8.1.2虚拟现实系统的组成及特点

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虚拟现实系统的分类及其特点应用

1.虚拟现实系统有哪几种类型？各有什么特点及应用？
虚拟现实系统按照不同的标准有不同的分类，通常分为以下三类：
桌面虚拟现实系统；沉浸式虚拟现实系统；分布式虚拟现实系统
1）桌面是虚拟现实技术
特点：全面，小型，经济，适用
应用：VR工作者的教学，研发和实际应用
2）沉浸式虚拟现实系统
特点：虚拟环境可以是任意虚构的，实际不存在的世界；任何操作不对外界产生直接作用；一般用于娱乐或验证某一猜想假设，训练，模拟，预演，检验，体验等
应用：学院模拟演练系统
3）分布式虚拟现实系统
特点：共享的虚拟工作空间；伪实体的行为真实感；支持实时交互，共享时钟；多个用户以多种方式相互通信；资源信息共享以及允许用户自然操作环境中对象。

应用：远程教育，工程技术，建筑，电子商务，交互式娱乐，远程医疗，大规模军事训练等领域都有着极其广泛的应用前景，利用它可以创建多媒体通信，设计协作系统，实境式电子商务，网络游戏，虚拟社区全新的应用系统。

2.举例说明虚拟现实技术在医学领域的具体应用
在医学领域，目前正处于应用VR的初级阶段，其应用范围包括从建设合成药物的分子模型到各种医学模拟，以及进行解剖和外科手术教育等。

在此领域，VR应用大致有两类，一类是虚拟人体，另一类是虚拟手术技术。

具体应用：
医学仿真教学；虚拟解剖；虚拟心脏听诊；手术部位确定和手术预演；数字画人体制作演示；远程医疗等。

虚拟现实技术的概念与类型

虚拟现实技术的概念与类型虚拟现实技术的概念与类型1. 虚拟现实的概念虚拟现实技术是利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨显示技术，生成三维逼真的虚拟环境，使用者戴上特殊的头盔、数据手套等传感设备，或利用键盘、鼠标等输入设备，便可以进入虚拟空间，成为虚拟环境的一员，进行实时交互，感知和操作虚拟世界中的各种对象，从而获得身临其境的感受和体会。

2. 虚拟现实的特征(1) 沉浸性虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理心理特点，由电脑产生逼真的三维立体图像．使用者戴上头盔显示器和数据手套等交互设备，便可将自己置身于虚拟环境中，成为虚拟环境中的一员。

使用者与虚拟环境中的各种对象的相互作用，就如同在现实世界中的一样。

当使用者移动头部时，虚拟环境中的图像也实时地跟随变化，拿起物体可使物体随着手的移动而运动，而且还可以听到三维仿真声音。

使用者在虚拟环境中，一切感觉都是那么逼真，有一种身临其境的感觉。

(2) 交互性虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互，使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互，而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。

电脑能根据使用者的头、手、眼、语言及身体的运动，来调整系统呈现的图像及声音。

使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能，就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。

(3) 想象由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置，因此，使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知，从而到达身临其境的感受。

3.虚拟现实技术的类型(1) 桌面虚拟现实(2) 沉浸的虚拟现实(3) 增强现实性的虚拟现实(4) 分布式虚拟现实(1) 弥补远程教学条件的不足在远程教学中，往往会因为实验设备、实验场地、教学经费等方面的原因，而使一些应该开设的教学实验无法进行。

利用虚拟现实系统，可以弥补这些方面的不足，学生足不出户便可以做各种各样的实验，获得与真实实验一样的体会，从而丰富感性认识，加深对教学内容的理解。

虚拟现实技术概论教案

虚拟现实技术概论教案第一章：虚拟现实技术简介1.1 课程目标了解虚拟现实技术的概念、发展历程和应用领域。

1.2 教学内容1.2.1 虚拟现实技术的定义1.2.2 虚拟现实技术的发展历程1.2.3 虚拟现实技术的应用领域1.3 教学方法采用讲授法，结合案例分析，让学生了解并掌握虚拟现实技术的基本概念和发展状况。

