带碰撞自反馈的分布式虚拟环境实现
虚拟现实技术
PART TWO
系统组成
PART TWO
系统组成
一般的虚拟现实系统主要由专业图形处理计算机、 应用软件系统、输入设备和演示设备等组成.虚拟现 实技术的特征之一就是人机之间的交互性 （interaction）.为了实现人机之间的充分交换信息， 必须设计特殊输入工具和演示设备，以识别人的各 种输入命令，且提供相应反馈信息，实现真正的仿 真效果。不同的项目可以根据实际的应用可以有选
演示设备 输入设备
应用软件系统
择的使用这些工具，主要包括：头盔式显示器、跟
踪器、传感手套、屏幕式、房式立体显示系统、三 维立体声音生成装置。
专业图形处理计算机
PART THREE
分类
PART THREE
分类
1. 桌面级的虚拟现实 2. 投入的虚拟现实
3. 增强现实性的虚拟现实
4. 分布式虚拟现实
技术特点
这种技术的特点在于计算机产生一种人为虚拟的环境，这种虚拟的环境是通过计算机图形构成的三维数字模型，并编制到计算机中去生成一个以视觉 感受为主，也包括听觉、触觉的综合可感知的人工环境，从而使得在视觉上产生一种沉浸于这个环境的感觉，可以直接观察、操作、触摸、检测周围 环境及事物的内在变化，并能与之发生“交互”作用，使人和计算机很好地“融为一体”，给人一种“身临其境”的感觉。的
PART THREE
常见桌面虚拟现实技术：
01
02 03
基于静态图像的虚拟现实技术：这种技术不采用传统的利用计算机生成图像的方式，而采用连续拍摄的的图像和视频， 在计算机中拼接以建立的实景化虚拟空间，这使得高度复杂和高度逼真的虚拟场景能够以很小的计算代价得到，从而 使得虚拟现实技术可能在PC平台上实现。
馈装置跟踪操作员的运动，反馈远地的运动过程(如阻尼、碰撞等)，并把动作传送到远地完成。
基于云计算的分布式虚拟桌面系统设计与实现
基于云计算的分布式虚拟桌面系统设计与实现随着云计算技术的不断发展和普及，分布式虚拟桌面系统成为了越来越多企业和个人用户的选择。
分布式虚拟桌面系统作为一种基于云计算的解决方案，可以实现将用户的桌面环境和应用程序虚拟化，并通过网络传输将其呈现在用户终端上，同时为用户提供统一的用户体验。
本文将探讨基于云计算的分布式虚拟桌面系统的设计与实现。
首先，我们需要明确分布式虚拟桌面系统的设计目标。
分布式虚拟桌面系统的设计目标一般包括以下几个方面：高可用性、可伸缩性、性能和安全性。
高可用性意味着系统具有良好的可靠性和容错性，能够保证用户无论在何时、何地均能正常使用系统；可伸缩性表示系统可以根据用户的需求进行扩展，保证系统的性能与负载之间的平衡；性能方面，系统需要能够实现低延迟、高带宽的数据传输，以确保用户能够获得流畅的虚拟桌面体验；安全性方面，系统需要具备强大的身份认证和数据加密机制，以保护用户的隐私和数据安全。
其次，我们需要考虑分布式虚拟桌面系统的架构设计。
分布式虚拟桌面系统一般由以下几个核心组件组成：客户端、服务器集群、存储系统和网络传输。
客户端是用户终端设备，用于显示虚拟桌面环境和接收用户输入；服务器集群负责管理用户的桌面环境和应用程序的虚拟化，同时处理用户的请求；存储系统用于存储用户的数据和配置信息；网络传输负责将用户的桌面环境和应用程序传输到客户端。
在架构设计上，可以采用前端-后端的模式，将用户界面和应用程序的计算任务分离，以提高系统的可扩展性和性能。
接下来，我们需要考虑分布式虚拟桌面系统的实现方式。
分布式虚拟桌面系统的实现可以基于开源技术或商业解决方案。
常见的开源技术包括KVM、Xen和QEMU等虚拟化技术，以及Apache Guacamole和Nomachine等远程桌面软件。
商业解决方案包括VMware Horizon和Citrix Virtual Apps等。
选择实现方式时，需要综合考虑系统的功能需求、性能要求和成本预算等因素。
分布式虚拟现实平台设计与构建
分布式虚拟现实平台设计与构建虚拟现实技术的快速发展已经改变了人们对于交互体验的认知。
分布式虚拟现实平台的设计与构建为用户提供了更加真实和沉浸式的交互体验，使得用户能够在虚拟世界中感受到与现实世界相似的互动和感知。
本文将对分布式虚拟现实平台的设计与构建进行详细介绍。
首先，分布式虚拟现实平台的设计需要考虑多个方面的需求和挑战。
首先是网络和通信技术的支持。
分布式虚拟现实平台需要能够支持多用户同时的交互和沟通，而这需要高速的网络连接和低延迟的数据传输。
因此，选择合适的网络架构和通信协议非常重要，如客户端-服务器模型或者对等网络模型。
其次，平台的硬件设备也需要考虑。
虚拟现实头显设备、追踪器、手柄等硬件设备是实现分布式虚拟现实的关键。
这些设备需要能够准确地追踪用户的动作和位置，以便用户可以在虚拟世界中进行自由移动和交互。
