虚拟现实技术概论
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
虚拟现实技术概论(PPT 26页)
首先由计算机生成一个虚拟世界，由头盔式显示器输出一
个立体的显示，用户可以采用头的转动、手的移动、语音
等与虚拟世界进行自然交互，计算机能够根据用户输入的
各种信息实时进行计算，即对交互行为进行反馈，由头盔
1 虚拟现实技术概论
人
海量信息
虚拟现实技术
客观世界
1
1.1 虚拟现实技术基本概念
虚拟现实技术：是指采用以计算机技术为核心的现代高 科技生成逼真的视、听、触觉等一体化的虚拟环境，用 户借助必要的设备以自然的方式与虚拟世界中的物体进 行交互，相互影响，从而产生亲临真实环境的感受和体 验。
2
1.1 虚拟现实技术基本概念
1965年，计算机图形学的奠基者美国科学家Ivan Surtherland博士 在一篇名为“The Ultimate Display”的论文中首次提出了一种全新的、 富有挑战性的图形显示技术，即能否不通过计算机屏幕来观看计算机生 成的虚拟世界，而是使观察者直接沉浸在计算机生成的虚拟世界中。这 一理论后来被认为在虚拟现实技术中起着里程碑的作用，我们称之为 “虚拟现实技术”之父。
常见的沉浸式虚拟现实系统有：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
15
1.3 虚拟现实系统分类
（2）桌面式虚拟现实系统（Desktop VR） ：也 称窗口虚拟现实，利用个人计算机或初级图形 工作站，以计算机屏幕作为用户观察虚拟世界 的一个窗口，采用立体图形、自然交互等技术， 产生三维立体空间的交互场景，通过包括键盘、 鼠标和力矩球等各种输入设备操纵虚拟世界， 实现与虚拟世界的交互。其特点为：
虚拟现实概论(PPT 34页)
1.8 虚拟现实技术的研究现状
国内的研究现状
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。
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。
1.5 虚拟现实与三维动画的区别（1）
真实性
三维动画－－场景画面由动画制作人员根据材料或想象直接
画制而成，与真实的环境和数据有较大的差距，属于演示类艺 术作品。
虚拟现实－－虚拟环境由基于真实数据建立的数字模型组合
1.2 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
1977年，Dan Sandin、Tom DeFanti和Rich Sayre研制 出第一个数据手套——Sayre Glove
20世纪80年代，美国国家航空航天局（NASA）组织了 一系列有关VR技术的研究 ：
1.6 分布式虚拟现实 Distributed Virtual Reality
概念
在互联网上构建一个逼真而互动的三维虚拟空间
特点
分布于不同地理位置的多台计算机通过网络互联 允许多用户之间进行实时互动
实 物 虚 化
虚 物 实 化
人
虚 物 实 化
计 算 机
计算机网络
计 算 机
实 物 虚 化
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 。
虚拟现实技术概论 第2版 第1章 虚拟现实
VR的概念-发展历程
虚拟现实技术理论 的完善和应用阶段
1994 年，日本游戏公司 Sega 和 任天堂分别针对游戏产业而推出 Sega VR-1 和Virtual Boy，但是 由于设备成本高等问题，以 至于最 后使 VR 的这次现身如昙花一现。
2012 年 Oculus 公司用众筹的方 式将VR设备的价格降低到了300 美 元，同期的索尼头戴式显示器 HMZ-T3 高达6000元左右，这使 得VR向大众视野走近了一步。
1975 年 ， 迈 隆 · 克 鲁 格 （Myron Krueger ）设计了 VIDEOPLACE系 统,可 以 产生 一个虚拟图形环境。
1985 年 ， 麦 克 格 雷 维 （Michael McGreevy ）领导 完成的 VIEW 系统。
Myron Krueger（左一） VIEW虚拟现实系统
