虚拟现实技术的发展史
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1965年，Ivan Sutherland发表论文 “Ultimate Display”（终极的显示）
1968年，Ivan Sutherland研制成功了带跟踪器的头盔 式立体显示器（Head Mounted Display，HMD）
1-5
一、虚拟现实技术的发展史
1972年，Nolan Bushnell 开发出第一个交互式电子 游戏Pong ；
1-1
虚拟现实技术
王晨光 2015-05-1
1-2
目录
发展史 特征
应用领域
概念 分类 研究现状
1-3
一、虚拟现实技术的发展史
1929年，Edward Link设计出用于 训练飞行员的模拟器。
1956年，Morton Heilig开发出多通道仿真 体验系统Sensorama 。
1-4
一、虚拟现实技术的发展史
六、虚拟现实技术的研究现状
我国从20世纪80年代起开始研究VR技术。虽然起步较晚， 但近年来政府有关部门非常重视，制定了开展VR技术的研究计 划，并将其列入国家重点研究项目。国内的一些科学家和重点 院校也已积极投入了对这一领域的研究。
1-26
六、虚拟现实技术的研究现状
国
北 浙京江航大空学的航C天A大D学&C是G国国内家最重早点进实行验V室R技开术发出研究了一、套最桌有面权型威虚的拟单建位之
内
一 筑。环于境2实0时00漫年游8月系成统立，虚还拟研现制实出新了技在术虚教拟育环部境重中点一实种验新室的。快速漫游算
的
法和一种递进网格的快速生成算法。
研
究 现
清 西安华交大通学大对学虚信拟息现工实程及研其究临所场对感虚等拟方现面实进中行的了关大键量技研术究—，— 比如立球体 面 显示屏技幕术显进示行和了图研像究随，动提、出克一服种立基体于图J闪PE烁G的标措准施压及缩深编度码感新实方验案测，试获等得。
1-6
一、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。
进入21世纪，VR技术进入软件高 速发展的时期，一些有代表性的VR软 件开发系统不断在发展完善。如 MultiGen Vega、OpenSceneGraph
商业领域
教育与训练 设计与规划 艺术与娱乐
1-19
5.1、商业领域
VR技术被逐步应用于网上销售、客户服务、电传会议及虚拟购物 中心等商业领域。它可以使客户在购买前先看到产品的外貌与内在， 甚至在虚拟世界中使用它，因此对产品的推广和销售都很有帮助。
1-20
5.2、科学计算可视化
科学可视化的功能就是将大量字母、数字数据转换成比原始数据 更容易理解的各种图像，并允许参与者借助各种虚拟现实输入设备检 查这些“可见的”数据。
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20. 10.1600:44:1900:44Oc t-2016-Oct-20
加强交通建设管理，确保工程建设质 量。00: 44:1900:44:1900:44Friday, October 16, 2020
安全在于心细，事故出在麻痹。20.10. 1620.10.1600: 44:1900:44:19October 16, 2020
虚拟现实已被看作是设计领域中唯一的开发工具。它可以避免传 统方式在原型制造、设计和生产过程中的重复工作，有效的降低成本 ，应用领域包括汽车制造业、城市规划、建筑设计等。
1-23
5.5、艺术与娱乐
VR技术所具有的身临其境感及实时交互性还能将静态的艺术（如 油画、雕刻等）转化为动态的形式，使观赏者更好地欣赏作者的思想 艺术，包括虚拟画廊、虚拟音乐厅、文物保护等方面。
它通常被用于建立分子结构、地震以及地球环境等模型。、
1-21
5.3、教育与训练
虚拟现实技术能使学习者能直接、自然地与虚拟对象进行交互， 以各种形式参与事件的发展变化过程，并获得最大的控制和操作整个 环境的自由度。
1、仿真教学与实验 2、特殊教育 3、多种专业训练 4、应急演练和军事演习
1-22
5.4、设计与规划
牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。2020年10月16日 星期五12时44分19秒Friday, October 16, 2020
相信相信得力量。20.10.162020年10月 16日星 期五12时44分 19秒20.10.16Leabharlann 1-28谢谢大家！
状
了较高的压缩比、信噪比以及解压缩速度。
1-27
THANKS
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20. 10.1620.10.16Friday, October 16, 2020
人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。00:44:1900:44:1900:4410/16/2020 12:44:19 AM
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”。
1-7
二、虚拟现实技术的概念
虚拟现实技术（Virtual Reality）简称VR技术，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，让使用者如同身临其境一般，可以及时、没有限制地观 察三度空间内的事物。
可以使用光学技术或视频技术实现。
1-17
4.4、分布式VR系统
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。
1-18
五、虚拟现实技术的应用领域
踏实肯干，努力奋斗。2020年10月16日上午12时44分20.10. 1620.10.16