1.4 教学活动1.4.1 导入：介绍虚拟现实技术的定义1.4.2 讲解：分析虚拟现实技术的发展历程和应用领域1.4.3 案例分析：让学生通过案例了解虚拟现实技术的应用1.5 作业与评估要求学生课后总结虚拟现实技术的发展历程，并在下一节课上进行分享。

第二章：虚拟现实技术的原理与技术2.1 课程目标了解虚拟现实技术的原理，掌握虚拟现实技术的关键技术。

2.2 教学内容2.2.1 虚拟现实技术的原理2.2.2 虚拟现实技术的关键技术2.3 教学方法采用讲授法，结合实验演示，让学生了解虚拟现实技术的原理和关键技术。

2.4 教学活动2.4.1 讲解：介绍虚拟现实技术的原理2.4.2 实验演示：展示虚拟现实技术的关键技术2.5 作业与评估要求学生课后总结虚拟现实技术的关键技术，并在下一节课上进行分享。

第三章：虚拟现实系统的组成与分类3.1 课程目标了解虚拟现实系统的组成，掌握不同类型的虚拟现实系统。

3.2 教学内容3.2.1 虚拟现实系统的组成3.2.2 虚拟现实系统的分类3.3 教学方法采用讲授法，结合实物展示，让学生了解虚拟现实系统的组成和分类。

3.4 教学活动3.4.1 讲解：介绍虚拟现实系统的组成3.4.2 实物展示：展示不同类型的虚拟现实系统3.5 作业与评估要求学生课后总结虚拟现实系统的分类，并在下一节课上进行分享。

第四章：虚拟现实技术的应用领域4.1 课程目标了解虚拟现实技术在不同领域的应用，掌握虚拟现实技术的产业现状。

4.2 教学内容4.2.1 虚拟现实技术在娱乐领域的应用4.2.2 虚拟现实技术在教育领域的应用4.2.3 虚拟现实技术在医疗领域的应用4.2.4 虚拟现实技术的产业现状与发展趋势4.3 教学方法采用讲授法，结合案例分析，让学生了解虚拟现实技术在不同领域的应用及产业发展情况。

虚拟现实技术特点及常用硬件

浅谈虚拟现实技术特点，组成和分类。

常用的虚拟现实软件，硬件和优缺点。

一：虚拟现实技术特点:多感知性（Multi-Sensory）所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。

理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。

由于相关技术，特别是传感技术的限制，目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。

浸没感（Immersion）又称临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。

理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假，使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中，该环境中的一切看上去是真的，听上去是真的，动起来是真的，甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的，如同在现实世界中的感觉一样。

交互性（Interactivity）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（包括实时性）。

例如，用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体，这时手有握着东西的感觉，并可以感觉物体的重量，视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。

构想性（Imagination）强调虚拟现实技术应具有广阔的可想像空间，可拓宽人类认知范围，不仅可再现真实存在的环境，也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。

由于浸没感、交互性和构想性三个特性的英文单词的第一个字母均为I，所以这三个特性又通常被统称为3I特性。

一般来说，一个完整的虚拟现实系统由虚拟环境、以高性能计算机为核心的虚拟环境处理器、以头盔显示器为核心的视觉系统、以语音识别、声音合成与声音定位为核心的听觉系统、以方位跟踪器、数据手套和数据衣为主体的身体方位姿态跟踪设备，以及味觉、嗅觉、触觉与力觉反馈系统等功能单元构成。

二：虚拟现实技术组成和分类:1、虚拟现实技术组成：1、效果发生器。

效果发生器是完成人与虚拟环境交互的硬件接口装置，包括人们产生现实沉浸感受到的各类输出装置，例如头盔显示器、立体声耳机；还包括能测定视线方向和手指动作的输入装置，例如头部方位探测器和数据手套等2、实景仿真器。