VR分类
分布式VR系统 Distributed VR
VR的分类
桌面式VR系统（Desktop VR）
基本上是一套基于普通PC平台的 小型桌面虚拟现实系统。
使用个人计算机（PC）或初级图形 PC工作站去产生仿真，计算机的屏 幕作为使用者观察虚拟环境的窗口。
立体眼镜、位置跟踪器、数据手套 或者6个自由度的三维空间鼠标等设 备操作虚拟场景中的各种对象。
02
VR的特性
VR的特性（1M3I）
多感知性(Multi-Sensory)
视觉感知、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。
交互性（Interactivity）
利用一些传感设备进行交互，感觉就像是 在真实客观世界中一样。
沉浸性（Immesion）
利用三维立体图像，给人一种身临其境的 感觉。
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。
第一章虚拟现实技术概述
6.虚拟现实系统的分类
在实际应用中，根据虚拟现实技术对沉浸程度的高低和交互程 度的不同，将虚拟现实系统划分为以下4种类型:
(1) 桌面式VR系统
它是利用个人计算机或图形工算机的 屏幕作为观察虚拟世界的一个窗口，通过各种输入设备实现与 虚拟世界的交互。
①基于头盔式显示器的系统
②投影式虚拟现实系统
③远程存在系统
沉浸式VR系统的特点 ① 高度的沉浸感。 ② 高度实时性。
利用头盔显示器和数据手套
等交互设备进行的飞机战斗游戏
(3) 增强式VR系统 它既允许用户看到真实世界，同时也能看到叠加在真实世界
上的虚拟对象，它是把真实环境和虚拟环境结合起来的一种 系统。常见的增强式VR系统有： ①基于台式图形显示器的系统。
②北京科技大学成功开发出了纯交互式汽车模拟驾驶培训系统。
③北京航空航天大学开发了直升飞机虚拟仿真器、坦克虚拟住 仿真器、虚拟战场环境观察器、计算机兵力生成器。
国内还有浙江大学、西安交通大学、南京大学、国防科技大学、 天津大学、北京理工大学、西北大学、山东大学、大连海事大 学和香港中文大学等高校以及其他民营研究机构进行了相关的 研究。
3.虚拟现实技术的发展简史
VR技术的发展大致分为3个阶段： 20世纪50年代到70年代末，是VR 技术的探索阶段； 20世纪80年代初期到80年代中期，是VR技术系统化、从实验
室走向实用的阶段；
20世纪80年代末期到达21世纪初，是VR技术高速发展的阶段。
4.虚拟现实系统的构成
典型的虚拟现实系统主要是由计算机、应用软件系统、输入 输出设备、用户和数据库等组成。如图：
科学性及 场 景的选
择性
虚拟世界基于真实数据建立的模型 场景画面根据材料或想像直 组合而成，属于科学仿真系统。操 接绘制而与真实的世界和数 纵者亲身体验三维空间，可自由选 据有较大的差距，属于演示 择观察路径，有身临其境的感觉 类艺术作品。只能按预先假
虚拟现实技术概论教案(通用13篇)
虚拟现实技术概论教案（通用13篇）篇1：虚拟现实技术概论教案1.1 虚拟现实技术概述教学目标1. 了解虚拟现实技术的定义。
2. 了解虚拟现实技术的特性。
3. 了解虚拟现实技术的分类。
学习引导虚拟现实是一个在当今国际上备受关注的课题。
如果真正实现了虚拟现实，那么整个人类的生活与发展将会发生很大的变革。
我们可以设想这样一个情景：当你戴上特制的头盔与手套后，你就发现自己已置身于一家博物馆中，当你看见一件精美的展品时，你甚至可以从上而下、由里至外仔细地观摩……这就是虚拟现实技术给你带来的一切--近乎完美的真实感觉。
长期以来，人们对真实地再现现实场景有各种想法，然而许多人对虚拟现实这一概念十分模糊，认为只要能够提供三维立体感觉的.系统就叫做虚拟现实系统。
其实这是不确切的，按照当今国际上流行的定义，一个真正实现虚拟现实的系统应当具有以下三个基本要素。
(1)能够给用户以三维立体的虚拟环境。
(2)应当给使用者第一人称的感觉，并有实时任意活动的自由。
(3)用户能够通过一些控制装置实时地操纵和改变用户所进入的虚拟环境。
在现实生活中，我们观察到的都是有景深、有立体感的三维世界，因此要做到完全模拟现实，仅仅靠简单的二维平面图形是不够的，只有用三维系统才能真正模拟三维世界，给用户一种身临其境的感觉。
