浅谈虚拟现实.pptx
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VR虚拟现实技术概论PPT(共 20张)
3.航空航天
航空航天领域应用VR也比较早。 驾驶员戴着头盔进行操作，测试飞机仪表 布局、色度，起落时的光照是否合适，依此对 设计进行调整。
4.安防监控。
虚实融合的监控系统，把 边虚拟环境融合在一起， 的视频无缝融合，提升了 和适人化水平。
5.医疗健康
•
VR在医疗健康领域极具发展潜力。
• 首先是对人体及人体器官的三维可 交互展示，这样就可以通过虚拟手术模 拟器对大夫进行手术培训。还可以构建 个性化病体器官模型，进行具体的手术 规划和预演，从而大幅度提升手术效果， 对医疗手术带来颠覆性影响。
一、虚拟现实是什么
•
VR的目标是以计
算机技术为核心，结合
其他相关科学技术，生
成与一定范围现实世界
在视、听、触觉等方面
高度近似的数字化环境，
人们通过一些交互设备
与该数字化环境进行交
互，能够产生亲临现实
世界的体验。
VR具有的特征：
一是沉浸感，参与者可以全身心沉浸于计算机 生成的三维虚拟环境中；
二是交互性，参与者可以通过一些VR交互设 备和虚拟环境中的对象进行交互，产生与对应 真实环境中的对象进行交互的体验。现在自然 交互、体感交互是非常热的一个研究方向。
• VR技术的发展可以给许多行业带来升级换代式发 航天、国防军事、装备制造、智慧城市、医疗健康、 文化教育等；会对许多产业产生颠覆性影响，如影视 游、商务、社交网络等，同时可望形成新型的VR产业 VR人机
• 交互设备产业，行业应用模拟器、虚拟环境产业 件与嵌入式系统产业，领域和行业模型数据产业，网 端VR产业和VR服务产业等。可以说VR产业进入了爆 前夜。
VR 虚 拟 现 实
—
目 录
虚拟现实技术概述(PPT187页).pptx
基于头盔式显示器的系统
投影式虚拟现实系统
远程存在系统（遥在系统）
增强式虚拟现实系统
分布式虚拟现实系统 网络+虚拟现实
➢虚拟现实系统：
=用户+硬件+虚拟环境 ✓交互性
用户
用户信息 反馈信息
虚拟环境
第二章 虚拟现实系统的硬件
➢用户+硬件+虚拟环境 ✓交互性
用户
用户信息 反馈信息
虚拟环境
化
30m s
跟踪范围
半径<1.6m 的半球形
4～5m3
光学 2mm 0.02mm
1mm
＜ 4～8m3（可 1ms 扩展至14m3）
3
三维位置跟踪器类型
典型输入输出装置：
➢三维跟踪传感设备 ➢立体鼠标 ➢传感手套 ➢数据衣 ➢立体显示器 ➢触觉和力觉反馈装置 ➢3-D声音生成器
1、三维位置跟踪器
跟踪器的作用：
获得移动对象的位置和方向信息；
应用：
航行、导弹、CG艺术、交通、 GPS等
VR：
高精度、快速、测量范围小
跟踪器：跟踪身体
身体跟踪：VR系统感知参与者位置和动作； ✓身体姿态与手势； ✓跟踪头部：头的朝向，影响绘制场景 ✓手和手指：手提供了与世界交互的方法
注意：
延迟的原因在于：跟踪器对移动对象的运 动总是滞后的。
系统延迟＝测量延迟＋通信延迟＋绘制与 显示延迟
导致HMD的运动与用户看到的虚拟场景的 运动之间有很大的时间迟滞
对于使用者来说，一方面沉浸感降低，另 一方面导致“仿真病”。
降低延迟的方法：
1.同步锁相：让跟踪器和通信的周期 与显示的周期同步。
2.使用高速通信线路 3.提高跟踪器的采样率（更新率）
《VR虚拟现实》课件
游戏
广泛应用于PC和游戏机等平台上的VR游 戏，让用户获得前所未有的沉浸式体验。
娱乐
除了游戏以外，VR虚拟现实还在体育、 影视、音乐等领域得到广泛应用。
医疗保健
虚拟现实可用于疼痛管理、物理治疗、 手术模拟等场景。这种技术可以改善患 者的情绪，提供更安全的治疗环境。
建筑设计
VR还可用于建筑设计模拟，帮助设计师 和业主更好地理解设计方案。
蒸汽酱vr游戏加分
制作背景介绍
《蒸汽酱VR游戏》是一款脑力风 暴类 VR 游戏，游戏设计灵感源 自不少经典的电影和电视剧。
设计思路实现
游戏难度逐渐递增，设计师提供 了多种多样的障碍，通过 VR 技 术，游戏让玩家真实地体验到了 飞行的乐趣。
游戏难度和亮点
《蒸汽酱VR游戏》最大的亮点在 于他的游戏性和挑战性。游戏中 的飞行过程不仅需要考验用户的 操作能力，还需要进行技术和智 力方面的探索基础内容。
