虚拟现实技术的发展及其思考.pptx
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美国心理学家理克立德在二十世纪五十年代 后期曾发表过一篇题为“人—计算机共生” 的论文，认为计算机应该与人合作共事。该 文引起很大反响。
海利希制作的模型装置
（2）起步阶段：20世纪60——70年代
重要人物：伊万.萨瑟兰
1963年发表博士论文“速写板”人机图形通信系统， 为该技术在图形学领域开辟了道路；1965年他作了 题为“终极显示”的报告，提出用头盔显示装置来 观看计算机产生的各种图像，即虚拟现实技术的窗 口为计算机的屏幕。这一重要的技术原创性思想提 出了虚拟现实技术实现的基本方案。此论文被公认 为虚拟现实技术的里程碑。1968年他又推出“三维 头盔显示器”，向虚拟现实技术迈出了坚实的一步。
虚拟现实技术的商业应用始于80年代，当时虚拟现 实已作为可行技术而被认识。美国加州大学迈克尔. 麦格里威博士在美国军方资助下创造了飞机场虚拟 环境，获得成功，并轰动了科学界、工业界和军事 界。
运用VR技术设计波音777飞机取得成功
（三）“虚拟现实”的内涵及特
征
1、技术要素 三种基本的技术要素：1，图像。虚拟物体要有三维结构的
2、沉浸性（Immersion）
又称沉浸感，它是指使用者感到作为主角存 在于模拟环境中的真实程度。VR技术最主要 的技术特征就是使用户具备一种在计算机虚 拟环境中的沉浸感，即让用户觉得自己是计 算机系统所创建的虚拟环境的一部分，使人 由观察者变为参与者，能全身心地投入计算 机实践并沉浸于其中。
2、虚拟现实技术的特征
主要特征：3I（immersion、interactivity、 imagination ）
3I
1、交互性（Interactivity） 交互性是指参与者对虚拟环境内物体的可操
作程度和从环境户得到反馈的自然程度(包括 实时性)。这种交互的产生，主要借助于各种 专用的三维交互设备(如头盔显示器、数据手 套等)，它们使人类能够如同在真实的环境一 样与虚拟环境与对象发生交互关系。
2、“现实”
“现实”一词最早是古希腊哲学家亚里士多 德提出的，它与“潜能”相对。潜能指“可 能性的存在”，现实指得到实现的潜能。潜 能通过运动转化为现实，如大理石与雕像的 关系就是潜能与现实的关系。潜能转化为现 实的过程即质料加上形式成为具体事物的过 程。在“虚拟现实”一词中的“现实” （Reality）通常表示“一个真实的事件、实 体或状态”。
Leabharlann Baidu、构想性
虚拟现实技术中人与虚拟环境的交互作用， 在本质上是预成性的而是生成性的。
虚拟现实技术的应用是VR与设计者并行操作， 为发挥它们的创造性而设计的。过去，人只 能从定量计算为主的结果中得到启发而加深 对事物的认识。现在，借助于VR技术，人有 可能从定性和定量综合集成的虚拟环境中得 到感性和理性的认识，进而使人能深化概念、 产生新意和构想，主动地寻求、探索信息， 而不是被动地接收，这就更进一步地依赖和 体现了虚拟现实的创意和构想性。
显示，其中主要由以双目视察、运动视差提供的深度信息； 2，交互。虚拟物体与用户间的交互是三维的，用户是交互 作用的主体；用户能觉察到自己是在虚拟环境中参与对物体 的控制，交互是多感知的，用户可以使用与现实生活不同的 方式与虚拟物体交互。3，行为。虚拟物体在独自活动、或 交互作用、或与用户交互作用时，其动态都要有一定的表现， 这些表现或者服从自然规律，或者遵循设计者想象的规律.