在实现三维场景后，用户在虚拟场景中要有第一人称的感觉，即能体会到一种与现实世界一样的感觉，能够把视点移到所构造成的三维场景中的任何一点，就像在真实世界中可以随意前进、后退、转弯、蹲下、跳起以得到不同的视角，能够实现在现实中做到的一切动作，并能实时操纵虚拟场景的物体和改变虚拟境界。
比如，打印一封信的操作流程为：首先，打开计算机的电源，进入所需要的编辑环境；然后从键盘输入信的内容；最后用打印机将它打印出来。
在这个过程中，我们一直在对不同物体--开关、键盘、显示器、打印机等进行操作，并使它们不断地改变动作。
这是我们在实际生活中的典型事例。
VR虚拟现实技术概论
VR虚拟现实技术概论1. 介绍VR虚拟现实技术是应用于计算机图形学、传感技术和人机交互技术的一种新型技术。
通过模拟出一个全新的虚拟环境，使用户能够在其中进行各种活动，与虚拟环境中的物体进行互动，从而实现身临其境的感觉。
VR技术的发展已经超出了游戏和娱乐领域，如教育、医疗和工业等领域也开始广泛应用。
2. VR技术的基本原理VR技术的基本原理是通过将用户的感官信息与虚拟环境中的视觉、听觉、触觉等信息进行交互，提供给用户一种真实的虚拟体验。
其中核心技术包括虚拟环境的建模和渲染、头部追踪和手部追踪技术以及触觉反馈技术等。
2.1 虚拟环境的建模和渲染虚拟环境的建模是指将现实世界的物体、场景等信息转化为计算机可识别的模型。
建模技术包括三维扫描、建模软件等。
虚拟环境的渲染是指将建模后的虚拟环境模型进行图形渲染，以使其在显示设备上能够呈现真实的效果。
渲染技术包括光照模型、纹理映射等。
2.2 头部追踪和手部追踪技术头部追踪技术是指通过传感器和算法追踪用户头部的运动，从而实现用户在虚拟环境中的“看”和“转头”操作。
手部追踪技术是指通过传感器和算法追踪用户手部的运动，从而实现用户在虚拟环境中的“抓取”和“操作”操作。
这些追踪技术在实现交互虚拟环境中起到重要的作用。
2.3 触觉反馈技术触觉反馈技术是指通过传感器和算法模拟用户对虚拟环境中的物体的触感，使用户能够感受到与虚拟物体的交互。
触觉反馈技术可以通过手柄、手套等设备来实现。
3. VR技术的应用VR技术在各种领域中有着广泛的应用。
3.1 游戏和娱乐VR技术在游戏和娱乐领域中应用最为广泛。
通过使用VR设备，玩家可以身临其境地参与游戏，并且与虚拟环境中的角色和物体进行互动。
3.2 教育和培训VR技术在教育和培训领域中有着巨大的潜力。
通过创建虚拟实验室、虚拟校园等虚拟环境，教师和学生可以进行虚拟实验、进行虚拟实践，并且可以在虚拟环境中模拟各种实际情况，提高学习效果。
3.3 医疗和康复VR技术在医疗和康复领域中被广泛应用。
虚拟现实技术课件第1章
1-20
1.3 虚拟现实的特征
计算机：是系统的心脏，也称之为虚拟世界的发动机。 负责虚拟世界的生成、人与虚拟世界的自然交互等功能 的实现。由于其复杂性，计算量极大，对计算机的配置 提出了极高的要求。
输入与输出设备(接口)：特殊的设备，用以识别用户各种 形式的输入，并实时生成相应反馈信息。常用的设备有 用于手势输入的数据手套，用于语音交互的三维声音系 统等。
1-13
1.2 虚拟现实的概念
虚拟现实概念包含三层含义： 1．环境
虚拟现实强调环境，而不是数据和信息。 2．主动式交互
虚拟现实强调的交互方式是通过专业的传感设备来实现 的，改进了传统的人机接口形式。虚拟现实人机接口是完 全面向用户来设计，用户可以通过在真实世界中的行为干 预虚拟环境。
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
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）
1-7
1.1 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
1977年，Dan Sandin、Tom DeFanti和Rich Sayre研 制出第一个数据手套——Sayre Glove
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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”。