自20世纪70年代以来，VR已 得到长足发展。不断的技术 发展让VR在多方面发挥作用， 成为眼前最引人瞩目的技术 趋势之一。
VR虚拟现实的优势与应 用
VR虚拟现实技术有着重要的 战略意义。以下是VR虚拟现 实最常见的应用场景：游戏、 教育、医疗保健、制造业、 建筑设计、军事、旅游。
பைடு நூலகம் 技术
VR虚拟现实技术的基础
VR虚拟现实的未来
1 VR虚拟现实的趋势
2 VR虚拟现实的进一步 3 VR虚拟现实带来的社
发展
会影响
VR虚拟现实将会变得越来
越流行，发展出更逼真的
技术将继续发展，开发商
VR技术将在渐进的过程中
效果和更多的功能。
将继续推动VR虚拟现实的
改变我们的生活方式，从
虚拟现实技术65课件.pptx
虚拟现实硬件基础
立体显示器不需借助外部设备和编程开发技术，只要有三维模型，就可以实现三维模型的立体显示。
虚拟现实硬件基础
虚拟环境的听觉通道听觉环境系统的组成语音与音响合成设备 识别设备 声源定位设备 人类进行声音的定位依据两个要素：两耳时间差(Interaural Time Differences，简称ITD)两耳强度差(Interaural Intensity Differences，简称IID)。
虚拟现实系统的分类
虚拟现实系统的分类叠加式：叠加式虚拟现实系统允许用户对现实世界进行观察的同时，虚拟图像叠加在被观察点(即现实世界)之上。叠加式虚拟现实系统又称为“补充现实系统”或者“扩大的现实系统”(Augmented Reality，A11)。
虚拟现实系统的分类
虚拟现实系统的分类分布式虚拟现实系统(DVR)是一种基于网络的虚拟现实系统，它可使一组虚拟环境连成网络，使其能在虚拟域内交互，同时在交互过程中意识到彼此的存在，每个用户是虚拟环境中的一个化身(Avatar)。它的基础是网络技术、实时图像压缩技术等，它的关键是分布交互仿真协议，必须保证各个用户在任意时刻的虚拟环境视图是一致的，而且协议还必须支持用户规模的可伸缩性，常用的分布式协议是DIS和HLA。分布式VR技术主要运用于远程虚拟会议，虚拟医院，虚实(Artificial Reality，简称AR) ：与VR相类似的一个概念，它是可以更方便地与用可视化技术建立的三维空间中的物体进行交互的技术。这个空间是人造的，但是物体的控制方法就像物体在现实空间中一样，所以就称为人工现实。例如，可用AR技术来漫游用可视化技术建立的大脑结构。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。
虚拟现实的研究现状
虚拟现实VR ppt课件
• 2012年OculusRift众筹大获成功、2014年3月 Facebook耗资20亿美元（4 亿美元现金，以及2.31亿 股普通股栗）将其收购，将VR技术由开发者层面 推 向了资本的前台，Sony、HTC等大厂纷纷跟进；
• 2014年6月谷歌在I/O大会上发布了第一代CardBoard, 带来了超廉价版VR 解决方案，年底时走同样插手机 路线的三星Gear VR发售；
• 2014年9月Oculus宣布公开OculusRiftDKI外设源代码 及工程原理图，国内VR头盔设备开发商大量涌现；
2016年-------VR元年
• 2016为什么是VR元年？公认的三大头盔厂 Oculus、Sony、HTC之前只是 推出了开发者版， 2016年将正式推出消费版产品，OculusRift、 HTCVive 分别于1月6日、2月29日预售，Sony PlayStation VR于3月15日发布。
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
VR历史
VR技术在手术以及医疗教学领域的应用
过去师傅做手术，徒弟在一旁边学边看在这里 行不通了——因为创口极小，学生无法直接的 观察到病理症状，这就给手术教学带来了一个 难题。虽然通过腹腔镜传回的画面也能探知一 二，但是传统摄像头传回的画面是没有方位感 和空间感的。今天，VR技术简直就是为了解决 这个难题而生的！通过3D腹腔镜（以后还会有 全景腹腔镜），学生可以像在人体内遨游般的 沉浸式观察病理特征以及有经验的老医师的手 术操作。这对于现代医疗教学、甚至是疑难病 理研究都具有非常大的意义。