3、“虚拟现实”
“虚拟现实”一词英文为“Virtual Reality”，常见 的译法有“虚拟现实”、“虚拟实在”、“人工现 实”、“灵境”、“虚拟实境”等，目前学术界主 要采用“虚拟现实”与“虚拟实在”这两种译法。
虚拟现实技术是指在计算机软硬件及各种传感器 （如高性能计算机、图形图像生成系统，以及特制 服装、数据手套、数据头盔等）的支持下生成一个 逼真的、三维的，具有一定的视、听、触、嗅等感 知能力的环境，使用户产生身临其境的感觉并能以 简捷、自然的方法与虚拟世界中的对象进行交互作 用。
著名虚拟现实专家被称为“虚拟现实之父”的克鲁 格博士创造出第一个虚拟现实技术系统：“人工实 在” ，提出了人与计算机产生的世界进行交互的思 想。
伊万.萨瑟兰推出“三维头盔显示器”
（3）初步发展阶段：20世纪80—— 90年代
托马斯．齐摩尔曼和加隆·拉尼尔发明了一种在每个 活动关节上都配有传感器的特殊手套：数据手套。 1989年他们两人组建了VPL公司并创造“虚拟现实” 一词用以表示使用头盔显示器所观看到的景象
虚拟现实技术的发展及其思考
一、对虚拟现实技术的理解
（一）有关概念 1、“虚拟” 2、“现实” 3、“虚拟现实”
1、“虚拟”
“虚拟”一词来源于拉丁语“virtus”、 “virtualis”，它的本义表示具有“可产生某 种效果的内在力量或者能力”。
中世纪逻辑学家邓·司各特认为事物的概念不 是以形式的方式，而是以产生某种效果的内 在力量或者能力的方式涵盖其经验性的内容， 因此事物的概念就是一种虚拟的实在。
虚拟现实系统图
（二）虚拟现实技术的发展
1、哲学思想渊源 2、技术发展历程
1、技术的哲学思想渊源
（1）柏拉图的“洞穴”之喻 （2）莱布尼茨的生命之地 （3）海德格尔的存在论与技术论
2、技术的发展历程
（1）历史渊源：20世纪50年代 美国的莫顿.海利希的“拱廊体验”就利用电
影技术向观众提供了沿曼哈顿的想象之旅。 他创造性地利用振动把手及座位，让观众经 历了一次妙趣横生的三维旅行。 （如图）
“虚拟”概念的理解
（1）“虚拟”最初与“现实”是一对反义词，虚 拟的意为潜在的。后来，虚拟虽仍意味着潜在的， 但主要指具有可能性的。
（2）“实际的”。《牛津高阶英语学习词典》 (OALD)中对“虚拟的”（virtual）一词的解释是： 实际的，但尚未在名义上或正式获得承认。
（3）虚拟的第三种涵义是“好像是，但毕竟不 是”。这种理解实际上与第二种十分接近，但与第 二种理解所强调的地方略有不同，它强调的是虚拟 的事物和过程与被虚拟的原型的差异，而前者则突 出虚拟物和过程与原型的类似性和替代性关系。
海利希制作的模型装置
（2）起步阶段：20世纪60——70年代
重要人物：伊万.萨瑟兰
1963年发表博士论文“速写板”人机图形通信系统， 为该技术在图形学领域开辟了道路；1965年他作了 题为“终极显示”的报告，提出用头盔显示装置来 观看计算机产生的各种图像，即虚拟现实技术的窗 口为计算机的屏幕。这一重要的技术原创性思想提 出了虚拟现实技术实现的基本方案。此论文被公认 为虚拟现实技术的里程碑。1968年他又推出“三维 头盔显示器”，向虚拟现实技术迈出了坚实的一步。
虚拟现实技术的商业应用始于80年代，当时虚拟现 实已作为可行技术而被认识。美国加州大学迈克尔. 麦格里威博士在美国军方资助下创造了飞机场虚拟 环境，获得成功，并轰动了科学界、工业界和军事 界。
运用VR技术设计波音777飞机取得成功
（三）“虚拟现实”的内涵及特
征
1、技术要素 三种基本的技术要素：1，图像。虚拟物体要有三维结构的
2、沉浸性（Immersion）
又称沉浸感，它是指使用者感到作为主角存 在于模拟环境中的真实程度。VR技术最主要 的技术特征就是使用户具备一种在计算机虚 拟环境中的沉浸感，即让用户觉得自己是计 算机系统所创建的虚拟环境的一部分，使人 由观察者变为参与者，能全身心地投入计算 机实践并沉浸于其中。
2、虚拟现实技术的特征
主要特征：3I（immersion、interactivity、 imagination ）
3I
1、交互性（Interactivity） 交互性是指参与者对虚拟环境内物体的可操