虚拟现实技术概论教案
虚拟现实技术概论教案第一章：虚拟现实技术概述教学目标：1. 了解虚拟现实技术的定义和发展历程。
2. 掌握虚拟现实技术的应用领域和关键技术。
3. 理解虚拟现实技术的作用和未来发展趋势。
教学内容：1. 虚拟现实技术的定义和发展历程。
2. 虚拟现实技术的应用领域，如游戏、教育、医疗等。
3. 虚拟现实技术的关键技术，如三维建模、传感技术、交互技术等。
4. 虚拟现实技术的作用和未来发展趋势。
教学活动：1. 引入虚拟现实技术的概念，让学生了解虚拟现实技术的基本定义。
2. 通过展示虚拟现实技术的发展历程，让学生了解虚拟现实技术的发展背景。
3. 通过展示虚拟现实技术的应用领域，让学生了解虚拟现实技术的实际应用。
4. 通过讲解虚拟现实技术的关键技术，让学生了解虚拟现实技术的实现原理。
5. 通过分析虚拟现实技术的作用和未来发展趋势，让学生了解虚拟现实技术的价值和发展方向。
作业与练习：2. 让学生思考虚拟现实技术在实际生活中的应用场景。
第二章：虚拟现实技术的硬件设备教学目标：1. 了解虚拟现实技术的硬件设备种类和功能。
2. 掌握虚拟现实技术硬件设备的选择和使用方法。
3. 理解虚拟现实技术硬件设备的重要性。
教学内容：1. 虚拟现实技术的硬件设备种类，如头戴式显示器、手柄、定位传感器等。
2. 虚拟现实技术硬件设备的功能和作用。
3. 虚拟现实技术硬件设备的选择和使用方法。
4. 虚拟现实技术硬件设备的重要性。
教学活动：1. 展示不同种类的虚拟现实技术硬件设备，让学生了解其外观和功能。
2. 通过讲解虚拟现实技术硬件设备的功能和作用，让学生了解其在虚拟现实技术中的应用。
3. 通过讲解虚拟现实技术硬件设备的选择和使用方法，让学生了解如何正确选择和使用虚拟现实技术硬件设备。
4. 通过分析虚拟现实技术硬件设备的重要性，让学生了解虚拟现实技术硬件设备在虚拟现实技术中的关键作用。
作业与练习：2. 让学生思考如何选择适合自己的虚拟现实技术硬件设备。
虚拟现实技术概述
虚拟现实技术概述虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术是一种通过计算机生成的虚拟环境，能够模拟真实世界或者创造全新的虚拟空间，使用户可以沉浸其中并与之互动。
虚拟现实技术已经在各个领域得到广泛应用，包括游戏娱乐、教育培训、医学健康、建筑设计等，为用户提供了全新的体验。
一、虚拟现实技术的基本原理虚拟现实技术的实现需要借助一些基本原理，包括感知系统、交互系统和虚拟环境生成系统。
感知系统主要通过头戴设备（如VR眼镜）、手套、体感设备等，将用户的动作和感觉输入到计算机中。
交互系统则通过控制器、触控屏等设备，将计算机生成的虚拟环境反馈给用户。
虚拟环境生成系统通过计算机图形学、物理模拟和声音处理等技术，实时生成逼真的虚拟场景。
二、虚拟现实技术的应用领域1. 游戏娱乐领域：虚拟现实技术已经在游戏娱乐领域得到广泛应用。
通过VR设备，玩家可以身临其境地参与游戏，感受到更加真实的游戏体验。
例如，在射击游戏中，玩家可以通过头部转动和手部动作控制角色的视角和动作，提升游戏的沉浸感。
2. 教育培训领域：虚拟现实技术在教育培训领域有着广泛的应用前景。
通过虚拟现实技术，学生可以亲自参观和体验远离他们所在地的地理、历史或者文化景点。
同时，在医学、科学等领域的培训中，虚拟现实技术也能够提供更加安全和真实的训练环境。
3. 医学健康领域：虚拟现实技术在医学健康领域的应用也十分广泛。
医生可以通过虚拟现实技术进行手术模拟和训练，提高手术的准确性和安全性。
同时，虚拟现实技术还可以用于康复治疗，帮助患者进行实时监测和指导，提高治疗效果。
4. 建筑设计领域：虚拟现实技术在建筑设计领域可以提供更加直观和真实的设计展示和验收方式。
通过虚拟现实技术，用户可以在虚拟环境中漫游，实时感受建筑设计的布局和效果，帮助设计师和客户更好地进行设计沟通。
5. 智能制造领域：虚拟现实技术可以用于智能制造领域的工业仿真和操作培训。
通过虚拟现实技术，工人可以在虚拟环境中进行装配和操作的实践训练，提高操作技能和安全性。
虚拟现实技术概论