虚拟现实系统简介

1.4 虚拟现实的关键技术
2、大视野立体显示技术仅仅有一系列三维画面是不够的。VR试图给人身临其境的感觉，要求这些画面围绕着参与者，这样的效果是通过配戴头盔实现的。通常桌面显示器给人的画面视角仅为30度，而一个好的VR系统的画面将包容参与者的整个视野，这可能需要水平线40度角，垂直120度角。当前大多数头盔显示器的图象显示装置使用的液晶显示器（LCD），这种显示器的有效分辩率一般仅为140线。要将如此低分辩率的显示屏通过光学透镜子装置横向扩展到一个较大的视野内，其显示效果是可想而知的。
1.4 虚拟现实的关键技术
3、位置跟踪器位置跟踪器可以检测到参与者的物理位置和取向，以便输入到计算机中去产生虚拟境界中相应的图象和声音。这一般是使用简单的电磁装置来实现的。几个很小的发射器固定在用户的身上，例如，头盔中放一个，每只手上放一个，通过固定在VR系统上的接收装置，可以跟踪参与者的位置和方向。还可以使用若干台数字化摄像机，通过图象处理的方法专门用来监测参与者头部、手部的位置和方向。
1.4 虚拟现实的关键技术
1、三维真实感图象的实时生成
对于三维真实感造型，大家一定不会陌生。只要有足够的时间，计算机图形学方法就可以产生具有高度真实感的物体图象。但是，VR的实是特性所限定的正是时间。 VR系统要对参与者的行为反应灵敏，并保持内部的一致性和连贯性，因此，计算机系统必须具备强大的运算功能，才能在进行三维图形消隐、浓淡、阴影、纩理处理的同时，保证显示图象的“更新率”能满足目标的要求，否则就会出现严重的“滞后”（latency）问题。所谓“滞后”即动作开始与反映这一动作的画面在显示器上出现之间的时间间隔。
1.2 虚拟现实技术的概念
2、参与者在虚拟环境中具有主动性

计算机科学技术的研究范畴及其在各领域中的应用

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三、文件存储与检索系统
科技文献的检索与查询是开展科学研究工作的先导。在进行任何一项科学研究工作之前都必须对该课题国内外的研究状况有一个全面、深入的了解，这样才能够继承前人所取得的成果、避免花费无谓的精力去重复做他人已经做过的工作或者重蹈他人已经失败的覆辙。在信息化的社会中，科技文献正在以爆炸性的速度急剧地增加。据统计，目前全世界每年发表的科技论文多达500万篇以上、科学杂志已达数十万种、每天约有近百亿信息单元的信息量在网上传递，如此庞大的信息量，只有依靠计算机来检索和存储才能进行正常有效的科学研究和科技成果的交流。
软件开发工具完善既有的应用系统开拓新的应用领域人—机工程机工程
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8.2 计算机在科学研究中的应用
科学研究是计算机的传统应用领域。主要用来进行科技文献的存储与查询、仿真计算、虚拟现实、复杂现象的跟踪与分析以及知识发现等。
一、计算机仿真技术
1、定义：仿真就是应用计算机对复杂现实系统经过抽象和简化形成系统模型，、定义：然后在分析的基础上运行此模型，从而得到系统一系列的统计性能。 2、优势：缩短决策时间，避免资金、人力和时间的浪费。可以重复进行，优、优势：化实施方案，具有很高的科学研究价值和巨大的经济效益。 3、应用：首先由于仿真技术在应用上的安全性，使得航空、航天、核电站等、应用：成为仿真技术最早的和最主要的应用领域。特别是在军事领域，新型的武器系统、大型的航空航天飞行器在其设计、定型过程中，都要依靠仿真试验进行修改和完善。其次从仿真的经济性考虑，由于仿真往往是在计算机上模拟现实系统过程，并可多次重复运行，使得其经济性十分突出。采用模拟器培训工作人员，经济效益和社会效益也十分明显。另外，从环境保护的角度考虑，仿真技术也极具价值，如现代核试验多是在计算机上仿真进行。