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2020年10月16日星期 五上午12时44分19秒00:44:1920.10.16
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020年10月 上午12时44分20.10.1600:44O ctober 16, 2020
1-11
3.2、VR技术的沉浸感
又称临场感，指用户感到作为主角存在于虚拟环境中的真实程度， 是VR技术最主要的特征。
影响沉浸感的主要因素包括多感知性、自主性、三维图像中的深度 信息、画面的视野、实现跟踪的时间或空间响应及交互设备的约束程度 等。
1-12
3.3、VR技术的想象力
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。
虚拟现实是20世纪末逐渐兴起的一门综合性信息技术，融合了数 字图像处理、计算机图形学、人工智能、多媒体、传感器、网络以及 并行处理等多个信息技术分支的最新发展成果。
1-8
二、虚拟现实技术的概念
典型的VR系统主要由计算机 软、硬件系统（包括VR软件和VR 环境数据库）和VR输入、输出设 备等组成。
1-9
与桌面式VR系统相比，沉浸式VR系统的 主要特点在于高度的实时性和沉浸感。
1-16
4.3、增强式VR系统
允许用户对现实世界进行观察的同时，将虚 拟图像叠加在真实物理对象之上。
为用户提供与所看到的真实环境有关的、存 储在计算机中的信息，从而增强用户对真实环境 的感受，又被称为叠加式或补充现实式VR系统。
作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2020年10月16日星期 五12时44分19秒00:44: 1916 October 2020
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午12时44分19秒上午12时44分00:44: 1920.10.16
一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.10. 1620.10.1600: 4400:44:1900:44:19Oc t-20
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。
1-13
四、虚拟现实系统的分类
桌面式VR系统
Desktop VR
分布式VR系统
Distributed VR
分类
沉浸式VR系统
Immersive VR
增强式VR系统
Augmented VR
1-14
4.1、桌面式VR系统
使用个人计算机和低级工作站来产生三维空间的交互场景。 用户会受到周围现实环境的干扰而不能获得完全的沉浸感，但由 于其成本相对较低桌面式VR系统仍然比较普及。
1-15
4.2、沉浸式VR系统
利用头盔显示器、洞穴式显示设备和数据 手套等交互设备把用户的视觉、听觉和其他感 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。
1984年，NASA Ames研究中心的M. McGreevy 和J. Humphries开发出用 于火星探测的虚拟环境视觉显示器；
1977年，Dan Sandin、Tom DeFanti 和Rich Sayre研制出第一个数据手套— —Sayre Glove；
1987年，Jim Humphries 设计了双目全方位监视器 （BOOM）的最早原型；
三、虚拟现实技术的特征
VR技术三角形
交互性
Interactivity
沉浸感
Immersion
I3
想象力
Imagination
1-10
3.1、VR技术的交互性
指用户对虚拟环境中对象的可操作程度和从虚拟环境中得到反馈 的自然程度（包括实时性）。
主要借助于各种专用设备（如头盔显示器、数据手套等）产生， 从而使用户以自然方式如手势、体势、语言等技能，如同在真实世界 中一样操作虚拟环境中的对象。
的
英国主要有四个从事VR技术研究的中心，包括
研
Windustries公司、British Aerospace公司、Dimension
究
International公司、Divison LTD公司等。
现
状
日本主要致力于建立大规模VR知识库和人机接口方面的研
究项目上，在VR游戏方面的研究也处于领先地位。
1-25
娱乐是VR系统的另一个重要应用领域，市场上已经推出了多款 VR环境下的电脑游戏，带给游戏者强烈的感官刺激。
1-24
六、虚拟现实技术的研究现状
美国是虚拟现实技术的发源地，有美国宇航局（NASA）、
麻省理工学院（MIT）媒体实验室、华盛顿大学人机界面技术实验
国 外
室（HIT Lab）等许多知名的研究机构。美国在虚拟现实领域的基 础研究主要集中在感知、用户界面、后台软件和硬件四个方面。
1968年，Ivan Sutherland研制成功了带跟踪器的头盔 式立体显示器（Head Mounted Display，HMD）
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一、虚拟现实技术的发展史
1972年，Nolan Bushnell 开发出第一个交互式电子 游戏Pong ；
1-1
虚拟现实技术
王晨光 2015-05-1
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目录
发展史 特征
应用领域
概念 分类 研究现状
1-3
一、虚拟现实技术的发展史
1929年，Edward Link设计出用于 训练飞行员的模拟器。
1956年，Morton Heilig开发出多通道仿真 体验系统Sensorama 。