• 2014年6月谷歌在I/O大会上发布了第一代CardBoard, 带来了超廉价版VR 解决方案，年底时走同样插手机 路线的三星Gear VR发售；
• 2014年9月Oculus宣布公开OculusRiftDKI外设源代码 及工程原理图，国内VR头盔设备开发商大量涌现；
2016年-------VR元年
• 2016为什么是VR元年？公认的三大头盔厂 Oculus、Sony、HTC之前只是 推出了开发者版， 2016年将正式推出消费版产品，OculusRift、 HTCVive 分别于1月6日、2月29日预售，Sony PlayStation VR于3月15日发布。
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
VR历史
VR技术在手术以及医疗教学领域的应用
过去师傅做手术，徒弟在一旁边学边看在这里 行不通了——因为创口极小，学生无法直接的 观察到病理症状，这就给手术教学带来了一个 难题。虽然通过腹腔镜传回的画面也能探知一 二，但是传统摄像头传回的画面是没有方位感 和空间感的。今天，VR技术简直就是为了解决 这个难题而生的！通过3D腹腔镜（以后还会有 全景腹腔镜），学生可以像在人体内遨游般的 沉浸式观察病理特征以及有经验的老医师的手 术操作。这对于现代医疗教学、甚至是疑难病 理研究都具有非常大的意义。
VR虚拟现实技术概论.pptx
• 交互设备产业，行业应用模拟器、虚拟环境产业，VR平台软 件与嵌入式系统产业，领域和行业模型数据产业，网络、移动终 端VR产业和VR服务产业等。可以说VR产业进入了爆发式发展的 前夜。
THANKS
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。2 0.12.920.12.9Wednesday, December 09, 2020
பைடு நூலகம் 1.国防军事
许多科学技术都是首先在军事领域得到应用，包括VR技 术。构成分布式虚拟战场环境，进行异地的军事训练。军事 仿真训练的优势，是可以构造任何作战地形环境和作战目标， 并节约大量经费。
2.装备制造
在装备设计、研发过程中， 可以采用虚拟样机技术。
现在建筑行业也在开发应 用VR，可以将建筑效果和整个 施工全过程完全三维化地呈现 给甲方，而且和结构设计相结 合，对建筑设计带来重大影响。
（三）人机交互
第三类问题是人对虚拟环 境中对象的操作,以及虚拟环境对 象对现实世界的作用，也就是VR 人机交互问题，主要涉及人或外部 世界与虚拟环境之间互相作用的信 息交换方式与人机交互设备。
总结：
• VR技术的发展可以给许多行业带来升级换代式发展，如航空 航天、国防军事、装备制造、智慧城市、医疗健康、公共安全、 文化教育等；会对许多产业产生颠覆性影响，如影视、游戏、旅 游、商务、社交网络等，同时可望形成新型的VR产业生长点，如 VR人机
二是交互性，参与者可以通过一些VR交互设 备和虚拟环境中的对象进行交互，产生与对应 真实环境中的对象进行交互的体验。现在自然 交互、体感交互是非常热的一个研究方向。
三是构想性，参与者在虚拟环境中 可以激发想象，或者可以构想未来 世界和历史世界。
THANKS
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。2 0.12.920.12.9Wednesday, December 09, 2020
பைடு நூலகம் 1.国防军事
许多科学技术都是首先在军事领域得到应用，包括VR技 术。构成分布式虚拟战场环境，进行异地的军事训练。军事 仿真训练的优势，是可以构造任何作战地形环境和作战目标， 并节约大量经费。
2.装备制造
在装备设计、研发过程中， 可以采用虚拟样机技术。
现在建筑行业也在开发应 用VR，可以将建筑效果和整个 施工全过程完全三维化地呈现 给甲方，而且和结构设计相结 合，对建筑设计带来重大影响。
（三）人机交互
第三类问题是人对虚拟环 境中对象的操作,以及虚拟环境对 象对现实世界的作用，也就是VR 人机交互问题，主要涉及人或外部 世界与虚拟环境之间互相作用的信 息交换方式与人机交互设备。