因此，选择高质量的硬件设备，并将其与平台的软件进行兼容性测试，确保系统的稳定性和流畅性。
第三，平台的软件方面也需要进行设计和构建。
虚拟现实的应用程序需要能够充分利用硬件设备的功能，实现高度真实和沉浸式的交互体验。
此外，平台的软件还需要支持多用户的并发访问和协同工作，以便用户之间可以进行实时的交流和合作。
因此，开发虚拟现实应用程序的开发者需要掌握相关的编程技术，如Unity引擎、Unreal引擎等。
第四，分布式虚拟现实平台的安全性也需要重视。
虚拟现实应用程序可能需要访问用户的个人信息和敏感数据，因此平台的设计需要确保数据传输的安全性和隐私保护。
通过使用加密技术、访问控制和身份验证等手段来确保用户数据的安全，防止恶意攻击和数据泄露。
最后，分布式虚拟现实平台的用户体验至关重要。
为了提供良好的用户体验，平台应该注重界面友好性和操作便捷性。
设计者需要考虑用户在虚拟环境中的操作手势、使用习惯和认知需求，提供更加直观和自然的交互方式。
平台还可以通过添加音频和触觉反馈等技术，增强用户的沉浸感和参与感。
在设计和构建分布式虚拟现实平台时，需要严格按照相关标准和规范进行操作。
虚拟现实技术现状及发展趋势
虚拟现实技术现状及发展趋势虚拟现实技术是一门新兴边缘的技术,研究内容涉及多个领域,应用十分广泛,被公认为是21世纪重要的发展学科以及影响人们生活的重要技术之一。
从虚拟现实的概念出发,对虚拟现实技术的国内外研究现状进行了充分论述,并展望了虚拟现实的发展趋势。
一、虚拟现实技术简介虚拟现实(Virtual Reality,简称VR),又译为灵境技术,从应用上看它是一种综合计算机图形技术、多媒体技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术及仿真技术等多种科学技术综合发展起来的计算机领域的最新技术,也是力学、数学、光学、机构运动学等各种学科的综合应用。
这种计算机领域最新技术的特点在于以模仿的方式为用户创造一种虚拟的环境,通过视、听、触等感知行为使得用户产生一种沉浸于虚拟环境的感觉并与虚拟环境相互作用从而引起虚拟环境的实时变化。
二、虚拟现实发展现状计算机的发展提供了一种计算工具和分析工具,并因此导致了许多解决问题的新方法的产生。
虚拟现实技术的产生与发展也同样如此,概括的国内外虚拟现实技术,它主要涉及到三个研究领域:通过计算图形方式建立实时的三维视觉效果;建立对虚拟世界的观察界面;使用虚拟现实技术加强诸如科学计算技术等方面的应用。
1国外虚拟现实发展现状1.1 VR技术在美国的研究现状美国是虚拟现实技术研究的发源地,目前大部分研究机构都在美国。
NASA Ames实验室一直是许多VRT思想的发源地.早在1981年,他们就开始研究空间信息显示,1984年开始了虚拟视觉环境显示项目,后来还开发了虚拟界面环境工作站。
目前,Ames实验室正在致力于一个叫“虚拟行星探索”的试验计划。
这一项目能使“虚拟探索者”利用虚拟环境来考察遥远的行星。
波音公司的波音777运输机采用全无纸化设计,利用所开发的虚拟现实系统将虚拟环境叠加于真实环境之上,把虚拟的模板显示在正在加工的工件上,工人根据此模板控制待加工尺寸,从而简化加工过程。
1.2 VR技术在欧洲的研究现状在欧洲,英国的Bristol公司开发的软件系统DVS是一个领先于某些标准操作系统环境。
基于分布式系统的虚拟仿真平台设计与实现
基于分布式系统的虚拟仿真平台设计与实现面临着市场需求不断增长、模拟规模与精度不断提高等挑战，分布式系统已成为虚拟仿真平台的一种重要实现方式。
本文将介绍基于分布式系统的虚拟仿真平台设计与实现。
一、背景虚拟仿真已成为工业制造、军事训练、城市规划等领域的重要技术手段。
虚拟仿真技术通过模拟真实场景、真实环境下的物理、化学、生物等过程，可以帮助人们更好地理解和把握真实世界中的现象、规律和问题。
虚拟仿真技术的应用可以降低安全事故风险、提高工作效率、节省资源开支、减少对环境的影响等。
为了更好地满足市场的需求，对虚拟仿真技术的规模和精度提出了更高的要求，同时，也对虚拟仿真平台的性能和可靠性提出了更高的要求。
二、分布式系统分布式系统是指由多个自治计算机组成的系统。
计算机之间通过网络进行通信和协作，共同完成一项或多项任务。
由于分布式系统中包含了多个计算机，因此可以共享资源、均摊负载、提高系统可靠性、提高系统的可扩展性等。
同时，分布式系统也面临着通信开销、数据同步、系统调试等问题。
三、基于分布式系统的虚拟仿真平台设计基于分布式系统的虚拟仿真平台首先需要进行网络拓扑设计，将各个计算机连接在网络之上。
设计者需考虑每个计算机的处理能力、存储能力、网络传输能力等，避免出现单点故障，同时考虑数据安全和系统可靠性。