虚拟现实系统概述

多媒体技术与应用
虚拟现实系统概述
1.1 虚拟现实技术的发展及现状 1.2 虚拟现实技术的主要研究内容虚拟现实的研究内容主要分以下几个方面。 1. 人与环境融合技术
（1）高分辨率立体显示器（2）方位跟踪系统（3）手势跟踪系统（4）触觉反馈系统（5）声音定位与跟踪系统（6）本体反馈
虚拟现实系统概述虚拟现实来自统概述1.4 虚拟现实的分类与特征 1. 虚拟现实的分类（l）简易型虚拟现实系统（2）沉浸型虚拟现实系统（3）共享型虚拟现实系统 2. 虚拟现实的基本特征（1）沉浸性 • 沉浸性是指让参与者有身临其境的真实感觉。可分为视觉沉浸、听觉沉浸、触
觉沉浸、嗅觉沉浸和味觉沉浸等。（2）交互性（3）构想性
虚拟现实系统概述
1.3 虚拟现实系统的基本组成 1. 虚拟世界 • 虚拟世界是可交互的虚拟环境，是虚拟环境或给定仿真对象的全体。它一般
是一个包含三维模型或环境定义的数据库。虚拟环境是由计算机生成的，通过视、听、触觉等作用于用户，使之产生身临其境的感觉的交互式视景仿真。虚拟环境有多种形式，它可能是某些物理环境(如建筑物、厨房，甚至像汽车这样的物体内部)的伪真实反映，也可能是根本没有任何物理基础的某一跨国公司的地理、层次网的三维数据库，甚至可以是与股票交易有关的多维数据集。虚拟环境还可用来评价一些物理仿真。在对电场中的分子行为进行模拟时，原子结构的行为动态可用简化的模型进行模拟。不管应用在何处，都要建立一个反映环境的几何数据库并将其存储起来，在需要时可进行实时调度和渲染。
虚拟现实系统概述
（3）物理仿真 • 在进行物理仿真时，我们必须为物体设计一些支持其某些物理行为的程序。这
一方面要求很强的计算能力，同时也将使系统增加了一些延时。（4）碰撞检测 • 在虚拟现实中，常用碰撞来模拟现实生活中的接触、抓、移动和打击等情形。

虚拟现实技术的名词解释_特征_技术特点_五大障碍

虚拟现实技术的名词解释_特征_技术特点_五大障碍虚拟现实技术的名词解释虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。

虚拟现实技术的特征多感知性指除一般计算机所具有的视觉感知外，还有听觉感知、触觉感知、运动感知，甚至还包括味觉、嗅觉、感知等。

理想的虚拟现实应该具有一切人所具有的感知功能。

存在感指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。

理想的模拟环境应该达到使用户难辨真假的程度。

交互性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。

自主性指虚拟环境中的物体依据现实世界物理运动定律动作的程度。

虚拟现实技术的技术特点VR艺术是伴随着“虚拟现实时代”的来临应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。

”“作为现代科技前沿的综合体现，VR艺术是通过人机界面对复杂数据进行可视化操作与交互的一种新的艺术语言形式，它吸引艺术家的重要之处，在于艺术思维与科技工具的密切交融和二者深层渗透所产生的全新的认知体验。

与传统视窗操作下的新媒体艺术相比，交互性和扩展的人机对话，是VR艺术呈现其独特优势的关键所在。

从整体意义上说，VR艺术是以新型人机对话为基础的交互性的艺术形式，其最大优势在于建构作品与参与者的对话，通过对话揭示意义生成的过程。

艺术家通过对VR、AR等技术的应用，可以采用更为自然的人机交互手段控制作品的形式，塑造出更具沉浸感的艺术环境和现实情况下不能实现的梦想，并赋予创造的过程以新的含义。

如具有VR性质的交互装置系统可以设置观众穿越多重感官的交互通道以及穿越装置的过程，艺术家可以借助软件和硬件的顺畅配合来促进参与者与作品之间的沟通与反馈，创造良好的参与性和可操控性;也可以通过视频界面进行动作捕捉，储存访问者的行为片段，以保持参与者的意识增强性为基础，同步放映增强效果和重新塑造、处理过的影像;通过增强现实、混合现实等形式，将数字世界和真实世界结合在一起，观众可以通过自身动作控制投影的文本，如数据手套可以提供力的反馈，可移动的场景、360度旋转的球体空间不仅增强了作品的沉浸感，而且可以使观众进入作品的内部，操纵它、观察它的过程，甚至赋予观众参与再创造的机会。

虚拟现实的基本组成

虚拟现实的基本组成虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）是一种计算机技术，它可以让用户在虚拟世界中与计算机生成的环境进行交互，同时也可以感受到身体的反馈。