总结：
• VR技术的发展可以给许多行业带来升级换代式发展，如航空 航天、国防军事、装备制造、智慧城市、医疗健康、公共安全、 文化教育等；会对许多产业产生颠覆性影响，如影视、游戏、旅 游、商务、社交网络等，同时可望形成新型的VR产业生长点，如 VR人机
二是交互性，参与者可以通过一些VR交互设 备和虚拟环境中的对象进行交互，产生与对应 真实环境中的对象进行交互的体验。现在自然 交互、体感交互是非常热的一个研究方向。
三是构想性，参与者在虚拟环境中 可以激发想象，或者可以构想未来 世界和历史世界。
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》课件
06
VR安全与伦理问题
对青少年身心影响
视力影响
长时间使用VR设备可能导致青少 年视力下降或出现视觉疲劳。
心理影响
过度沉浸于虚拟世界可能影响青 少年的认知和情感发展，导致社
交障碍、焦虑、抑郁等问题。
行为影响
VR中的暴力、色情内容可能对青 少年的行为产生不良影响，需要
家长和教师的关注和引导。
沉迷与成瘾问题
桌面式VR设备
总结词
通过电脑屏幕或专业头戴式显示器显示 虚拟场景，用户通过鼠标、键盘、游戏 手柄等输入设备与虚拟场景进行交互。
VS
详细描述
桌面式VR设备通常比较轻便，价格相对 较低，适合于在家庭或办公室使用。用户 通过电脑屏幕或专业头戴式显示器看到虚 拟场景，通过输入设备进行交互，如旋转 、移动、点击等操作。这种设备可以提供 沉浸式的虚拟体验，但与真正的沉浸式 VR设备相比，体验感可能略显不足。
内容丰富与多样性
总结词
VR内容的丰富多样是推动VR技术普及的关键因素之一。
详细描述
为了吸引更广泛的用户群体，VR内容需要涵盖各种类型和风格，包括游戏、电影、教 育、医疗等。目前，VR内容市场正在快速发展，但仍然面临内容数量和质量的问题。 为了提高VR内容的多样性和质量，需要鼓励更多的创作者和开发者参与VR内容的创作
虚拟环境交互技术是虚拟现实技术的另一个关键技术，它通过模拟现实世界的交 互方式，使用户能够与虚拟环境进行互动，以提高虚拟体验的真实感。
虚拟环境交互技术包括对物体的操作、环境的交互等，例如在虚拟环境中拿起物 品、打开门、与虚拟角色交流等。这些交互的实现需要借助特定的设备，如手柄 、手套等。
03
VR设备的分类与特点
和开发，同时提供更好的工具和支持平台。
《vr虚拟现实》课件
解决方案
通过不断的技术创新和研发，提 高VR设备的硬件性能，优化软件 算法，以解决技术瓶颈问题。
用户体验与设计
用户体验
良好的用户体验是VR技术发展的关 键，包括舒适度、交互自然性、视觉 真实感等方面。
设计原则
遵循人体工学和心理学原理，注重用 户需求和习惯，提高VR产品的易用性 和舒适性。
内容创新与制作
声音设备
耳机
提供立体声音频，增强虚拟世 界的真实感。
麦克风
用于语音交互和语音识别，实 现语音控制和交流。
音效和音质
音效和音质对营造虚拟环境的 氛围和沉浸感至关重要。
舒适度
耳机和麦克风的舒适度也是重 要的考量因素，长时间使用不
易疲劳。
其他设备
数据线和其他连接设备
兼容性和扩展性
为了确保稳定的图像和声音传输，需 要高质量的数据线和连接设备。
02
03
04
控制器
用于用户与虚拟世界进行交互 的设备，如手柄、手套等。
定位器
通过接收器和传感器，精确追 踪用户的动作和位置，实现真
实与虚拟的交互。
精确度和响应速度
控制器和定位器的精确度和响 应速度影响用户体验的真实感
和交互性。
舒适度和易用性
设备舒适度和易用性也是重要 的考量因素，方便用户操作和
携带。
02
它通过模拟人的视觉、听觉、触 觉等感官感受，使用户仿佛身临 其境地置身于一个三维的虚拟环 境中，与虚拟世界进行互动。
VR虚拟现实发展历程
01
02
03
1950年代
科幻小说家首次提出虚拟 现实概念。
1980年代
VR开始进入商业化应用， 推出了一些VR设备和游戏 。
通过不断的技术创新和研发，提 高VR设备的硬件性能，优化软件 算法，以解决技术瓶颈问题。
用户体验与设计
用户体验
良好的用户体验是VR技术发展的关 键，包括舒适度、交互自然性、视觉 真实感等方面。
设计原则