飞行、航海驾驶模拟
驾驶射击模拟
医学模拟、仿真
渐入民间---软硬件技术的发展
• 显卡的出现与飞速发展 • 计算机图形基础算法的发展 • 游戏引擎、虚拟现实平台软件的研发
VR在Internet上的兴衰（90年代中-21世纪）
• 1994年3月在日内瓦召开的第一届WWW 大会，就提出了VRML这个名字。
VR的五大障碍
1.虚拟没有真正进入虚拟世界的方法 在Oculus Rift，每当有人让使用者站起来走走时，对方通常都不敢轻易走动，
因为Oculus Rift还依然要通过线缆连接到计算设备上，这也大幅限制了使用者的 活动范围。 2.看起来还是有点蠢
虽然是专业的设备，但是现在我们佩戴起来非常笨重并且不自然，甚至 看起 来有些愚蠢。 3.容易让人感到疲劳
洞穴式（CAVE）
桌面立体显示器
非 沉
墙式立体显示器
浸
式 响应式工作台（RWB）
封闭式头盔显示器 透视式头盔显示器
四面CAVE 五面CAVE 六面CAVE
屏面宽屏幕 180°环状 单屏幕RWB 双屏幕RWB
HMD
CAVE
BOOM
180度环状屏幕
球面投影显示系统
• VR运用-游戏
2013年开幕的E3游戏展上，Virtuix公司展出的一款名为 Omni的虚拟现实游戏平台。允许玩家在游戏平台中做出行 走、跑动、跳跃等各种动作。而且Omni游戏平台底部配有 一个环形滑动斜坡，能够实现玩家的原地跑动。
沉浸感immersion存在感临场感它是指虚拟现实系统对介入者的刺激在物理上和认知上符合人的已有经验从而使介入者感到自己作为主角存在于模拟环境中的真实程度虚拟现实的特点点虚拟现实的发展历史与演变?萌芽与诞生60年代80年代末?军事与航天的推动70年代80年代?渐入民间游戏娱乐模拟应用的刺激90年代?vr在internet上的兴衰90年代中21世纪?vr应用的大众化与多元化21世纪?世博会春晚文化创意产业3d电影?人机交互增强现实萌芽与诞生60年代80年代末?萌芽?1929年edwinalink发明了飞行模拟器使乘坐者的感觉和坐在真的飞机上是一样的
虚拟现实技术概论教案
虚拟现实技术概论教案第一章：虚拟现实技术概述教学目标：1. 了解虚拟现实技术的概念和基本特征。
2. 掌握虚拟现实技术的应用领域和发展前景。
教学内容：1. 虚拟现实技术的定义和基本特征。
2. 虚拟现实技术的应用领域，如游戏、教育、医疗等。
3. 虚拟现实技术的发展前景和挑战。
教学活动：1. 引入话题：通过介绍一些虚拟现实技术的实际应用案例，引发学生对虚拟现实技术的兴趣。
2. 讲解虚拟现实技术的概念和基本特征，引导学生理解虚拟现实技术的原理。
3. 分享一些虚拟现实技术的应用领域，让学生了解虚拟现实技术在不同行业中的应用。
4. 讨论虚拟现实技术的发展前景和挑战，让学生思考虚拟现实技术的未来发展方向。
作业与评估：2. 让学生选择一个虚拟现实技术的应用领域，并简要介绍该领域中的应用案例。
第二章：虚拟现实技术的原理与关键技术教学目标：1. 了解虚拟现实技术的工作原理。
2. 掌握虚拟现实技术中的关键技术，如三维建模、渲染、交互等。
教学内容：1. 虚拟现实技术的工作原理。
2. 虚拟现实技术中的关键技术，如三维建模、渲染、交互等。
3. 介绍一些常用的虚拟现实开发工具和平台。
教学活动：1. 引入话题：通过展示一些虚拟现实技术的实际应用案例，引发学生对虚拟现实技术工作原理的好奇心。
2. 讲解虚拟现实技术的工作原理，引导学生理解虚拟现实技术的实现过程。
3. 讲解虚拟现实技术中的关键技术，如三维建模、渲染、交互等，让学生了解虚拟现实技术的核心组成部分。
4. 介绍一些常用的虚拟现实开发工具和平台，让学生了解虚拟现实技术开发的工具和环境。
作业与评估：2. 让学生选择一个关键技术，如三维建模、渲染、交互等，并简要介绍该技术的作用和实现方法。
第三章：虚拟现实技术的应用领域教学目标：1. 了解虚拟现实技术在不同领域的应用。
2. 掌握虚拟现实技术在不同行业中的具体应用案例。
教学内容：1. 虚拟现实技术在游戏领域的应用。
2. 虚拟现实技术在教育领域的应用。
虚拟现实与增强现实技术概论课件第1章 虚拟现实技术概论
1.1 虚拟现实技术的基本概念
1.1.4 虚拟现实的关键技术