虚拟现实的基本组成包括硬件设备、软件系统和交互方式三个方面。

一、硬件设备虚拟现实的硬件设备主要包括头戴式显示器、手柄、追踪器、计算机等。

1.头戴式显示器头戴式显示器是虚拟现实最重要的硬件设备之一，它可以将计算机生成的虚拟世界投射到用户的眼睛中，让用户感觉自己置身于虚拟世界中。

头戴式显示器通常由两个显示屏组成，分别显示左右眼的图像，以达到立体效果。

目前市面上常见的头戴式显示器有Oculus Rift、HTC Vive、PlayStation VR等。

2.手柄手柄是虚拟现实中的交互设备，用户可以通过手柄来控制虚拟世界中的物体和角色。

手柄通常具有多个按键和摇杆，可以模拟现实中的手部动作。

目前市面上常见的手柄有Oculus Touch、HTC Vive Controller、PlayStation Move等。

3.追踪器追踪器是虚拟现实中的定位设备，可以追踪用户的头部、手部和身体的位置和姿态，以便计算机生成相应的虚拟世界。

追踪器通常采用红外线或激光技术进行定位。

目前市面上常见的追踪器有Oculus Sensor、HTC Vive Base Station等。

4.计算机虚拟现实需要强大的计算能力来生成高质量的虚拟世界，因此需要配备高性能的计算机。

计算机需要具备高速的CPU、GPU、内存和存储器等硬件设备，以保证虚拟现实的流畅运行。

目前市面上常见的虚拟现实计算机有Oculus Ready PC、HTC Vive Ready PC等。

二、软件系统虚拟现实的软件系统主要包括虚拟现实引擎、虚拟现实应用程序和虚拟现实平台等。

1.虚拟现实引擎虚拟现实引擎是虚拟现实的核心技术，它可以将计算机生成的虚拟世界呈现给用户，并且处理用户的交互行为。

虚拟现实引擎通常由多个模块组成，包括图形渲染、物理引擎、声音引擎等。

虚拟现实简答题答案

虚拟现实简答题答案1、虚拟现实基本概念、基本类型及三个重要特点是什么？虚拟现实（VirtualReality，简称VR），是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境，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，从而产生亲临等同真实环境的感受和体验。

由计算机系统产生的，相对于实环境的，并有人的操作和参与而形成的一种虚构的、视觉上的、听觉上的、感觉上、嗅觉上的存在，是一种物理意义上的人机交互和抽象组合。

虚拟现实系统的四大类：桌面虚拟现实系统、临境虚拟现实系统、增强型的虚拟现实系统、分布式虚拟现实系统三个基本特征：临境(immerion)；交互性(interactivity)；想象(imagination)。

沉浸感(Iimmerion)是指用户作为主角存在于虚拟环境中的真实程度。

理想的虚拟环境应该达到使用户难以分辨真假的程度，甚至超越真实，如实现比现实更逼真的照明和音响效果等。

交互性(Iinteraction)是指用户对虚拟环境内的物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度(包括实时性)。

想象(Imagination)是指用户沉浸在多维信息空间中，依靠自己的感知和认知能力全方位地获取知识，发挥主观能动性，寻求解答，形成新的概念。

2、简述虚拟现实系统的关键技术、主要建模方法关键技术：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）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）、立体声及语音输入输出技术、虚拟环境建模技术等。

1.三维真实感图象的实时生成（VR系统要对参与者的行为反应灵敏，并保持内部的一致性和连贯性，保证显示图象的“更新率”能满足目标的要求）2.大视野立体显示技术（通过配戴头盔给人身临其境的感觉，画面围绕着参与者）3.位置跟踪器（检测到参与者的物理位置和取向，以便输入到计算机中去产生虚拟境界中相应的图象和声音）4.立体声的产生（真实而且准确，注意声音的方向感）5、虚拟环境建模（设计出参与者在一种虚拟境界中会遇到的景物，包括物体建立几何模型，附加信息）主要建模方法：基于几何和图像的建模、虚拟对象的物理特性建模与行为建模。

虚拟现实技术三大特点

虚拟现实技术三大特点虚拟现实基于动态环境建模技术、立体显示和传感器技术、系统开发工具应用技术、实时三维图形生成技术、系统集成技术等多项核心技术，主要围绕虚拟环境表示的准确性、虚拟环境感知信息合成的真实性、人与虚拟环境交互的自然性、实时显示、图形生成、智能技术等问题的解决使得用户能够身临其境地感知虚拟环境，从而达到探索、认识客观事物的目的。