在虚拟仿真过程中，每个计算机需要处理自身的任务，同时与其他计算机进行通信和数据交换。
设计者需考虑各个计算机的任务分配、调度策略、数据同步机制等，避免产生过多通信开销，同时保证任务的及时完成和数据的一致性。
在虚拟仿真平台的功能设计中，设计者需要考虑各种仿真模型的建立和应用、数据可视化和交互性、用户管理和权限控制、平台监控等问题。
所有的这些功能模块都需要考虑分布式系统中的特点，保证系统的性能和可靠性。
四、实际应用基于分布式系统的虚拟仿真平台已经在生产制造、军事训练、城市规划等领域得到了广泛应用。
例如，在制造领域，基于分布式系统的虚拟仿真平台可以帮助企业优化产品设计、提高工艺流程、降低生产成本和增加生产效率；在军事演习中，可以实现不同区域的协同作战、虚拟作战场景恢复、虚拟兵棋推演等；在城市规划中，可以进行不同方案的比较、模拟城市交通流量、优化城市规划等。
虚拟现实技术考试题答案
虚拟现实技术考试题答案虚拟现实技术试题（一）1、虚拟现实是一种高端人机接口，包括通过视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等多种感觉通道的实时模拟和实时交互。
2、虚拟现实与通常CAD系统所产生的模型以及传统的三维动画是不一样的。
3、虚拟现实技术应该具备的三个特征:Immersion(沉浸) Interaction(交互) Imagination(想象)4、一个典型的虚拟现实系统的组成主要由头盔显示设备\多传感器组\力反馈装置5、从虚拟现实技术的相关概念可以看出，虚拟现实技术在人机交互方面有了很大的改进。
常被称之为“基于自然的人机界面”计算机综合技术，是一个发展前景非常广阔的新技术。
6、根据虚拟现实对“沉浸性”程度和交互程度的不同，可把虚拟现实系统划分为四种典型类型沉浸式\桌面式\增强式\分布式。
7、有关虚拟现实的输入设备主要分为两类。
三维位置跟踪器8、在虚拟现实系统的输入设部分，基于自然交互设备主要有力反馈设备\数据手套\三维鼠标.9、三维定位跟踪设备是虚拟现实系统中关键设备之一，一般要跟踪参与对象的宽度、高度、深度、俯仰角(pitch)、转动角(yaw)和偏转角（roll）,我们称为6自由度（6DOF）。
10、空间位置跟踪技术有多种，常见的跟踪系统有机械跟踪器\电磁跟踪器\超声波跟踪器\惯性跟踪器\光学跟踪器。
11、所谓力反馈，是运用先进的技术手段将虚拟物体的空间无能运动转变成物理设备的机械运动，使用户能够体验到真实的力度感和方向感，从而提供一个崭新的人机交互界面。
该项技术最早应用于尖端医学和军事领域。
12、立体显示技术是虚拟现实系统的一种极为重要的支撑技术。
要实现立体的显示。
现已有多种方法与手段进行实现。
主要有互补色\偏振光\时分式\光栅式\真三维显示 .12、正是由于人类两眼的视差，使人的大脑能将两眼所得到的细微差别的图像进行融合，从而在大脑中产生有空间感的立体物体视觉。
13、HMD（Head_Mounted_Display）,头盔式显示器，主要组成是显示元件\ 光学系统14、洞穴式立体显示装置（CAVE Computer Automatic Virtual Enviroment）系统是一套基于高端计算机的多面式的房间式立体投影解决方案,CAVE主要组成由高性能图形工作站\投影设备\跟踪系统\声音系统。
分布式虚拟现实系统介绍
集中式虚拟环境一般具有统一的 局部数据库，也就是说组成虚拟 世界的所有对象(数据库)是完全相 同的，虽然不同的用户可以看到 虚拟空间的不同部分，但是在局 部数据库中装入的是相同的对象。 这样结构简单易于实现，但是由 于输入和输出都有广播给其它所 有结点，因而对网络通讯带宽有 较高的要求，且稳固性较差。
(5) 用户能够相互说话，也能与 计算机生成的虚拟生物或对象说 话，虚拟生物也能作出反、沉浸、分 布化"四个词应该能在一定程度上 总结DVR所应具备的特性。
的分布主要有两种结构：集中式 和复制式。集中式是把虚拟环境 存放在中心服务器中，对虚拟环 境的实时操纵和协同处理都是由 中心服务器来管理的，用户需要 更新或获取虚拟环境中的信息时， 它向中心服务器申请，由中心服 务器响应申请后得到用户所需要 的信息并传输给用户；复制式是 在多个地点放置虚拟环境与虚拟 环境的管理系统，每个参加者只 与应用系统的局部备份进行交互。
分布式虚拟现实系统介绍
拟现实系统网络化、多用户化的 发展。传统的虚拟现实系统实现 了单个用户在虚拟环境中的漫游、 与虚拟环境及其中的物体进行交 互。分布式虚拟现实系统旨在将 不同的局部虚拟环境通过空间关 联以构造大范围的虚拟环境，并 与之进行交互。分布式虚拟现实 系统又称为分布式虚拟环境 DVE(Distributed Virtual Environment) 或分布式虚拟现实环境(Distributed