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一、虚拟现实技术的发展史
六、虚拟现实技术的研究现状
我国从20世纪80年代起开始研究VR技术。虽然起步较晚， 但近年来政府有关部门非常重视，制定了开展VR技术的研究计 划，并将其列入国家重点研究项目。国内的一些科学家和重点 院校也已积极投入了对这一领域的研究。
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六、虚拟现实技术的研究现状
国
北 浙京江航大空学的航C天A大D学&C是G国国内家最重早点进实行验V室R技开术发出研究了一、套最桌有面权型威虚的拟单建位之
内
一 筑。环于境2实0时00漫年游8月系成统立，虚还拟研现制实出新了技在术虚教拟育环部境重中点一实种验新室的。快速漫游算
的
法和一种递进网格的快速生成算法。
研
究 现
清 西安华交大通学大对学虚信拟息现工实程及研其究临所场对感虚等拟方现面实进中行的了关大键量技研术究—，— 比如立球体 面 显示屏技幕术显进示行和了图研像究随，动提、出克一服种立基体于图J闪PE烁G的标措准施压及缩深编度码感新实方验案测，试获等得。
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一、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。
进入21世纪，VR技术进入软件高 速发展的时期，一些有代表性的VR软 件开发系统不断在发展完善。如 MultiGen Vega、OpenSceneGraph
商业领域
教育与训练 设计与规划 艺术与娱乐
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5.1、商业领域
VR技术被逐步应用于网上销售、客户服务、电传会议及虚拟购物 中心等商业领域。它可以使客户在购买前先看到产品的外貌与内在， 甚至在虚拟世界中使用它，因此对产品的推广和销售都很有帮助。
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5.2、科学计算可视化
科学可视化的功能就是将大量字母、数字数据转换成比原始数据 更容易理解的各种图像，并允许参与者借助各种虚拟现实输入设备检 查这些“可见的”数据。
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20. 10.1600:44:1900:44Oc t-2016-Oct-20
加强交通建设管理，确保工程建设质 量。00: 44:1900:44:1900:44Friday, October 16, 2020
安全在于心细，事故出在麻痹。20.10. 1620.10.1600: 44:1900:44:19October 16, 2020
虚拟现实已被看作是设计领域中唯一的开发工具。它可以避免传 统方式在原型制造、设计和生产过程中的重复工作，有效的降低成本 ，应用领域包括汽车制造业、城市规划、建筑设计等。
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5.5、艺术与娱乐
VR技术所具有的身临其境感及实时交互性还能将静态的艺术（如 油画、雕刻等）转化为动态的形式，使观赏者更好地欣赏作者的思想 艺术，包括虚拟画廊、虚拟音乐厅、文物保护等方面。
它通常被用于建立分子结构、地震以及地球环境等模型。、
1-21
5.3、教育与训练
虚拟现实技术能使学习者能直接、自然地与虚拟对象进行交互， 以各种形式参与事件的发展变化过程，并获得最大的控制和操作整个 环境的自由度。
1、仿真教学与实验 2、特殊教育 3、多种专业训练 4、应急演练和军事演习
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5.4、设计与规划
牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。2020年10月16日 星期五12时44分19秒Friday, October 16, 2020
相信相信得力量。20.10.162020年10月 16日星 期五12时44分 19秒20.10.16Leabharlann 1-28谢谢大家！
状
了较高的压缩比、信噪比以及解压缩速度。
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THANKS
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20. 10.1620.10.16Friday, October 16, 2020
人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。00:44:1900:44:1900:4410/16/2020 12:44:19 AM
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”。
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二、虚拟现实技术的概念
虚拟现实技术（Virtual Reality）简称VR技术，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，让使用者如同身临其境一般，可以及时、没有限制地观 察三度空间内的事物。
可以使用光学技术或视频技术实现。
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4.4、分布式VR系统