虚拟现实具有以下三个重要特征，常被称为虚拟现实的3i特征：1、构想性（Imagination）。

指虚拟的环境是人想像出来的，同时这种想像体现出设计者相应的思想，因而可以用来实现一定的目标。

所以说虚拟现实技术不仅仅是一个媒体或一个高级用户界面，同时它还是为解决工程、医学、军事等方面的问题而由开发者设计出来的应用软件。

虚拟现实技术的应用，为人类认识世界提供了一种全新的方法和手段，可以使人类跨越时间与空间，去经历和体验世界上早已发生或尚未发生的事件；可以使人类突破生理上的限制，进入宏观或微观世界进行研究和探索；也可以模拟因条件限制等原因而难以实现的事情。

2、沉浸感（Immersion）。

是指用户感受到被虚拟世界所包围，好像完全置身于虚拟世界之中一样。

虚拟现实技术最主要的技术特征是让用户觉得自己是计算机系统所创建的虚拟世界中的一部分，使用户由观察者变成参与者，沉浸其中并参与虚拟世界的活动。

沉浸性来源于对虚拟世界的多感知性，除了常见的视觉感知外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知、味觉感知、嗅觉感知等。

理论上来说，虚拟现实系统应该具备人在现实世界中具有的所有感知功能，但鉴于目前技术的局限性，在现在的虚拟现实系统的研究与应用中，较为成熟或相对成熟的主要是视觉沉浸、听觉沉浸、触觉沉浸技术，而有关味觉与嗅觉的感知技术正在研究之中，目前还很不成熟。

3、实时交互性（Interactivity）。

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。

交互性的产生，主要借助于虚拟现实系统中的特殊硬件设备（如数据手套、力反馈装置等），使用户能通过自然的方式，产生同在真实世界中一样的感觉。

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
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1.1.1 虚拟现实的概念
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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。
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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。

(word完整版)虚拟现实技术总结,推荐文档

虚拟现实技术总结虚拟现实技术概述总结一、虚拟现实的概念内涵及应用领域虚拟现实技术又称“灵境技术”、“虚拟环境”、“赛伯空间”等，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机技术，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，可借助传感头盔、数据手套等专业设备，让用户进入虚拟空间，实时感知和操作虚拟世界中的各种对象，从而通过视觉、触觉和听觉等获得身临其境的真实感受。

虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、传感技术和网络技术等多种技术的融合，是一门富有挑战性的交叉技术。

虚拟现实技术正在广泛地应用于军事、建筑、工业仿真、考古、医学、文化教育、农业和计算机技术等方面，改变了传统的人机交换模式。

二、虚拟现实的基本特征虚拟现实技术的基本特征可以简洁地表征为沉浸性、交互性和构想性。

沉浸性是指用户作为主角存在于虚拟环境中的真实程度。

理想的虚拟环境应该达到使用难以分辨真假的程度例如可视场景应随着视点的变化而变化甚至超越真实如生成比现实更逼真的照明和音响效果等。

?交互性交互性是指用户对虚拟环境内的物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度包括实时性。

例如用户可以用手直接取虚拟环境中的物体,这时手应该有触摸感,并可以感觉物体的重量,场景中被取的物体也立刻能够随着手的移动而移动。

?构想性构想是指用户沉浸在多维信息空间中,依靠自己的感知和认知能力全方位地获取知识,发挥主观能动性,寻求解答方式,形成新的概念。

三、虚拟现实的硬件设备与软件技术在虚拟现实系统中，硬件设备主要由3个部分组成：输入设备、输出设备、虚拟世界生成设备。

此外系统还需要虚拟现实的相关技术。

1、虚拟现实的输入设备有关虚拟现实系统的输入设备主要分为两大类：一类是基于自然的交互设备，用于对虚拟世界信息的输入；另一类是三维定位跟踪设备，主要用于对输入设备在三维空间中的位置进行判定，并送入虚拟现实系统中。