DVR应具备下列关键特性:
(l) DVR允许一组分布在不同地理 位置上的用户进行实时交互。这 个用户组能同时容纳几千个用户， 甚至更多。例如，一个正在演播 室中演奏的音乐家应该可以"走进" 一个虚拟的音乐会场中，与正在 听他演奏的数万名世界各地的观 众见面。
分布式计算技术在虚拟现实中的应用
分布式计算技术在虚拟现实中的应用虚拟现实（VR）技术是一种可以模拟现实环境或创造虚拟世界的技术，通过使用计算机生成的图像、声音和其他感官输入，使用户能够沉浸在一个虚拟的环境中。
随着技术的发展，VR越来越受到人们的关注和重视，并在各个领域得到广泛应用，如教育、医疗、游戏等。
然而，随着VR的不断发展和应用，需要更多的计算和存储资源来支撑这些虚拟环境的构建和运行。
分布式计算技术就是一种可以为VR提供更多计算资源的技术，它可以将多个计算资源连接在一起，从而提供更强大的计算能力和存储能力。
本文将探讨分布式计算技术在虚拟现实中的应用。
一、分布式计算技术的基本原理1.数据分割：将大任务分割成多个小任务，并将这些小任务分发给不同的计算资源进行处理。
2.并行计算：利用多个计算资源同时处理任务，从而提高计算效率。
3.数据传输：在计算资源之间传输数据，确保各计算资源之间的同步和数据一致性。
4.故障处理：在一个计算资源出现故障时，能够自动将任务转移到其他计算资源上进行处理，保证计算任务的顺利完成。
虚拟现实技术需要大量的计算和存储资源来构建和运行虚拟环境，因此，分布式计算技术在VR中的应用具有重要意义。
以下是分布式计算技术在虚拟现实中的应用场景：1.图形渲染：虚拟现实技术需要大量的计算资源来进行图形渲染，以确保画面流畅和逼真。
利用分布式计算技术，可以将图形渲染任务分发给多个计算资源同时进行处理，从而提高图形渲染的速度和质量。
2.声音处理：虚拟现实技术还需要进行声音的采集、处理和合成，以模拟不同环境中的声音效果。
利用分布式计算技术，可以将声音处理任务分发给多个计算资源，并将不同计算资源合作，从而实现更加逼真的声音效果。
3.数据存储：虚拟现实技术需要大量的数据存储来存储虚拟环境中的各种信息，如图像、声音、视频等。
分布式计算技术可以将数据存储任务分发给多个计算资源，以实现高效、可靠的数据存储和管理。
4.交互体验：虚拟现实技术还需要处理用户的交互输入，如手势识别、语音识别等。
虚拟现实考点
第一章VR技术的定义:指采用以计算机技术为核心的现代高科技手段生成逼真的视、听、触、嗅、味觉等一体化的虚拟环境，用户借助一些特殊的输入与输出设备，采用自然的方式与虚拟世界中的物体进行交互，相互影响，从而产生亲临真实环境的感受和体验。
VR系统的组成及其功能：(1)计算机:负责虚拟世界的生成、人与虚拟世界的自然交互等功能的实现。
(2)输入与输出设备:用以识别用户各种形式的输入，并实时生成相应反馈信息。
(3)应用软件系统:虚拟世界中物体的几何模型、物理模型、运动模型的建立；三维虚拟立体声的生成；模型管理技术及实时显示技术、虚拟世界数据库的建立与管理等。
(4)数据库:虚拟世界数据库主要存放的是整个虚拟世界中所有物体的各方面信息。
在虚拟世界中含有大量的物体，在数据库中就需要有相应的模型。
VR技术的实现对信息技术的发展会产生什么影响？1.在观念上，从以计算机为主体变成以人为主体2.在哲学上使人进一步认识虚和实之间的辩证关系3.引起了一系列的技术和手段的重大变革4.促进了理论与技术的进步5.促进了计算机学科的发展与交叉为人类认识世界提供了全新的方法与手段，对人类的生活产生了重大的影响VR技术与其他技术1、计算机图形学2、多媒体技术3、系统仿真技术4、VR与计算机图形学、多媒体技术、仿真技术5、VR与三维动画技术VR的三个特性:交互性，沉浸性，想象性VR系统分类：沉浸式VR系统、桌面式VR系统、增强式VR系统、分布式VR系统。
沉浸式VR系统的五个特点：①具有高度实时性能。
②具有高度的沉浸感。
③具有良好的系统集成度与整合性能。
④具有良好的开放性⑤能同时支持多种输入与输出设备并行工作。
常见的沉浸式VR系统有：基于头盔式显示器的系统、投影式VR系统、远程存在系统。
桌面式VR系统主要的三个特点：①用户处于不完全沉浸的环境，缺少完全沉浸、身临其境的感觉，即使戴上立体眼镜，他仍然会受到周围现实世界的干扰。
②对硬件设备要求极低，有的简单型甚至只需要计算机，或是增加数据手套、空间跟踪设置等。
虚拟现实技术简述
虚拟现实技术简述虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)技术是近年来最热门的研究领域之一，有着巨大的发展潜力和广泛的应用前景，受到各界、尤其是军方的青睐。
