虚拟现实技术ppt
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虚拟现实技术概述(PPT 65页)
虚拟现实的研究现状
–浙江大学CAD&CG国家重点实验室在基于图像 的虚拟现实、分布式虚拟环境的建立、多细 节层次模型、真实感三维重建、基于几何和 图像的混合式图形实时绘制算法等领域开展 了深入的研究，在国内外产生了广泛的影响。
–清华大学计算机科学和技术系对虚拟现实和 临场感的方面进行了研究，例如球面屏幕显 示和图像随动、克服立体图闪烁的措施和深 度感试验等方面都有不少独特的方法。
虚拟现实技术
(Virtual Reality)
徐雷 12 April 2011
主要内容
• 虚拟现实技术概述 • 虚拟现实体系结构 • 虚拟环境的建立 • 产品的虚拟原型 • 在虚拟环境中制造
虚拟现实技术概述
• 定义和特征 • 虚拟现实的发展历程 • 虚拟现实的国内外研究现状 • 虚拟现实的主要应用领域
• 两耳强度差(Interaural Intensity Differences，简称IID)。
虚拟现实硬件基础
• 虚拟环境的听觉通道
– 听觉通道接口技术存在的问题：
• 其中问题之一就是多声源声场的声音立体化，用 户稍微偏离预定的位置，声音的立体声效果就会 降低。
• 另一个问题是声音信号的生成，语言和音乐的合 成已经有了较好的办法，但环境声音合成和建模 以及声学场景分析尚有待研究。
– 分布式VR技术主要运用于远程虚拟会议，虚拟医 院，虚拟战场等。
虚拟现实硬件基础
• 虚拟环境的视觉通道
– 头盔式显示器 (Head一Mounted Display, HMD) ：最常见的使用 户产生沉浸感的 装置是头盔显示 器，它可提供视 觉显示、立体声 音输出以及头部 位置跟踪的功能 ，是进入虚拟环 境首选的装置。
–遥现技术(Telepresence)，它是一种基于VR的遥控制、 遥操作或遥显示技术。
虚拟现实(共52张PPT)(共51张PPT)
第二十二页，共五十一页。
6.2.2 VRML语法(yǔfǎ)基础
1、基本(jīběn)造型 Shape
geometry 几何造型节点Box, Sphere, Cone, Cylinder
appearance 定义颜色和表面纹理等外观属性
Material, Texture, TextureTransform
第二十三页，共五十一页。
表面特性 : (tèxìng) Appearance节点
material域: 值为Material节点(jié diǎn), 可有如下域
diffuseColor, 颜色的反射与入光角度有关 shineness, 光洁度, 取值 0.0 -- 1.0 transparency, 透明度, 取值 0.0 -- 1.0
浏览器的控制比较困难。
Vrml与外界的通信能力比较差
Vrml与用户的交互比较弱
第十六页，共五十一页。
6.2.1 VRML与网络(wǎngluò)教学
3 . VRML在网络教学(jiāo xué)中的应用
能营造更为逼真的环境和场景，人机交互更为自然，更能增强想 象力，增强学生的感官刺激，激发学生兴趣
世界，让用户可以从自己的视点出发，利用自 然的技能和某些设备对这一生成的虚拟世界客
体进行浏览和交互考察。它可使用户获得
与真实世界一样的感觉,可达到代替实际系 统的目的.