遵循人体工学和心理学原理，注重用 户需求和习惯，提高VR产品的易用性 和舒适性。
内容创新与制作
声音设备
耳机
提供立体声音频，增强虚拟世 界的真实感。
麦克风
用于语音交互和语音识别，实 现语音控制和交流。
音效和音质
音效和音质对营造虚拟环境的 氛围和沉浸感至关重要。
舒适度
耳机和麦克风的舒适度也是重 要的考量因素，长时间使用不
易疲劳。
其他设备
数据线和其他连接设备
兼容性和扩展性
为了确保稳定的图像和声音传输，需 要高质量的数据线和连接设备。
02
03
04
控制器
用于用户与虚拟世界进行交互 的设备，如手柄、手套等。
定位器
通过接收器和传感器，精确追 踪用户的动作和位置，实现真
实与虚拟的交互。
精确度和响应速度
控制器和定位器的精确度和响 应速度影响用户体验的真实感
和交互性。
舒适度和易用性
设备舒适度和易用性也是重要 的考量因素，方便用户操作和
携带。
02
它通过模拟人的视觉、听觉、触 觉等感官感受，使用户仿佛身临 其境地置身于一个三维的虚拟环 境中，与虚拟世界进行互动。
VR虚拟现实发展历程
01
02
03
1950年代
科幻小说家首次提出虚拟 现实概念。
1980年代
VR开始进入商业化应用， 推出了一些VR设备和游戏 。
虚拟现实发展(PPT 30张)
虚拟现实场景
虚拟现实数字城市
沃尔玛打造的购物新体
虚拟现实技术的发展
早在60年代初，随着CAD技术的发展，人们
就开始研究立体声与三维立体显示相结合的 计算机系统。 80年代，Jaron Lanier提出了"虚拟现实"VR （Virtual Reality）的观点，目的在于建立一 种新的用户界面，使用户可以置身于计算机 所表示的三维空间资料库环境中，并可以通 过眼、手、耳或特殊的空间三维装置在这个 环境中"环游"，创造出一种"亲临其境"的感觉
3)、打破空间、时间的限制利用虚拟现实技
术，可以彻底打破时间与空间的限制。大到 宇宙天体，小至原子粒子，学生都可以进入 这些物体的内部进行观察。一些需要几十年 甚至上百年才能观察的变化过程，通过虚拟 现实技术，可以在很短的时间内呈现给学生 观察。例如，生物中的孟德尔遗传定律，用 果蝇做实验往往要几个月的时间，而虚拟技 术在一堂课内就可以实现。
虚拟现实应用于静物展示
虚拟现实应用于道路桥梁
虚拟现实应用于地理科学
跳伞模拟
城市规划
虚拟现实实验室
虚拟现实头盔
虚拟现实在教育中的应用
虚拟现实应用于教育是教育技术发展的 一个飞跃。它营造了“自主学习”的环 境，由传统的“以教促学”的学习方式 代之为学习者通过自身与信息环境的相 互作用来得到知识、技能的新型学习方 式。
运而生的一种新兴而独立的艺术门类，在 《虚拟现实艺术： 形而上的终极再创造》一 文中，关于VR艺术有如下的定义：“以虚拟 现实（VR）、增强现实（AR）等人工智能 技术作为媒介手段加以运用的艺术形式，我 们称之为虚拟现实艺术，简称VR艺术……该 艺术形式的主要特点是超文本性和交互性。”
虚拟现实技术概述(PPT72页)
第一种情况是完全对真实世界中的环境进行再现。如虚 拟小区对现实小区的虚拟再现、军队中的虚拟战场、虚拟实 验室中的各种仪器等，这种真实环境，可能已经存在，如下 图所示，也可能是已经设计好但是尚未建成，也可能是原来 完好，现在被破坏。
科技引领时代，创新塑造未来
2021/7/2
10
1.1.1 虚拟现实的概念
科技引领时代，创新塑造未来
2021/7/2
15
1.1.2 虚拟现实的本质特征
交互性（Interaction)是用户通过使用专门输入和输出设 备，用人类的自然技能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。虚拟现实系统强调人与 虚拟世界之间以近乎自然的方式进行交互。即不仅用户 通过传统设备(键盘和鼠标等)和传感设备（特殊头盔、数 据手套等），使用自身的语言、身体的运动等自然技能 ，对虚拟环境中的对象进行操作。而且计算机能够根据 用户的头、手、眼、语言及身体的运动来调整系统呈现 的图像及声音。(手握东西)
3．沉浸感 通过相关的设备，采用逼真的感知和自然的动作，
使人仿佛置身于真实世界，消除了人的枯燥、生硬和被动 的感觉，大大提高工作效率。
科技引领时代，创新塑造未来
2021/7/2
13