虚拟现实是一种虚拟的沉浸式交互环境,具体地说,就是采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境,用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响,从而产生“沉浸”于等同真实环境的感受和体验。
VR带来了人机交互的新概念、新内容、新方式和新方法,使人机交互的内容更加丰富、形象,方式更加自然、和谐。
手是人与外界进行物理接触及意识表达的主要媒介。
当人与计算机控制系统进行交互操作时,传统的输入输出接口设备,如键盘、鼠标等只能限制手在桌面上或一个小区域内进行简单的运动控制,而表达意识的大多数手的自然运动被牺牲了,妨碍了人们对系统控制意识表达的全面性与灵活性。
数据手套可以跟踪操作者灵活多变的手势及空间方位,使操作者自然而然地将自己的意识传送至计算机。
因此数据手套作为一种重要的人机交互接口,广泛地应用于虚拟现实的研究领域中。
虚拟现实简介虚拟现实的基本构成及分类在虚拟的现实中,人们利用头盔显示器、立体眼镜、动作捕捉、立体声耳机、数据手套及脚踏板等多种输入输出设备通过传感器装置与计算机生成的三维虚拟环境交互作用,可获得视觉、听觉、触觉等多种感知反馈,并按照自己的意愿去实时地改变虚拟环境。
虚拟现实系统中包括人件(HumanWare) 、媒体件(MediaWare) 、数据件(DataWare)和网络件(NetworkWare) 4部分。
人是虚拟现实系统的“核心”,人能与虚拟世界对话,体验虚拟世界的临境感,人的参与使虚拟现实更为重要。
媒体件将从听觉、视觉和触觉得到的信息加以综合,并以和谐的形式进行反馈处理。
数据件和网络件是指在虚拟现实中需要进行双向会话和数据交流,必须依赖面向对象的数据库和网络通讯等基础设施。
虚拟现实及其应用总复习
• ２-4 VRML浏览器 • Cortona3d • CosmoPlayer • Bitmanagment
➢ (4)VRML文件头的第四部分是“utf8”字符串,该字符串提示浏览器该VRML 文件是一个使用国际标准UTF-8字符集的文件.
➢ UTF-8的英文全称是UCS Transform Format,而UCS是Universal Character Set的缩写.
➢ VRML节点。每个VRML文件都是一个基于时间的三维空间表示，它包含了可通 过多种机制动态变化的由视、听和对象组成的虚拟环境。
• 想象力（Imagination）指用户在虚拟世界中根据所获取的多种信息和自身在系统 中的行为，通过逻辑判断、推理和联想等思维过程，随着系统的运行状态变化而 对其未来进展进行想象的能力，随意构想客观不存在或不可能发生的环境。
• 对适当的应用对象加上虚拟现实的创意和想象力，可以大幅度提高生产效率、减 轻劳动强度、提高产品开发质量。
• 1965年，Ivan Sutherland发表论文“Ultimate Display”（终极的显示）1965年， Ivan Sutherland在篇名为《The Ultimate Display》（终极的显示）的论文中首 次提出了包括具有交互图形显示、力反馈设备以及声音提示的虚拟现实系统 的基本思想，从此，人们正式开始了对虚拟现实系统的研究探索历程.
他感觉封闭起来，而使用户真正成为VR系统内部的一个参与者，产生一种身临其境、 全心投入并沉浸其中的体验。 系统中有个用户的替身。用户在系统外面，用户与替 身在感觉上有一个距离，这个距离越小。沉浸感超强，当用户与替身完全重合是。 用户就完全进入到系统中了
分布式虚拟现实技术在地地导弹训练模拟系统中的应用
虚拟 现 实 （ ｒｕ ｌ ａ ｔ ， Ｖｉ ａ Ｒｅｌ ｙ ｔ ｉ
自主性是 指虚 拟环 境 中物体 依据 物 理 定 律 动 作 的 程 度 。例 如 ，当受 到力 的推 动 时 ，物 体会
向力 的方 向移动 ，或 翻倒 或 从桌
Ｖ 技术 是 现代 仿 真技术 的一个 Ｒ）
２０ ０ ２年第 ９期
维普资讯
大 容 量 存 储 器 、跟 踪 设 备 （ 数 如 据 手 套 、数 据 衣 服 等 ） 、声 音 输 出 设备 、 音 识 别 设 备 、立 体 显 声 示设 备 （ 头盔 显示 器 ） 。其 中前 三 种 常 由单 一 的 工 作 站 或 高 性 能
本 文 ２０ —４０ ０ ２０ —３收 到 ， 者 分 别 系 廊 坊 陆 军 导 弹 学 院 教 授 、助 教 及讲 师 作
．
面 落到 地面 等 。
１ ２ 虚 拟 现 实 系统 ．
ＶＲ 系统 由多 个 硬件 部 件 组
成 ，包括 ：图形设 备 、 算设 备 、 计