第三页，共五十一页。
6.1.1 什么(shén me)是虚拟现实？
专业级虚拟现实系统具有高度的实时性,能同时使用多种输入 输出设备，用户可以(kěyǐ)用人体的自然技能，借助数字头盔、立 体显示技术、数据手套和数据衣服等工具，与虚拟的感觉世界进 行交互作用。
6.2.2 VRML语法(yǔfǎ)基础
虚拟现实VR技术ppt课件
3
一种使用数学算
1 虚拟现法将实二技维术或三(4维)
图形转化为计算
1.3 虚拟机形现显式示的实器科的的 学技栅。术格支持
计算机 图形学
研究、开发用于 模拟、延伸和扩 展人的智能的理 论、方法、技术 及应用系统的一 门技术科学。
人工交 互技术
虚拟 现实
人工 智能
是指通过计算机输入、 输出设备，以有效的 方式实现人与计算机 对话的技术。
3.3 VRP的安装配置 软件安装 插件配置
15
3 VRP及设计流程
3.4 VRP编辑器6
功能分类 属性面板
3 VRP及设计流程
3.4 VRP编辑器界面组成—菜单
常用菜单 •另存场景 •安装插件
17
3 VRP及设计流程
3.4 VRP编辑器界面组成—工具栏
18
4 常见材质的创建与编辑
11
3 VRP及设计流程
3.1 VR-Platform VRP是国内中视典数字科技独立开发的具有独 立自主知识产权的一款三维虚拟现实软件平台。
VRP可应用于城市规划、室内设计、工业仿真、 古迹复原、桥梁道路设计、军事模拟等行业。
12
3 VRP及设计流程
3.1 VR-Platform
VRP-Bulider 虚拟现实编辑器
1 虚拟现实技术(1)
1.1 虚拟现实的概念
• 虚拟现实(Virtual Reality) • 是一种综合应用计算机图形学、人机 接口技术、传感器技术以及人工智能等 技术，制造逼真的人工模拟环境，并能 有效地模拟人在自然环境中的各种感知 的高级的人机交互技术。
1
1 虚拟现实技术(2)
1.2 虚拟现实的基本特征 • 多感知性：指除了一般计算机技术所 具有的视觉之外，还有听觉、力觉、触 觉、运动感，甚至包括味觉、嗅觉等。
一种使用数学算
1 虚拟现法将实二技维术或三(4维)
图形转化为计算
1.3 虚拟机形现显式示的实器科的的 学技栅。术格支持
计算机 图形学
研究、开发用于 模拟、延伸和扩 展人的智能的理 论、方法、技术 及应用系统的一 门技术科学。
人工交 互技术
虚拟 现实
人工 智能
是指通过计算机输入、 输出设备，以有效的 方式实现人与计算机 对话的技术。
3.3 VRP的安装配置 软件安装 插件配置
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3 VRP及设计流程
3.4 VRP编辑器6
功能分类 属性面板
3 VRP及设计流程
3.4 VRP编辑器界面组成—菜单
常用菜单 •另存场景 •安装插件
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3 VRP及设计流程
3.4 VRP编辑器界面组成—工具栏
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4 常见材质的创建与编辑
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3 VRP及设计流程
3.1 VR-Platform VRP是国内中视典数字科技独立开发的具有独 立自主知识产权的一款三维虚拟现实软件平台。
VRP可应用于城市规划、室内设计、工业仿真、 古迹复原、桥梁道路设计、军事模拟等行业。
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3 VRP及设计流程
3.1 VR-Platform
VRP-Bulider 虚拟现实编辑器
1 虚拟现实技术(1)
1.1 虚拟现实的概念
• 虚拟现实(Virtual Reality) • 是一种综合应用计算机图形学、人机 接口技术、传感器技术以及人工智能等 技术，制造逼真的人工模拟环境，并能 有效地模拟人在自然环境中的各种感知 的高级的人机交互技术。
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1 虚拟现实技术(2)
1.2 虚拟现实的基本特征 • 多感知性：指除了一般计算机技术所 具有的视觉之外，还有听觉、力觉、触 觉、运动感，甚至包括味觉、嗅觉等。
虚拟现实技术课件第1章
应用软件：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。
数据库：存放整个虚拟世界中所有物体的各方面信息。
1-21
1-22
1-23
1.4 虚拟现实系统的分类
1.4.1 1.4.2 1.4.3 1.4.4
1-8
1.1 虚拟现实技术的发展史
1990年，在美国达拉斯召开的Siggraph会议上，明确提出VR 技术研究的主要内容包括实时三维图形生成技术、多传感器 交互技术和高分辨率显示技术，为VR技术的发展确定了研 究方向。