虚拟现实技术概述

第一章虚拟现实技术概述1．什么是虚拟现实技术虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术是20世纪90年代以来兴起的一种新型信息技术，它与多媒体、网络技术并称为三大前景最好的计算机技术。

它以计算机技术为主，利用并综合三维图形动技术、多媒体技术、仿真技术、传感技术、显示技术、伺服技术等多种高科技的最新发展成果，利用计算机等设备来产生一个逼真的三维视觉、触觉、嗅觉等多种感官体验的虚拟世界，从而使处于虚拟世界中的人产生一种身临其境的感觉。

在这个虚拟世界中，人们可直接观察周围世界及物体的内在变化，与其中的物体之间进行自然的交互，并能实时产生与真实世界相同的感觉，使人与计算机融为一体。

与传统的模拟技术相比，VR技术的主要特征是：用户能够进入到一个由计算机系统生成的交互式的三维虚拟环境中，可以与之进行交互。

通过参与者与仿真环境的相互作用，并利用人类本身对所接触事物的感知和认知能力，帮助启发参与者的思维，全方位地获取事物的各种空间信息和逻辑信息。

2．虚拟现实技术与三维动画技术的异同VR技术和三维动画技术有本质的区别：三维动画技术是依靠计算机预先处理好的路径上所能看见的静止照片连续播放而形成的，不具有任何交互性，即不是用户想看什么地方就能看到什么地方，用户只能按照设计师预先固定好的一条线路去看某些场景，它给用户提供的信息很少或不是所需的，用户是被动的；而VR技术则截然不同，它通过计算机实时计算场景，根据用户的需要把整个空间中所有的信息真实地提供给用户，用户可依自己的路线行走，计算机会产生相应的场景，真正做到“想得到，就看得到”。

所以说交互性是两者最大的不同。

下面来看一个应用的实例。

房地产展示是这两个技术最常用的领域。

在现在的应用中，很多房地产公司采用三维动画技术来展示楼盘，其设计周期长，模式固定，制作费用高；而同时在国内也已经有多家公司采用VR技术来进行设计，其展示效果好，设计周期短，更重要的是，它是基于真实数据的科学仿真，不仅可达到一般展示的功能，而且还可以把业主带入到未来的建筑物里参观，还可展示如门的高度、窗户朝向、某时间的日照、采光的多少、样板房的自我设计、与周围环境的相互影响等。

多媒体技术与应用虚拟现实技术教程(PPT 80页)

8.1.2虚拟现实技术的特征
沉浸性
交互性（Interactivity）
交互性
3I
想象性
沉浸性（Immersion）
想象性（Imagination）
8.1.3虚拟现实系统的分类
1．按虚拟世界模型的建立方式分类
（1）影像式虚拟现实
影像式虚拟现实又分为针对环境的全景虚拟现实和针对物体的环物虚拟现实两类
图8-7增强现实头盔显示器
（4）分布式虚拟现实系统
分布式虚拟现实系统（DVR）是指一个支持多人实时通过网络进行交互的软件系统，每个用户在一个虚拟现实环境中，通过计算机与其它用户进行交互，并共享信息。
8.1.4 虚拟现实技术的应用
军事模拟工业仿真数字城市
数字娱乐数字教学电子商务
8.3.3建模与模型导入
1．静态场景输出（1）安装Plug-in For 3DS MAX。（2）执行File/Open命令
8.3.3建模与模型导入
（3）执行File/Expor命令。（Step 1）选择存档类型，并输入文件名称
8.3.3建模与模型导入
（Step 2）在Virtools Export对话框中，选择 “Export as Objects”，然后按“确定”即可完成场景的输出。
8.3 虚拟现实系统的开发
虚拟现实系统的开发三个步骤: 第一步：虚拟现实作品三维模型建立，包括设计3D
型、3D场景、贴图、骨骼系统、角色动作等等。第二步：虚拟现实作品交互设计，对第一步建立的三
维模型进行整合、加入互动、物体行为、镜头特效、光影效果、粒子效果等。第三步：系统集成，即将输入输出设备与虚拟现实作品内容整合起来，完成读取虚拟世界资料、接收输入设备信号、送交计算机运算、将结果传到输出设备等功能，形成一套完整的系统，以供用户使用。