５ ． ２
飞航 导 弹
技术 构建 的地地 导 弹训练 模 拟系
交 互性 是 指用 户对模 拟环 境 内物体 的可操 作程 度和从 环境 得 到 反 馈 的 自然 程 度 （ 括 实 时 包 性） 。例 如 ，用 户 可 以用 手 去 直 接抓 取环 境 中的物 体 ，这 时手 有 握着 东西 的感 觉 ， 可 以感 觉 物 并
维普资讯
铸真摄恭
摘 要 介 绍 了分 布 式 虚 拟 现 实技 术 的 基 本 特 征 及 其 系 统 组 成 ，分
察周 围 环境 及 事 物 的 内在 变 化 ， 并能 与之 发 生“ 互 ” 用 ，使 人 交 作
最新版VR虚拟现实技术应用项目解决方案
虚拟现实是由计算机生成的给人以沉浸感的虚拟环境。
（5）虚拟现实的概念模型
感官刺激信号 感知系统
介 入 反者应动作反应系统
虚拟世界 （环境）
（6）虚拟环境系统提供的各种感官刺激
• 视觉 • 听觉 • 嗅觉 • 味觉 • 触觉（触觉，力觉） • 身体感觉
（7）虚拟环境中用户的动作检测和设备
用户反应动作
虚拟课堂 虚拟手术和远程手术 城市规划和建筑设计的虚拟演示 虚拟商店、虚拟旅游、虚拟剧场
虚拟体育仿真 虚拟文化遗产保护（虚拟博物馆）
虚拟手术
虚拟博物馆
虚拟体操训练系统
（Sheffield Hallam University ）
虚拟滑雪训练系统
（Reebok Sports Club in New York City）
（二）VR系统的典型设备和环境
显示和观察设备
沉浸式现实设备 非沉浸式显示设备
交互设备
数据手套 （输入手的各种姿势） 三维鼠标 游戏杆
传感设备
数据手套 数据衣 位置跟踪装置
三维立体声系统 三维数据获取设备
产生沉浸感的方法和装置
1. 头盔式显示器 2. 快速响应的工作平台 3. 大屏幕投影
洞穴状的投影屏幕（CAVE） 圆柱型的投影屏幕 由矩形块拼接构成的投影屏幕 4. 全景图 5. 可支持多用户协作的投影屏幕 6. 具有三维空间感的声音
虚拟现实技术考精彩试题及问题详解
虚拟现实技术试题（一）1、虚拟现实是一种高端人机接口，包括通过视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等多种感觉通道的实时模拟和实时交互。
2、虚拟现实与通常CAD系统所产生的模型以及传统的三维动画是不一样的。
3、虚拟现实技术应该具备的三个特征:Immersion(沉浸) Interaction(交互) Imagination(想象)4、一个典型的虚拟现实系统的组成主要由头盔显示设备\多传感器组\力反馈装置5、从虚拟现实技术的相关概念可以看出，虚拟现实技术在人机交互方面有了很大的改进。
常被称之为“基于自然的人机界面”计算机综合技术，是一个发展前景非常广阔的新技术。
6、根据虚拟现实对“沉浸性”程度和交互程度的不同，可把虚拟现实系统划分为四种典型类型沉浸式\桌面式\增强式\分布式。
7、有关虚拟现实的输入设备主要分为两类。
三维位置跟踪器8、在虚拟现实系统的输入设部分，基于自然交互设备主要有力反馈设备\数据手套\三维鼠标.9、三维定位跟踪设备是虚拟现实系统中关键设备之一，一般要跟踪参与对象的宽度、高度、深度、俯仰角(pitch)、转动角(yaw)和偏转角（roll）,我们称为6自由度（6DOF）。
10、空间位置跟踪技术有多种，常见的跟踪系统有机械跟踪器\电磁跟踪器\超声波跟踪器\惯性跟踪器\光学跟踪器。
11、所谓力反馈，是运用先进的技术手段将虚拟物体的空间无能运动转变成物理设备的机械运动，使用户能够体验到真实的力度感和方向感，从而提供一个崭新的人机交互界面。
该项技术最早应用于尖端医学和军事领域。
12、立体显示技术是虚拟现实系统的一种极为重要的支撑技术。
要实现立体的显示。
现已有多种方法与手段进行实现。
主要有互补色\偏振光\时分式\光栅式\真三维显示 .12、正是由于人类两眼的视差，使人的大脑能将两眼所得到的细微差别的图像进行融合，从而在大脑中产生有空间感的立体物体视觉。
13、HMD（Head_Mounted_Display）,头盔式显示器，主要组成是显示元件\ 光学系统14、洞穴式立体显示装置（CAVE Computer Automatic Virtual Enviroment）系统是一套基于高端计算机的多面式的房间式立体投影解决方案,CAVE主要组成由高性能图形工作站\投影设备\跟踪系统\声音系统。
分布式虚拟环境
ｔｉ ｐｐ ｒ ｘ ｌｉｓ ｈ ｂｓｃ ｃｎ ｅ ｔ ｎ ｆａｕｅ ｏ Ｄ ａ ｄ ｕｌ ｅ ｔ ｏ ｋｎ ｓ ｆ ｄ ｅｓ ｆ ｈｓ ａ ｅ ｅ ｐａｎ ｔｅ ａ ｉ ｏ ｃ ｐｓ ａ ｄ ｅ ｔｒ ｓ ｆ ＶＥ ｎ ｏ ｔ ｎ ｓ ｗ ｉｄ ｏ ｍｎ ｋ ｉ ｏ ＤＶＥＴ ｅ ｉ ｈ ｎ ｔ