1.1.2 虚拟现实的本质特征
虚拟现实的概念中有三个I： （1）Immersion(沉浸)，是指逼真的，身临其境的
感觉。 （2）Interaction(交互)，是指用户感知与操作环境。 （3）Imagination(想象)，是指创造性。
虚拟现实系统中的虚拟环境，可能有下列几种情况。
第三种情况是对真实世界中人类不可见的现象或环境进 行仿真。如分子结构、各种物理现象等。这种环境是真实环 境，客观存在的，但是受到人类视觉、听觉器官的限制不能 感应到。一般情况是以特殊的方式（如放大尺度的形式）进 行模仿和仿真，使人能够看到，听到，或者感受到，体现科 学可视化。
科技引领时代，创新塑造未来
2021/7/2
10
1.1.1 虚拟现实的概念
科技引领时代，创新塑造未来
2021/7/2
15
1.1.2 虚拟现实的本质特征
交互性（Interaction)是用户通过使用专门输入和输出设 备，用人类的自然技能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。虚拟现实系统强调人与 虚拟世界之间以近乎自然的方式进行交互。即不仅用户 通过传统设备(键盘和鼠标等)和传感设备（特殊头盔、数 据手套等），使用自身的语言、身体的运动等自然技能 ，对虚拟环境中的对象进行操作。而且计算机能够根据 用户的头、手、眼、语言及身体的运动来调整系统呈现 的图像及声音。(手握东西)
3．沉浸感 通过相关的设备，采用逼真的感知和自然的动作，
使人仿佛置身于真实世界，消除了人的枯燥、生硬和被动 的感觉，大大提高工作效率。
科技引领时代，创新塑造未来
2021/7/2
13
1.1.2 虚拟现实的本质特征
虚拟现实的概念中有三个I： （1）Immersion(沉浸)，是指逼真的，身临其境的
感觉。 （2）Interaction(交互)，是指用户感知与操作环境。 （3）Imagination(想象)，是指创造性。
虚拟现实系统中的虚拟环境，可能有下列几种情况。
第三种情况是对真实世界中人类不可见的现象或环境进 行仿真。如分子结构、各种物理现象等。这种环境是真实环 境，客观存在的，但是受到人类视觉、听觉器官的限制不能 感应到。一般情况是以特殊的方式（如放大尺度的形式）进 行模仿和仿真，使人能够看到，听到，或者感受到，体现科 学可视化。
虚拟现实技术概述(PPT41页).pptx
有关虚拟现实技术的研究。如，1984年，NASA Ames研究中心虚拟行星探测实验室将火星探测器发回的 数据输入计算机，为地面研究人员构造了火星表面的三维 虚拟环境。 90年代，计算机软硬件的发展为虚拟现实系统的发展打 下了的基础。1993年11月，宇航员利用虚拟现实系统 成功地完成了从飞机的运输舱内取出望远镜面板的工作。 再如，用虚拟现实技术设计波音777获得成功。
二、虚拟现实的发展简史
1965年，Sutherland在《终极的显示》中首次提出虚 拟现实系统的基本思想。
1966年，MIT的林肯实验室开始头盔式显示器研制。 70年代出现第一个功能较齐全的HMD系统。 80年代初正式提出了“Virtual Reality”一词 80年代，美国宇航局（NASA）及国防部组织了一系列
三、常见的桌面虚拟现实技术
基于静态图像的虚拟现实技术☆ 采用连续拍摄的图像和视频，在计算机中拼接建立实景化
虚拟空间 VRML（虚拟现实造型语言）☆ 采用描述性的文本语言描述基本的三维物体的造型，通过
一定的控制，将这些基本的三维造型组合成虚拟场景，当 浏览器浏览这些文本描述信息时，在本地进行解释执行， 生成虚拟的三维场景。 桌面CAD（computer associated design计算机辅 助设计）系统 利用桌面三维图形绘制技术对虚拟世界进行建模，通过计 算机的显示器进行观察，并能自由地控制视点和视角。
医学 医生远程做手术
培训 汽车驾驶模拟训练，大型飞机驾驶模拟
娱乐
虚拟房地产推销
大型工程漫游
光学虚拟实验室
五、虚拟现实系统的发展趋势
桌面虚拟现实系统
虚拟现实系统有如下几种，在这里主要介绍桌面虚拟现实系统
一、什么是桌面虚拟现实系统？
二、虚拟现实的发展简史
1965年，Sutherland在《终极的显示》中首次提出虚 拟现实系统的基本思想。