高性能计算处理技术 虚拟现实主要基于以下几种技术实现： （1）基本模型构建技术。 （2）空间跟踪技术。 （3）声音跟踪技术。 （4）视觉跟踪与视点感应技术。 （5）计算处理技术。
1.1 虚拟现实技术的基本概念
1动态环境建模技术2实时三维图形生成和显示技术3新型交互设备的研制4智能化语音虚拟现实建模5分布式虚拟现实技术的展望6屏幕时代的终结本章小结本章简要介绍了虚拟现实和增强现实的概念和区别和相关知识
虚拟现实与增强现实 技术概论
计算机中心
第1章 虚拟现实技术概论
Virtual Reality - A Dream Turned Into Reality
这一目标的基础，三者之间是过程和结果的关系。
只需像在现实中那样伸出手来， 就可以和游戏世界的物体互动。 除了 VR 眼镜外不需要额外配 件，沉浸感更强。
1.1 虚拟现实技术的基本概念
1.1.2 虚拟现实技术的特征
2．交互性(Interaction) 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计算机键盘、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。
1.4 虚拟现实技术的应用
VR的应用范围很广，诸如国防、建筑设计、工业 设计、培训、医学领域等。Helsel与Doherty早在1993 年就对全世界范围内已经进行的805项VR研究项目做了 统计，结果表明：VR技术在娱乐、教育及艺术方面的 应用占据主流，达21.4%，其次是军事与航空方面达 12.7%，医学方面达6.13%，机器人方面占6.21%，商业 方面占4.96%；另外，在可视化计算、制造业等方面也 有相当的比重。
虚拟现实技术概论教案
虚拟现实技术概论教案一、教学目标1. 让学生了解虚拟现实技术的概念、发展历程和基本原理。
2. 让学生掌握虚拟现实技术在各个领域的应用。
3. 培养学生对虚拟现实技术的兴趣和创新意识。
二、教学内容1. 虚拟现实技术的概念1.1 虚拟现实技术的定义1.2 虚拟现实技术的发展历程2. 虚拟现实技术的基本原理2.1 虚拟现实技术的硬件设备2.2 虚拟现实技术的软件系统2.3 虚拟现实技术的实现方法3. 虚拟现实技术的应用领域3.1 游戏与娱乐3.2 教育与培训3.3 医疗与康复3.4 军事与安全3.5 建筑设计、城市规划与虚拟旅游三、教学方法1. 讲授法：讲解虚拟现实技术的概念、原理和应用。
2. 案例分析法：分析典型虚拟现实技术的应用案例。
3. 小组讨论法：让学生就虚拟现实技术的未来发展展开讨论。
四、教学准备1. 教材：虚拟现实技术概论。
2. 课件：虚拟现实技术的相关图片和视频。
3. 设备：虚拟现实眼镜、手柄等。
五、教学过程1. 导入：介绍虚拟现实技术的定义和发展历程。
2. 讲解：讲解虚拟现实技术的基本原理和硬件设备。
3. 演示：展示虚拟现实技术的应用案例。
4. 讨论：让学生就虚拟现实技术的应用展开讨论。
5. 练习：让学生尝试使用虚拟现实设备。
6. 总结：回顾本节课所学内容，布置作业。
六、教学评价1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的发言和讨论情况，评估学生的参与度。
2. 作业完成情况：评估学生对课堂所学知识的掌握程度。
3. 小组讨论报告：评估学生在小组讨论中的表现和创新思维。
七、教学拓展1. 组织学生参观虚拟现实技术的研发机构或企业，了解虚拟现实技术的最新发展动态。
2. 邀请虚拟现实技术的专家或开发者进行讲座，分享他们的经验和见解。
八、教学反思1. 反思教学内容：是否全面、清晰地介绍了虚拟现实技术的基本概念、原理和应用。
2. 反思教学方法：是否有效地激发了学生的兴趣和参与度。
3. 反思教学效果：学生对虚拟现实技术的理解和应用能力是否有所提高。
虚拟现实技术概述
虚拟现实技术概述虚拟现实（VR）技术是一种模拟和创造真实感观体验的计算机技术，它将用户置身于一个虚拟的环境中，使其感觉好像真的身处在那个环境中。
虚拟现实技术通过感官刺激，例如视觉、听觉、触觉等，给予用户沉浸式的体验。
虚拟现实技术是由虚拟现实设备和虚拟现实内容构成的。
虚拟现实设备是用户接受虚拟环境的工具，主要包括头戴式显示器（HMD）、手柄、手套等。