的右感 官逼 真度（ｅｓ ｙＦ ｅｔ）物理逼真度 （ｈｓｓＦ ｅ一 Ｓｎ ｒ ｉ ｌ ｏ ｄ ｉ ｙ Ｐｙｉ ｉ ｌ ｃ ｄｉ
ｙ 、模型逼 真度 （ ｏ ｅｎ ｉ ｌ ） 行 动体 特征 的逼真度 ） Ｍ ｄ ｌ ｇ Ｆｄ ｉ ｉ ｅｔ ｙ
（ｃｏ－ ｅａ ｉ ｉｅｉ ） 时 间 逼 真 度 （ｉ ｅ Ｆｄ ｌ ） 信 息逼 Ａ ｔ Ｂ ｈ ｖ ｒＦｄ ｌ 、 ｒ ｏ ｙ ｔ Ｔｍ ｉｅｉ 、 ｔ ｙ 真 度 （ ｏｍ ｔ ｎ Ｆｄｌｙ 和 系 统 逼 真 度 【ｙｔｍ Ｆｄｌ ） 。 Ｉ ｒ ａｉ ｉｅｔ） ｆ ｎ ｏ ｉ Ｓｓ ｉ ｉ 等 ｅ ｅｔ ｙ 分 式 虚 拟环 境 巾的 元索 不 仅 要 求行 为正 确 实 町信 ， Ｅ 真 而 Ｌ 要恰 当地 仿 真真 实 世 界的 复 杂 度 ， 以 在 实 际设 计 实 现 一 十 分 所 布式 虚拟 环 境 时 ， 要 根 据该 系统 的 目标来 确定 各 个 逼 真 度 的 需
Ｄｉｔｉ ｅ Ｖ ｉｔ ｌ Ｅｎｖ ｒ ｎｍ ｅ ｓｒｂｕｔｄ ｒ ｕａ ｉｏ ｎｔ Ｃ ｅ ｉ ｙ ｎ Ｗｕ Ｌｎ ｄ Ｚ ａ ｇ Ｍａ ｉａ ｈｎ Ｊａ ｕ ｎ ｉｇ ａ ｈｎ ｏＨ
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分布式虚拟环境AIMNET的关键技术概述
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Ｋｅｗｏ ｄ Ｄｉｔｉｕｅ ｉｔ ａ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔ Ｉｔｒｓ ｎ ｇ ｍｅ ｔ Ａｃｉｅｒ ｕ ｉｇ Ｄａａ ｄｓｒｂ ｔ ｎ Ｒｅ ｔ ｅ ｌｔ ｙ ｒｓ ｓｒｂ ｔｄ ｖｒｕ ｌｅ ｖｒｎ ｎ ，ｎ ｅ ｅ ｔｍａ ａ ｅ ｎ ， ｔ ｏ ｔ ， ｔ ｉｔｉｕ ｉ ， ｍｏ ｅ ｒａ—ｉ ｖ ｎ ｏ ｍｅ
ＡＩ ＭＮＥ 中静 态数 据采用分布式存储 结构 ， Ｔ 同时为 了实现 场景 的远程 渲 染 而采 用 了负载 均衡 、 数据 压 缩 、 累进 式 渲 染、 位预测算法 以及数据预取 等技术 。 航
关键词 分布式 虚拟环境 ， 兴趣 管理 ， 主动路 由， 数据 分布 ， 远程 实时渲染
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计算 机科学 ２０Ｖ ［ ３ １ ０６ ｏ ３ №．１ ．
分 布 式 虚 拟 环 境 ＡＩ Ｅ ＭＮ Ｔ的关 键 技 术 概 述 ）
卢 威 陈继 明 徐晓肠 潘金贵 （ 南京大学计算机软件新技术国家重点实验 室， 南京大学计算机科 学与技术系 南京 ２ ０ ９ ） １０ ３
ｒ ｎ ｅ ｉｌ ｅ ｄ ｒｒ ｇ
目前 ＤＶＥ系统需 要关注 的重要 问题 就是如 何解 决 系统 的扩展性 问题 ， 及如 何减小 大 量用户 之 间的通讯 量 。我们 以 自行设计开 发 的分布 式 虚拟ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ环 境 系统 Ａ ＭＮＥ ＡｃｉｅＩ— Ｉ Ｔ（ ｔ ｎ ｒ ｔｒｓ ｎ ｅ ｎ Ｔ） 这 方 面 做 了有 益 的 尝试 。 目前 ｅｅｔ Ｍａ ｇｍｅｔＮＥ 在 ＡＩ ＭＮＥ Ｔ的研 究 重 点 主要 集 中 在 两 个 方 面 ： 先 是 建 立 首
分布式虚拟环境系统设计及其实现技术
虚拟 现 实 应 用可 分 成三 个 单 元 ： 算 ， 互 和表 现 ． 计 交 所谓 计算 单 元 ， 常指 针 对不 同应 用建 立 的仿 真 模 型 的 通
２０ ０ ２年 ６月
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分 布 式 虚 拟 环 境 系 统 设 计 及 其 实 现 技 术
凌凤彩
（ 口师专 计科 系， 南 周 口 ４ ６０） 周 河 ６ ０ ０
摘 要 介 绍 当 前 分 布 式 虚 拟 环 境 系 统 设 计 方 法 ， 性 能 瓶 颈 问 题 ： 维 护 主 机 问 实 体 行 为 的 一 和 为
虚 拟 环境 技术 （ ＶＥ） 当今 计 算 机 技 术 应 用 领 域 里 的 热 门技 术 之 一 ， 医 学 ， 程 和 建 筑 ， Ｄ／ 是 在 工 ＣＡ
ＣＡＭ ， 事模 拟 和 国 防 ， 学 可 视 化 ， 融 可 视 化 ， 军 科 金 模拟 训练 以及 游 戏 中得 到 广 泛 应 用 ． 是 传 感 器 技 术 ， 它
１ ２ 设 计 要 素 ．