从20世纪90年代开始，VR技术的研究热潮也开始向民间的高 科技企业转移。著名的VPL公司开发出第一套传感手套命名 为“DataGloves”，第一套HMD命名为“EyePhones”。
思科公司篮球馆
1-37
VR用于教育领域
虚拟的零件安装培训
洞穴式虚拟工程模型漫游
1-38
Hale Waihona Puke 例：VR用于军事训练或演习军事领域研究是推动虚拟现实技术发展的原动力，目前依 然是主要的应用领域。虚拟现实技术主要在军事训练和演习、 武器研究这两个方面广泛应用。
虚拟战场
1-39
虚拟航母
指基于网络构建的虚拟环境， 将位于不同物理位置的多个用 户或多个虚拟环境通过网络相 连接并共享信息，从而使用户 的协同工作达到一个更高的境 界。
主要被应用于远程虚拟会议、 虚拟医学会诊、多人网络游戏、 虚拟战争演习等领域。
1-34
1.5 虚拟现实技术的应用领域
1.5.1 1.5.2 1.5.3 1.5.4 1.5.5
1-19
1.3虚拟现实的特征
数据库：存放整个虚拟世界中所有物体的各方面信息。
1-21
1-22
1-23
1.4 虚拟现实系统的分类
1.4.1 1.4.2 1.4.3 1.4.4
1-8
1.1 虚拟现实技术的发展史
1990年，在美国达拉斯召开的Siggraph会议上，明确提出VR 技术研究的主要内容包括实时三维图形生成技术、多传感器 交互技术和高分辨率显示技术，为VR技术的发展确定了研 究方向。
从20世纪90年代开始，VR技术的研究热潮也开始向民间的高 科技企业转移。著名的VPL公司开发出第一套传感手套命名 为“DataGloves”，第一套HMD命名为“EyePhones”。
思科公司篮球馆
1-37
VR用于教育领域
虚拟的零件安装培训
洞穴式虚拟工程模型漫游
1-38
Hale Waihona Puke 例：VR用于军事训练或演习军事领域研究是推动虚拟现实技术发展的原动力，目前依 然是主要的应用领域。虚拟现实技术主要在军事训练和演习、 武器研究这两个方面广泛应用。
虚拟战场
1-39
虚拟航母
指基于网络构建的虚拟环境， 将位于不同物理位置的多个用 户或多个虚拟环境通过网络相 连接并共享信息，从而使用户 的协同工作达到一个更高的境 界。
主要被应用于远程虚拟会议、 虚拟医学会诊、多人网络游戏、 虚拟战争演习等领域。
1-34
1.5 虚拟现实技术的应用领域
1.5.1 1.5.2 1.5.3 1.5.4 1.5.5
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1.3虚拟现实的特征
虚拟现实和增强现实ppt课件.ppt
Gloveone（触觉手套）是一双虚拟现实 手套。如果你戴着它，你可以感受和触摸 任何屏幕上或虚拟现实头盔上的任何虚拟 物体。例如，虚拟环境中有一个苹果，你 可以感觉得到它的形状和重量。我们也能 感受到冰凉的雨水和体验蝴蝶停留在你手 指上的感觉。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
虚拟现实有一定的健康和安全的考虑，并且VR智能眼镜不 应只作手机or电脑的附件，必须让设备独立起来、移动起来， 而不是依托手机或电脑，而是真正的一体机，这是多种技术 的综合和应用，是科技在努力的方向，也是整个行业的目标。 到了那个时候，人们的生活方式将会极大的改变!
VR
and 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
一、VR 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
&
AR的定义
VR(Virtual Reality，即虚拟现实，简称VR)： 也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界， 提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以 及时、没有限制地观察三度空间内的事物。
AR
引入病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
李先生在广州工作，近来打
算买房，可是一直很忙，没
时间亲自到实地去看房，某
日他在网上看到某房产公司
推出的网上虚拟三维看房，
非常逼真，很快就相中一套
三室住房。 看来，虚拟现
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
虚拟现实有一定的健康和安全的考虑，并且VR智能眼镜不 应只作手机or电脑的附件，必须让设备独立起来、移动起来， 而不是依托手机或电脑，而是真正的一体机，这是多种技术 的综合和应用，是科技在努力的方向，也是整个行业的目标。 到了那个时候，人们的生活方式将会极大的改变!
