述VR在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用VR運用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)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(yīng)的人體模型，受訓(xùn)者可以直接用手術(shù)工具按照教學(xué)步驟對人體模型進行反復(fù)操作，手術(shù)刀切開的創(chuàng)面只需要一個復(fù)原按鈕就可以恢復(fù)如初，實驗可以以幾乎零成本的狀態(tài)反復(fù)進行。這樣的功能可以很好的用來訓(xùn)練醫(yī)學(xué)院在校學(xué)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(shù)前模擬。并且還有更多應(yīng)用方式可以被創(chuàng)造出來01VR概述VR在游戲中的應(yīng)用VR運用在游戲領(lǐng)域：

VR技術(shù)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(shù)PARTTWO02VR開發(fā)技術(shù)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(shù)3D建模技術(shù)：

構(gòu)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(jié)構(gòu)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(shù)02VR開發(fā)技術(shù)3D建模技術(shù)02VR開發(fā)技術(shù)人機交互技術(shù)：

人機交互技術(shù)是完成虛擬現(xiàn)實項目的關(guān)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(shè)備用VR手柄設(shè)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(shè)備完成與虛擬場景的交互。體驗者通過頭盔設(shè)備可以看到虛擬場景，聽到聲音，通過人機交互設(shè)備實現(xiàn)抓取、觸碰等交互。這些技術(shù)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(zhuǎn)。熟悉VR開發(fā)技術(shù)02VR開發(fā)技術(shù)人機交互技術(shù)02VR開發(fā)技術(shù)觸覺反饋技術(shù)：

觸覺反饋技術(shù)（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(shù)用在虛擬現(xiàn)實中可加強對設(shè)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(shù)02VR開發(fā)技術(shù)觸覺反饋技術(shù)02VR開發(fā)技術(shù)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(shè)計器集成開發(fā)環(huán)境等等03VR拓展技術(shù)PARTTHREE03VR拓展技術(shù)VR+5GAICloud5G技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)相融合，能催生出種類豐富的虛擬現(xiàn)實應(yīng)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(chǔ)的賦能性技術(shù)，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(shè)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終端的續(xù)航、體積、存儲能力要求，有效降低終端成本和對計算硬件的依賴性，同時推動終端輕型化和移動化1.什么是虛擬現(xiàn)實技術(shù)？2.虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中的主要技術(shù)和典型硬件組成？3.常用的虛擬現(xiàn)實開發(fā)平臺?4.虛擬現(xiàn)實的本質(zhì)特性？謝謝信息技術(shù)