作程度和从环境户得到反馈的自然程度(包括 实时性)。这种交互的产生，主要借助于各种 专用的三维交互设备(如头盔显示器、数据手 套等)，它们使人类能够如同在真实的环境一 样与虚拟环境与对象发生交互关系。
2、“现实”
“现实”一词最早是古希腊哲学家亚里士多 德提出的，它与“潜能”相对。潜能指“可 能性的存在”，现实指得到实现的潜能。潜 能通过运动转化为现实，如大理石与雕像的 关系就是潜能与现实的关系。潜能转化为现 实的过程即质料加上形式成为具体事物的过 程。在“虚拟现实”一词中的“现实” （Reality）通常表示“一个真实的事件、实 体或状态”。
Leabharlann Baidu、构想性
虚拟现实技术中人与虚拟环境的交互作用， 在本质上是预成性的而是生成性的。
虚拟现实技术的应用是VR与设计者并行操作， 为发挥它们的创造性而设计的。过去，人只 能从定量计算为主的结果中得到启发而加深 对事物的认识。现在，借助于VR技术，人有 可能从定性和定量综合集成的虚拟环境中得 到感性和理性的认识，进而使人能深化概念、 产生新意和构想，主动地寻求、探索信息， 而不是被动地接收，这就更进一步地依赖和 体现了虚拟现实的创意和构想性。
显示，其中主要由以双目视察、运动视差提供的深度信息； 2，交互。虚拟物体与用户间的交互是三维的，用户是交互 作用的主体；用户能觉察到自己是在虚拟环境中参与对物体 的控制，交互是多感知的，用户可以使用与现实生活不同的 方式与虚拟物体交互。3，行为。虚拟物体在独自活动、或 交互作用、或与用户交互作用时，其动态都要有一定的表现， 这些表现或者服从自然规律，或者遵循设计者想象的规律.
3、“虚拟现实”
“虚拟现实”一词英文为“Virtual Reality”，常见 的译法有“虚拟现实”、“虚拟实在”、“人工现 实”、“灵境”、“虚拟实境”等，目前学术界主 要采用“虚拟现实”与“虚拟实在”这两种译法。
虚拟现实技术是指在计算机软硬件及各种传感器 （如高性能计算机、图形图像生成系统，以及特制 服装、数据手套、数据头盔等）的支持下生成一个 逼真的、三维的，具有一定的视、听、触、嗅等感 知能力的环境，使用户产生身临其境的感觉并能以 简捷、自然的方法与虚拟世界中的对象进行交互作 用。
著名虚拟现实专家被称为“虚拟现实之父”的克鲁 格博士创造出第一个虚拟现实技术系统：“人工实 在” ，提出了人与计算机产生的世界进行交互的思 想。
伊万.萨瑟兰推出“三维头盔显示器”
（3）初步发展阶段：20世纪80—— 90年代
托马斯．齐摩尔曼和加隆·拉尼尔发明了一种在每个 活动关节上都配有传感器的特殊手套：数据手套。 1989年他们两人组建了VPL公司并创造“虚拟现实” 一词用以表示使用头盔显示器所观看到的景象
虚拟现实技术的发展及其思考
一、对虚拟现实技术的理解
（一）有关概念 1、“虚拟” 2、“现实” 3、“虚拟现实”
1、“虚拟”
“虚拟”一词来源于拉丁语“virtus”、 “virtualis”，它的本义表示具有“可产生某 种效果的内在力量或者能力”。
中世纪逻辑学家邓·司各特认为事物的概念不 是以形式的方式，而是以产生某种效果的内 在力量或者能力的方式涵盖其经验性的内容， 因此事物的概念就是一种虚拟的实在。
虚拟现实系统图
（二）虚拟现实技术的发展
1、哲学思想渊源 2、技术发展历程
1、技术的哲学思想渊源
（1）柏拉图的“洞穴”之喻 （2）莱布尼茨的生命之地 （3）海德格尔的存在论与技术论
2、技术的发展历程
（1）历史渊源：20世纪50年代 美国的莫顿.海利希的“拱廊体验”就利用电
影技术向观众提供了沿曼哈顿的想象之旅。 他创造性地利用振动把手及座位，让观众经 历了一次妙趣横生的三维旅行。 （如图）
“虚拟”概念的理解
（1）“虚拟”最初与“现实”是一对反义词，虚 拟的意为潜在的。后来，虚拟虽仍意味着潜在的， 但主要指具有可能性的。
（2）“实际的”。《牛津高阶英语学习词典》 (OALD)中对“虚拟的”（virtual）一词的解释是： 实际的，但尚未在名义上或正式获得承认。
（3）虚拟的第三种涵义是“好像是，但毕竟不 是”。这种理解实际上与第二种十分接近，但与第 二种理解所强调的地方略有不同，它强调的是虚拟 的事物和过程与被虚拟的原型的差异，而前者则突 出虚拟物和过程与原型的类似性和替代性关系。