头戴式显示器是最主要的设备，通常由一个放大器、屏幕、传感器等组成。
用户戴上头盔后，屏幕会显示出虚拟环境的画面，而传感器则能够感知用户的头部动作，从而实现相应的虚拟环境交互。
除此之外，还有手柄、手套等设备可以提供更多的交互方式。
虚拟现实内容是用户在虚拟环境中所看到和听到的图像和声音。
这些内容通过计算机图形学和音频技术生成，可以是三维模型、场景、动画等。
虚拟现实内容的制作需要考虑真实感和交互性，以便用户能够真实感受到虚拟环境中的物体、声音和运动。
虚拟现实技术在各个领域都有广泛的应用。
在游戏领域，虚拟现实技术为玩家创造了更加沉浸式的游戏体验，使其能够更好地参与到游戏中。
在教育领域，虚拟现实技术可以模拟真实环境，提供更加直观和实践性的学习方式，例如虚拟实验室和虚拟考古等。
在医疗领域，虚拟现实技术可以用来进行手术模拟和康复训练，提高医疗效率和减少风险。
在建筑和设计领域，虚拟现实技术可以让用户在虚拟环境中进行建筑和设计方案的浏览和调整，提高设计效率和准确度。
虚拟现实技术的发展趋势包括图像分辨率的提高、交互方式的丰富和应用领域的扩展。
随着显示技术和传感器技术的不断进步，虚拟现实设备的图像质量会不断提高，使用户能够更加真实感受到虚拟环境。
同时，虚拟现实设备的交互方式也会变得越来越多样化，例如眼球追踪、手势识别和触觉反馈等技术的应用，使用户能够更加自然地与虚拟环境进行交互。
此外，虚拟现实技术将在更多的领域得到应用，例如电影、体育和旅游等，为用户提供更加丰富的体验。
虚拟现实技术的发展也面临一些挑战。
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虚拟现实技术概论
作者：王爽陈永当孔繁锦杨斌
来源：《科技视界》2016年第11期
【摘要】本文概述了虚拟现实技术的概念，技术特征和分类，介绍了虚拟现实技术的应用现状和发展趋势，并做了最后的总结。
【关键词】虚拟现实；虚拟环境；沉浸；交互
1 虚拟现实技术的概念
虚拟现实技术（Virtual Reality Technology）是一项综合集成技术，它的出现是计算机图形学、人机交互技术、传感器技术、人机接口技术以及人工智能技术等交叉与综合的结果。
它利用计算机生成逼真的三维视觉、听觉、嗅觉等各种感觉，使用户通过适当装置，自然地对虚拟现实世界进行体验和交互作用[1]。
2 虚拟现实技术特征
1993年Burdea G在Electro 93国际会议上发表的“Virtual Reality System and Application”一文中，提出了虚拟现实技术三个特征，即沉浸感、交互性、想象性[2]。
沉浸感是指用户可以沉浸于计算机生成的虚拟环境中和使用户投入到计算机生成的虚拟场景中的能力。
交互性是指用户与虚拟场景中各种对象相互作用的能力，它是人机和谐的关键性因素。
想象性是指通过用户沉浸在“真实的”虚拟环境中，与虚拟环境进行了各种交互作用，从定性和定量综合集成的环境中得到感性和理性的认识，从而可以深化概念，萌发新意，产生认识上的飞跃。
3 虚拟现实技术的分类
虚拟现实是从英文Virtual Reality一词翻译过来的，Virtual就是虚假的意思，Reality 就是真实的意思，合并起来就是虚拟现实，也就是说本来没有的事物和环境，通过各种技术虚拟出来，让你感觉到就如真实的一样。
实际应用的虚拟现实系统可分为四类[3]：
桌面虚拟现实系统，也称窗口中的虚拟现实。
它可以通过桌上型机实现，所以成本较低，功能也最简单，主要用于CAD（计算机辅助设）、CAM（计算机辅助制造）、建筑设计、桌面游戏等领域。
沉浸虚拟现实系统，如各种用途的体验器，使人有身临其境的感觉，各种培训、演示以及高级游戏等用途均可用这种系统。
分布式虚拟现实系统，它在因特网环境下，充分利用分布于各地的资源，协同开发各种虚拟的现实。
美国大型军用交互仿真系统 NPSNet 以及因特网上多人游戏 MUD 便是这类系统。
增强现实又称混合现实系统。
它是把真实环境和虚拟环境结合起来的一种系统，既可减少构成复杂真实环境的开销（因为部分真实环境由虚拟环境取代），又可对实际物体进行操作（因为部分系统即系真实环境），真正达到了亦真亦幻的境界，是今后发展的方向。