高等教育出版社區(qū)塊鏈信息技術(shù)010203區(qū)塊鏈簡介

區(qū)塊鏈分類區(qū)塊鏈技術(shù)基礎(chǔ)及關(guān)鍵技術(shù)04典型的區(qū)塊鏈平臺05區(qū)塊鏈的價值和前景內(nèi)容綱要01區(qū)塊鏈簡介PARTONE區(qū)塊鏈的工作原理01區(qū)塊鏈簡介銀行與區(qū)塊鏈方式工作原理對比區(qū)塊鏈發(fā)展歷史2008年“中本聰”發(fā)表論文，描述了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的比特幣的模式2009年中本聰生成了了世界上第一個區(qū)塊，命名“創(chuàng)世區(qū)塊”2013年張楠騫（南瓜張）第一個研發(fā)出ASIC礦機，并命名為“阿瓦隆”。2014年VitalikButerin創(chuàng)立發(fā)明了Ethereum(以太坊)，智能合約的概念引領(lǐng)區(qū)塊鏈2.0。2015年Linux基金會啟動了Hyperledger項目2019年習(xí)主席于提出“區(qū)塊鏈技術(shù)的集成應(yīng)用在新的技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)變革中起著重要作用?！?1區(qū)塊鏈簡介區(qū)塊鏈發(fā)展三階段可編程貨幣可編程貨幣是一種具有靈活性的，并且?guī)缀酹毩⒋嬖诘臄?shù)字貨幣，構(gòu)建一個全新的數(shù)字支付系統(tǒng)可編程經(jīng)濟通過引入智能合約技術(shù)，區(qū)塊鏈將作為一個可編程的分布式信用基礎(chǔ)設(shè)施，用以支撐智能合約的應(yīng)用?？删幊躺鐣^(qū)塊鏈的發(fā)展不僅將應(yīng)用擴展到身份認證、審計、仲裁、投標等社會治理領(lǐng)域，還包括政府、健康、科學(xué)、工業(yè)、科學(xué)、文化和藝術(shù)等領(lǐng)域。01區(qū)塊鏈簡介02區(qū)塊鏈的分類PARTTWO公有區(qū)塊鏈概念：公有鏈是指全世界任何人都可讀取、發(fā)送交易且交易能獲得有效確認的、也可以參與其中共識過程的區(qū)塊鏈。特點：共有鏈的特征是開放性，即任何人都可以參與，完全不受任何機構(gòu)控制，網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)讀寫權(quán)限不受限制，具有去中心化、中立、開放、不可篡改等特點。典型的代表為比特幣以太坊。適用：虛擬貨幣互聯(lián)網(wǎng)金融02區(qū)塊鏈分類私有區(qū)塊鏈概念：私有鏈指的是區(qū)塊鏈的寫入權(quán)限僅掌握在某個人或某個組織手中，完全私有的區(qū)塊鏈，其上的某個數(shù)據(jù)的訪問以及編寫等有著十分嚴格的權(quán)限。特點：私有鏈的特征為封閉性，僅限于企業(yè)、國家機構(gòu)或者單獨個體內(nèi)部使用，其共識機制、驗證、讀取等行為被限定在一個范圍內(nèi)，僅對實體內(nèi)部開放。典型代表：Multichain適用：個體或單個公司。02區(qū)塊鏈分類聯(lián)盟區(qū)塊鏈概念：聯(lián)盟鏈是半開放，需要注冊許可才能訪問的區(qū)塊鏈。對于聯(lián)盟鏈來說，只有組織內(nèi)的成員才可以共享利益和資源。特點：聯(lián)盟鏈適度對外開放，僅限于聯(lián)盟成員參與。采取指定節(jié)點計算的方式，且記賬節(jié)點數(shù)量相對較少典型代表：R3聯(lián)盟Hyperledger。適用于:大到國與國之間小到不同機構(gòu)的企業(yè)之間02區(qū)塊鏈分類03區(qū)塊鏈技術(shù)基礎(chǔ)及關(guān)鍵技術(shù)PARTTHREE區(qū)塊鏈技術(shù)模型03區(qū)塊鏈技術(shù)基礎(chǔ)及關(guān)鍵技術(shù)區(qū)塊鏈基本結(jié)構(gòu)區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)分布式架構(gòu)賬本結(jié)構(gòu)共識機制區(qū)塊鏈構(gòu)成交易區(qū)塊交易鏈03區(qū)塊鏈技術(shù)基礎(chǔ)及關(guān)鍵技術(shù)區(qū)塊的基本結(jié)構(gòu)03區(qū)塊鏈技術(shù)基礎(chǔ)及關(guān)鍵技術(shù)區(qū)塊鏈相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)密碼學(xué)相關(guān)技術(shù)1）非對稱加密算法2）哈希函數(shù)3）數(shù)字簽名分布式系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)1）分布式賬本2）共識機制3）拜占庭將軍問題區(qū)塊鏈的關(guān)鍵技術(shù)1）Merkle樹2）智能合約3）分叉03區(qū)塊鏈技術(shù)基礎(chǔ)及關(guān)鍵技術(shù)區(qū)塊鏈的交易流程03區(qū)塊鏈技術(shù)基礎(chǔ)及關(guān)鍵技術(shù)04區(qū)塊鏈平臺

PARTFOUR區(qū)塊鏈平臺以太坊以太坊是一個開源的有智能合約功能的公共區(qū)塊鏈平臺。通過其專用加密貨幣以太幣提供去中心化的虛擬機來處理點對點合約。以太坊也是一個平臺和一種編程語言，使開發(fā)人員能夠建立和發(fā)布下一代分布式應(yīng)用。以太坊的目標是打造成一個運行智能合約的去中心化平臺，它提供了一個圖靈完備的腳本語言以供用戶來構(gòu)建任何可以精確定義的智能合約或交易類型以太坊上的應(yīng)用可以完成域名管理，公司管理，合同管理和協(xié)議，知識產(chǎn)權(quán)管理等。04區(qū)塊鏈平臺區(qū)塊鏈平臺04區(qū)塊鏈平臺超級賬本Hyperledger（超級賬本）是區(qū)塊鏈行業(yè)中最大的項目之一，它由一組開源工具和多個子項目組成，是首個面向企業(yè)的開放區(qū)塊鏈技術(shù)。它是由Linux基金會主辦的一個全球協(xié)作項目，是一個旨在推動區(qū)塊鏈跨行業(yè)應(yīng)用的開源項目它的目標是實現(xiàn)一個強大的、業(yè)務(wù)驅(qū)動的具有通用權(quán)限的區(qū)塊鏈的底層基礎(chǔ)框架，采用模塊化架構(gòu)提供可切換和可擴展的組件包括共識算法、加密安全、數(shù)字資產(chǎn)、智能合約和身份鑒權(quán)等服務(wù)、智能合約的執(zhí)行以及可配置的共識和成員服務(wù)，廣泛應(yīng)用于金融，物聯(lián)網(wǎng)，供應(yīng)鏈，制造和科技等行業(yè)05區(qū)塊鏈的價值和前景PARTFIVE05區(qū)塊鏈的價值和前景區(qū)塊鏈的價值區(qū)塊鏈的去中心化特性可以有效地解決中心化所帶來的負面問題，給予社會更自由、透明和公平的環(huán)境，有效地降低信任的成本。有別于中心機構(gòu)需要利用大量的人力、物力成本來建立和維護的信任，區(qū)塊鏈的信任機制是構(gòu)建于機器信任的基礎(chǔ)上的，是無須信任的信任。區(qū)塊鏈有望使人類從個人信任、制度信任進入到機器信任的時代05區(qū)塊鏈的價值和前景區(qū)塊鏈的前景經(jīng)歷了可編程貨幣、可編程金融與可編程社會三大應(yīng)用時代，其應(yīng)