1966年，MIT的林肯实验室开始头盔式显示器研制。 70年代出现第一个功能较齐全的HMD系统。 80年代初正式提出了“Virtual Reality”一词 80年代，美国宇航局（NASA）及国防部组织了一系列
三、常见的桌面虚拟现实技术
基于静态图像的虚拟现实技术☆ 采用连续拍摄的图像和视频，在计算机中拼接建立实景化
虚拟空间 VRML（虚拟现实造型语言）☆ 采用描述性的文本语言描述基本的三维物体的造型，通过
一定的控制，将这些基本的三维造型组合成虚拟场景，当 浏览器浏览这些文本描述信息时，在本地进行解释执行， 生成虚拟的三维场景。 桌面CAD（computer associated design计算机辅 助设计）系统 利用桌面三维图形绘制技术对虚拟世界进行建模，通过计 算机的显示器进行观察，并能自由地控制视点和视角。
医学 医生远程做手术
培训 汽车驾驶模拟训练，大型飞机驾驶模拟
娱乐
虚拟房地产推销
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五、虚拟现实系统的发展趋势
桌面虚拟现实系统
虚拟现实系统有如下几种，在这里主要介绍桌面虚拟现实系统
一、什么是桌面虚拟现实系统？
虚拟现实技术概述(PPT187页)
➢第一章 虚拟现实技术概述
➢虚拟现实定义（一）：
✓由交互式计算机仿真组成的一种媒体，能 够感知参与者的位置和动作，替代或增强 一种或多种感觉反馈，从而产生一种精神 沉浸或出现在仿真环境（虚拟世界）中的 感觉。
虚拟现实定义（二）：
✓采用以计算机技术为核心的现代高科技 手段生成逼真的视觉、听觉、触觉、嗅 觉、味觉等一体化的虚拟环境，用户从 自己的视点出发，借助特殊的输入输出 设备，采用自然的方式与虚拟世界的物 体进行交互，相互影响。
虚拟环境
第二章 虚拟现实系统的硬件
➢用户+硬件+虚拟环境 ✓交互性
用户
用户信息 反馈信息
虚拟环境
输入输出设备
必要性：
➢交互性——VR基本特性 特殊的人机接口与外部设备是实现人机交 互的必要手段
➢商品化，不成熟原型
终极目标：
能满足快速、自然的交互
如：
➢身体运动——3-D位置跟踪器； ➢手势——传感手套； ➢视觉反馈——立体显示器； ➢虚拟声音——3-D声音生成器； ➢观察方向——跟踪球和操纵杆。
➢ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。
08:305.26.202108:305.26.202108:3008:30:575.26.202108:305.26.2021
➢
15、 一 年 之 计 ，莫 如树谷 ；十年 之计， 莫如树 木；终 身之计 ，莫如 树人。 2021年 6月下午 12时46分 21.6.1812:46June 18, 2021
➢虚拟现实定义（一）：
✓由交互式计算机仿真组成的一种媒体，能 够感知参与者的位置和动作，替代或增强 一种或多种感觉反馈，从而产生一种精神 沉浸或出现在仿真环境（虚拟世界）中的 感觉。
虚拟现实定义（二）：
✓采用以计算机技术为核心的现代高科技 手段生成逼真的视觉、听觉、触觉、嗅 觉、味觉等一体化的虚拟环境，用户从 自己的视点出发，借助特殊的输入输出 设备，采用自然的方式与虚拟世界的物 体进行交互，相互影响。
虚拟环境
第二章 虚拟现实系统的硬件
➢用户+硬件+虚拟环境 ✓交互性
用户
用户信息 反馈信息
虚拟环境
输入输出设备
必要性：
➢交互性——VR基本特性 特殊的人机接口与外部设备是实现人机交 互的必要手段
➢商品化，不成熟原型
终极目标：
能满足快速、自然的交互
如：
➢身体运动——3-D位置跟踪器； ➢手势——传感手套； ➢视觉反馈——立体显示器； ➢虚拟声音——3-D声音生成器； ➢观察方向——跟踪球和操纵杆。
➢ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。
08:305.26.202108:305.26.202108:3008:30:575.26.202108:305.26.2021
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15、 一 年 之 计 ，莫 如树谷 ；十年 之计， 莫如树 木；终 身之计 ，莫如 树人。 2021年 6月下午 12时46分 21.6.1812:46June 18, 2021