（ ） 实时性 和真 实 感的 合理 折 衷． 目ｆ 技 术 实现 的 角度 看 ， 两者 往 往是 矛 盾 的 ， １ 从 ｉ 仃 这 要达 到 较高 的真 实感 ， 则必 须 选择 较 高精 度 和较 复 杂 的算 法 ， 需 要 较长 的计 算 时 间 ， 这 则损 失 了实 时 性 ， 之 亦然 ． 反 因此 ， 对 不 同的应 用 ． 首先 要 在 ＝者之 间进 行折 衷 ， 以选 择 合适 的 硬 件和 实 现算 法 ． （ ） 通 信结 构．亩样 ， 信 结构 的选择 同虚拟 环 境 系统 面 向的 应 用紧 密相 关 ， 同 的应 用 在 网络 上所 ２ ｉ ＝ 通 ｌ 不
虚拟仿真技术的实时交互优化方法
虚拟仿真技术的实时交互优化方法摘要：虚拟仿真技术已经在各个领域得到广泛应用，无论是在游戏开发、航空航天、医疗模拟，还是在建筑设计、工业生产等领域都发挥着重要作用。
在虚拟仿真技术中，实时交互是一个关键的需求。
本文将介绍虚拟仿真技术的实时交互优化方法，包括优化算法、数据压缩、多级渲染等方面的技术。
1. 引言虚拟仿真技术是利用计算机生成和操作虚拟环境的过程，它可以模拟现实世界中的各种情况和场景。
虚拟仿真技术的实时交互是指用户在虚拟环境中进行实时操作和交互，以获取相应的反馈和结果。
实时交互的优化是提高虚拟仿真技术用户体验的关键。
2. 实时交互的优化方法2.1 优化算法为了实现实时交互，需要考虑优化算法的效率和准确性。
常见的优化算法包括物理引擎优化、碰撞检测算法优化、动画过程的加速等。
物理引擎优化可以针对不同场景和对象进行优化，提高模拟的效果和性能。
碰撞检测算法优化可以通过分层和空间索引等方法提高碰撞检测的速度和准确性。
动画的加速可以通过插值和蒙太奇技术实现，提高动画的流畅度和真实感。
2.2 数据压缩在虚拟仿真技术中，数据的传输和存储是一个重要的问题。
为了减少数据的传输和存储量，可以使用数据压缩技术。
数据压缩可以通过无损压缩和有损压缩来实现。
无损压缩适用于需要保留原始数据完整性的场景，而有损压缩适用于对数据精度要求较低的场景。
数据压缩可以大大减少数据的传输和存储，提高实时交互的效果。
2.3 多级渲染虚拟仿真技术中的渲染过程是一个重要的环节。
为了提高实时交互的效率，可以采用多级渲染技术。
多级渲染可以根据场景和对象的复杂性，采用不同的渲染精度和方法。
在复杂的场景中，可以采用低精度的渲染方法，以提高渲染的速度。
而在细节丰富的物体中，可以采用高精度的渲染方法，以提高渲染的质量。
多级渲染可以根据不同的需求优化渲染过程，提高实时交互的效果。
3. 实时交互优化的挑战和解决方案在实时交互优化过程中，会遇到一些挑战。
首先是实时性要求的挑战，要求系统在有限的时间内完成大量的计算和处理。
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物体 问的碰撞 问题 将产生行 为延 时。 文分析 了当前 Ｄ Ｅ系统 的一些实现技术 ， 论 Ｖ 针对该缺陷， 出了改进方案 。文中通 提 过结合虚拟模型及 物理 学力学原理 ， 出了一 个不需复杂参数的碰撞 自反馈 算法思想。最后 ， 给 采用改进 了的 Ｃ Ｓ结构 ， —
以 Ｊ Ａ 语 言 作 为 宿 主语 言 Ｖ ＭＬ的 接 口 ．创 建并 实现 了一 个 结 合 静 态几 何 模 型 和 动 态行 为 交 互 的 虚 拟 场 景 。 结 果 表 ＡＶ Ｒ
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明 ． 方 案 不仅 提 高 了 交 互 实时 性 ， 时还 做 到 了平 台无 关性 ， 好 地 体 现 了实 用性 。 该 同 很 关 键 词 分 布 式 虚 拟 环 境 ＪＶ Ａ Ａ 虚拟 现 实 建模 语 言 碰 撞 自反 馈
文章 编 号 １０ — ３ １ （０ ６ ０ —０ ２ ０ 文 献 标 识 码 Ａ ０ ２ ８ ３ 一 ２ ０ ）６ ０ ８ — ３ 中圈分类号 Ｔ ３ｌ Ｐ Ｏ
维普资讯
带碰撞 自反馈 的分布 式虚拟环境 实现
王正 山 华 芳 顾 耀林
（ 江南 大 学信 息工程 学 院 ， 无锡 ２ ４ ２ ） １１２
Ｅ — ｉ： ｆ ｄ ｉｙ １ ６ｃ ｍ — ｍａｌ ｈ ａｓ ＠ ．ｏ ２
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Hale Waihona Puke 摘 要 实时 交 互 性是 分布 式虚 拟 环 境 （ Ｖ 追 求 的 关键 指 标 。很 多现 有 方 案创 建 的 Ｄ Ｅ 中 ， 不 能 实 时 处理 好 合 作 Ｄ Ｅ） Ｖ 因