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。
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五、虚拟现实技术的应用领域
踏实肯干，努力奋斗。2020年10月16日上午12时44分20.10. 1620.10.16
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2020年10月16日星期 五上午12时44分19秒00:44:1920.10.16
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020年10月 上午12时44分20.10.1600:44O ctober 16, 2020
1-11
3.2、VR技术的沉浸感
又称临场感，指用户感到作为主角存在于虚拟环境中的真实程度， 是VR技术最主要的特征。
影响沉浸感的主要因素包括多感知性、自主性、三维图像中的深度 信息、画面的视野、实现跟踪的时间或空间响应及交互设备的约束程度 等。
1-12
3.3、VR技术的想象力
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。
虚拟现实是20世纪末逐渐兴起的一门综合性信息技术，融合了数 字图像处理、计算机图形学、人工智能、多媒体、传感器、网络以及 并行处理等多个信息技术分支的最新发展成果。
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二、虚拟现实技术的概念
典型的VR系统主要由计算机 软、硬件系统（包括VR软件和VR 环境数据库）和VR输入、输出设 备等组成。
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与桌面式VR系统相比，沉浸式VR系统的 主要特点在于高度的实时性和沉浸感。
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4.3、增强式VR系统
允许用户对现实世界进行观察的同时，将虚 拟图像叠加在真实物理对象之上。
为用户提供与所看到的真实环境有关的、存 储在计算机中的信息，从而增强用户对真实环境 的感受，又被称为叠加式或补充现实式VR系统。
作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2020年10月16日星期 五12时44分19秒00:44: 1916 October 2020
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午12时44分19秒上午12时44分00:44: 1920.10.16
一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.10. 1620.10.1600: 4400:44:1900:44:19Oc t-20
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。
1-13
四、虚拟现实系统的分类
桌面式VR系统
Desktop VR
分布式VR系统
Distributed VR
分类
沉浸式VR系统
Immersive VR
增强式VR系统
Augmented VR
1-14
4.1、桌面式VR系统
使用个人计算机和低级工作站来产生三维空间的交互场景。 用户会受到周围现实环境的干扰而不能获得完全的沉浸感，但由 于其成本相对较低桌面式VR系统仍然比较普及。
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4.2、沉浸式VR系统
利用头盔显示器、洞穴式显示设备和数据 手套等交互设备把用户的视觉、听觉和其他感 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。
1984年，NASA Ames研究中心的M. McGreevy 和J. Humphries开发出用 于火星探测的虚拟环境视觉显示器；
1977年，Dan Sandin、Tom DeFanti 和Rich Sayre研制出第一个数据手套— —Sayre Glove；
1987年，Jim Humphries 设计了双目全方位监视器 （BOOM）的最早原型；
三、虚拟现实技术的特征
VR技术三角形
交互性
Interactivity
沉浸感
Immersion
I3
想象力
Imagination
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3.1、VR技术的交互性
指用户对虚拟环境中对象的可操作程度和从虚拟环境中得到反馈 的自然程度（包括实时性）。
主要借助于各种专用设备（如头盔显示器、数据手套等）产生， 从而使用户以自然方式如手势、体势、语言等技能，如同在真实世界 中一样操作虚拟环境中的对象。
的
英国主要有四个从事VR技术研究的中心，包括
研
Windustries公司、British Aerospace公司、Dimension
究
International公司、Divison LTD公司等。
现
状
日本主要致力于建立大规模VR知识库和人机接口方面的研
究项目上，在VR游戏方面的研究也处于领先地位。
1-25
娱乐是VR系统的另一个重要应用领域，市场上已经推出了多款 VR环境下的电脑游戏，带给游戏者强烈的感官刺激。
1-24
六、虚拟现实技术的研究现状
美国是虚拟现实技术的发源地，有美国宇航局（NASA）、
麻省理工学院（MIT）媒体实验室、华盛顿大学人机界面技术实验
国 外
室（HIT Lab）等许多知名的研究机构。美国在虚拟现实领域的基 础研究主要集中在感知、用户界面、后台软件和硬件四个方面。