虚拟现实技术2(共31张PPT)(共30张PPT)
志着虚拟现实技术与网络的结合变的越来越紧密。与此同时，新的网络编程语言的出
现促使了新的虚拟现实建模语言的诞生。如X3D Java3D等。
第七页，7共三十页。
虚拟现实 发展历史 (xū nǐ xiàn shí)
在我国虚拟现实技术的研究和一些发达国家相比还有很大的一段距 离．但是近十年来虚拟现实技术已经得到了相当的重视。国家科委国防科工委 都已将虚拟现实技术的研究列为重点攻关项目．国内许多研究机构和高校也都 在进行虚拟现实的研究和应用并取得了一些不错的研究成果．如北京航空航天 大学计算机系虚拟现实与可视化新技术研究室集成的分布式虚拟环境．清华大 学(qīnɡ huá dà xué)国家光盘工程研究中心所做的布达拉宫实现了大全景虚拟现 实等。现在，虚拟现实系统已突破了过去航空航天、军事、娱乐等几个特定应 用领域，打破了只有政府才能用得起的技术，渗入到了生活的各个方面，比如 航空、航天、铁道、建筑、土木、科学计算可视化等各个领域。
环境的视觉模拟，通过音响制作声音模拟，人的动作由传感器进行检测，然后通过控 制模块对虚拟环境进行操纵。同时，通过反馈作用给人以动感、触觉、力觉等感受。
第十五页1，5共三十页。
虚拟现实 系统分类 (xū nǐ xiàn shí)
桌面式虚拟现实系统
桌面式虚拟显示系统又称为非沉浸式虚拟显示系统，这种系统通过计算机屏幕、 投影屏幕作为用户观察虚拟环境的一个窗口，参与者仅使用一些简单外部设备来 控制虚拟环境和操纵虚拟场景中的物体。在桌面虚拟现实系统中，用户可以通过 事先设置的交互操作或者浏览器已附带的功能来实现虚拟环境的物体平移和旋转 (xuánzhuǎn)，以便从各个角度观看三维模型；也可以利用浏览器中的“walk”功 能在虚拟环境中浏览。如汽车模拟器、飞机模拟器、电子会议等都属于桌面 式虚拟现实系统。桌面式虚拟现实系统适宜推广应用，投资比较低，而且通 过附加一些低成本的辅助设备，如立体观察器、液晶显示光闸眼镜等就能达 到比较理想的模拟显示的效果。
现促使了新的虚拟现实建模语言的诞生。如X3D Java3D等。
第七页，7共三十页。
虚拟现实 发展历史 (xū nǐ xiàn shí)
在我国虚拟现实技术的研究和一些发达国家相比还有很大的一段距 离．但是近十年来虚拟现实技术已经得到了相当的重视。国家科委国防科工委 都已将虚拟现实技术的研究列为重点攻关项目．国内许多研究机构和高校也都 在进行虚拟现实的研究和应用并取得了一些不错的研究成果．如北京航空航天 大学计算机系虚拟现实与可视化新技术研究室集成的分布式虚拟环境．清华大 学(qīnɡ huá dà xué)国家光盘工程研究中心所做的布达拉宫实现了大全景虚拟现 实等。现在，虚拟现实系统已突破了过去航空航天、军事、娱乐等几个特定应 用领域，打破了只有政府才能用得起的技术，渗入到了生活的各个方面，比如 航空、航天、铁道、建筑、土木、科学计算可视化等各个领域。
环境的视觉模拟，通过音响制作声音模拟，人的动作由传感器进行检测，然后通过控 制模块对虚拟环境进行操纵。同时，通过反馈作用给人以动感、触觉、力觉等感受。
第十五页1，5共三十页。
虚拟现实 系统分类 (xū nǐ xiàn shí)
桌面式虚拟现实系统
桌面式虚拟显示系统又称为非沉浸式虚拟显示系统，这种系统通过计算机屏幕、 投影屏幕作为用户观察虚拟环境的一个窗口，参与者仅使用一些简单外部设备来 控制虚拟环境和操纵虚拟场景中的物体。在桌面虚拟现实系统中，用户可以通过 事先设置的交互操作或者浏览器已附带的功能来实现虚拟环境的物体平移和旋转 (xuánzhuǎn)，以便从各个角度观看三维模型；也可以利用浏览器中的“walk”功 能在虚拟环境中浏览。如汽车模拟器、飞机模拟器、电子会议等都属于桌面 式虚拟现实系统。桌面式虚拟现实系统适宜推广应用，投资比较低，而且通 过附加一些低成本的辅助设备，如立体观察器、液晶显示光闸眼镜等就能达 到比较理想的模拟显示的效果。
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