VR
and 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
一、VR 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
&
AR的定义
VR(Virtual Reality，即虚拟现实，简称VR)： 也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界， 提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以 及时、没有限制地观察三度空间内的事物。
AR
引入病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
李先生在广州工作，近来打
算买房，可是一直很忙，没
时间亲自到实地去看房，某
日他在网上看到某房产公司
推出的网上虚拟三维看房，
非常逼真，很快就相中一套
三室住房。 看来，虚拟现
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第三小组
的理解，达到实际实验难以实现的效果，实现了培养动手能力，学习实 验技能，深化物理知识的日的，同时增强了学生对物理实验的兴趣，大
大提高了物理实验教学水平，是物理实验教学改革的有力工具。
三、虚拟实验室展示
2、游戏化学习展示
首都师范大学与香港中文大学联合开发的く游戏化学习社区分是一款寓教 于乐的游戏教学软件，该软件系统采用虚拟现实技术，构建了虚拟的学习 和游戏情境。在系统中，学生通过 AVATAR进入游戏场景，与游戏场景以及 优点：学生和教师通过系统各个模块进行交互合作，共同构成一个游戏 其他同学进行交互。信息收集模块不断地从游戏场景中收集变化的信息并 化的学习社区。利用该游戏教学系统可以让青少年接触一些具有学习性 存放在信息库中。教师通过监控模块可以适时或非适时地读取信息库中的 质的游戏，不仅可以满足他们对游戏的渴望，而且还可以激发他们学习 信息，根据这些信息分析目前学生所处的状态以及游戏场景中的具体情况， 的兴趣。利用这款游戏化学习软件，可以正确地引导孩子，最终使其对 做出决定或给出策略，并通过场景编辑模块向场景库中添加新的场景或修 各科知识的学习产生兴趣。 改已有场景。场景更新模块会适时地检查场景库的更新状态，并及时地更 新游戏场景。学生在游戏场景中活动的同时也会修改场景库，并由场景更 新模块对游戏场景进行更新。
立体显示技术，对观察者头、眼和手的跟踪技术，以及触觉/力觉反馈、立
体声、网络传输、语音输入输出技术等。
一、虚拟现实的概念与分类
2.虚拟现实系统的基本特征
1
1 1
浸沉感
交互性
构想性
浸沉感指的是人浸沉在虚拟环境中，具有和在真实环境中一样的感觉；交互性 指在虚拟环境中体验者不是被动地感受，而是可以通过自己的动作改变感受的 内容；构想性指虚拟的环境是人构想出来的，可以用以实现一定目标的用途。
8.4 虚拟现实技术
主讲人:第三组
目录
1.虚拟现实技术的概念 2.虚拟现实系统的基本特征
4.有效虚拟环境的建立
虚拟现实技 术的概念与 分类
3.虚拟环境形式
5.虚拟现实的分类
虚拟现实 技术在教 育中的应 用
虚拟实验 室展示
一、虚拟现实的概念与分类
1、虚拟现实技术的概念
虚拟现实技术又称为真实幻觉。真实幻觉(Virtual Reality，简称VR，又译 作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟 现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、 听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限 制地观察三度空间内的事物。 虚拟现实是多种技术的综合，包括实时三维计算机图形技术，广角（宽视野）
觉上身临其境的动态的三维环境。
一、虚拟现实的概念与分类
5.虚拟现实的分类
非沉浸类的虚拟现实系统
沉浸类的虚拟现实系统
四大虚 拟现实
增强现实系统 分布式虚拟现实系统
二、虚拟现实技术在教育中的应用
作 为 教 育 和 研 究 的 媒 体
作 为 虚 拟 环 境
1 4
2 3
作 为 一 种 合 作 空 间
作 为 新 的 研 究 主 题
一、虚拟现实的概念与分类
4.有效虚拟环境的建立
one 1.用虚拟环境精确表示物体 的状态模型
two 2.环境的可视化表示及渲 染出的景象 之所以将重点放在计算机视觉方面，是由于人们获取三维信息主要依靠视觉， 而不是听觉或触觉。计算机视觉还可以建立有关景象内容的预言，这些景象或
者来自空间，或者来自景象的时间先后关系。而只有它们有机结合才能构成视
三、虚拟实验室展示
1、虚拟实验教学系统
例子：福建省广播电视大学实验中心制作的“大学物理分布式远程虚拟
实验教学系统”的远程实验报告管理，具有一定的规模和水准，该软件
通过计算机把实验设备、教学内容、教师指导和学生的操作有机地融合 为二体，形成了两部活的、可操作的物理实验教科书。通过虚拟仿真物
理实验学 4，加深了学生对实验的物理思想和方法、仪器的结构及原理
一、虚拟现实的概念与分类
3.虚拟环境形式
参与者在虚拟环境中的活动或经历有两种形式，一种是主观参与
（ First-person activities ） , 另 一 种 是 客 观 参 与 （ Second-p者是整个经历的中心；客观参
与时，参与者则可在虚拟环境中看到他自己与其 他物体的交互。