4 虚拟现实技术的应用现状
虚拟现实技术的应用范围很广，主要包括航空航天、军事、医学、工程设计、教育等面向设计制造、维修和训练等领域。
下面列举了不同领域的一些典型应用。
4.1 军事及航空航天上的应用
在军事与航空航天上的应用是 VR技术发展的强有力催化剂。
在航空上，利用CAD/CAM 与VR结合进行新型飞机设计，某些飞行模拟器中也采用头盔显示器模拟各种实战场景，让人感觉相当真实[4]。
载人航天研究中，训练时，航天员坐在一个模拟“载人操纵飞行器”功能、并带有传感器的椅子上。
椅子上有用于在虚拟空间中作直线运动的位移控制器和用于绕航天员质心调节其姿态的姿态控制器。
航天员头戴立体头盔显示器，用于显示望远镜、航天飞机以及太空的模型；并用数据手套作为与系统进行交互的手段。
经过该虚拟系统的训练，航天员终于在1993年12月成功地完成了将哈勃太空望远镜上损坏的 MRI 并用从航天飞机上取出的备件进行更换这一复杂而又费时的任务。
4.2 民用领域
虚拟现实技术在军事及航空航天上的成功应用推动了其民用研究的开发，加之相关软、硬件价格的下降，它的应用已延伸到生产过程中的操作训练、市场营销、医疗卫生、游戏、建筑及工业设计等诸多方面[5]。
例如，①操作训练：它不需要花费巨额的费用，利用 VR 技术就可进行一些操作训练。
②建筑及工业设计：虚拟现实技术还可用来进行各种虚拟设计（汽车虚拟设计、飞机虚拟设计和建筑虚拟设计等），由于虚拟现实技术的投入性和交互性，它比传统的CAD技术能更好地满足设计要求；③市场营销：在大型展销活动中，不仅仅地展示产品，而利用 VR 系统来详细地介绍其结构及性能，将给客户产生更加神奇的体验。
④医疗卫生：VR 可用于解剖教学、复杂手术过程的规划，在手术过程中提供操作和信息上的辅助，预测手术结果以及远程医疗等。
⑤在现代教学领域，虚拟现实技术能够为学生提供生动、逼真的学习环境，学生能够成为虚拟环境中的一名参与者，扮演一个角色。
⑥VR 技术还可用在对人类有害或危险的场合，人无须进入现场而只需在现场安装适当的遥感器或机器人，通过远程 VR 系统进行对话或完成相应任务。
5 发展趋势
纵观虚拟现实技术这 30 多年来的发展历程，VR 技术的未来研究还是遵循“低成本、高性能”这一主线，从软件、硬件上分别展开，有以下几个主要发展方向[6]：
1）动态环境建模技术。
虚拟环境的建立是VR技术的核心内容，动态环境建模技术的目的是获取实际环境的三维数据，并根据应用的需要，利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。
2）实时三维图形生成和显示技术。
三维图形的生成技术已较成熟，而关键是如何“实时生成”。
在不降低图形的质量和复杂程度的前提下，如何提高刷新频率将是今后重要的研究内容[7]。
3）新型交互设备的研制。
虚拟现实能让参与者用人类自然的技能与感知能力与虚拟世界中的对象进行交互作用，使之身临其境，借助的输入输出设备主要有：头盔显示器、数据手套、数据衣服、三维位置传感器和三维声音产生器等。
因此，新型、便宜、鲁棒性优良的数据手套和数据服将成为未来研究的重要方向[8]。
4）智能化的语音虚拟现实建模。
VR建模是一个比较繁复的过程，它的建立需要开发人员花费大量的时间和精力。
为了解决这个问题，可以考虑将VR技术与智能技术、语音识别技术结合起来。
任何模型都包含有模型的概念、模型的描述、模型的功能约束条件、模型的空间和模型的多种形态等基本特征说明[9]。
5）大型网络分布式虚拟现实（Distributed Virtual reality，DVR）的应用。
网络分布式VR 将分布于多个地点的VR系统或仿真器通过局域网或广域网联结起来，采用协调一致的结构、标准、协议和数据库形成一个在时间和空间上互相耦合的虚拟/合成环境，参与者可自由地进行交互作用[10]。
6 总结
虚拟现实技术充满活力，它正在向实用方向迈进，向人们展示了广阔的应用前景，被誉为“21 世纪的新科技”，虚拟现实技术是本世纪发展的重要技术之一，作为一门科学和艺术将会不断走向成熟，在各行各业中将得到广泛应用，并发挥神奇的作用，21 世纪将是虚拟现实技术的时代。
当然，虚拟现实技术还是一门年轻的科学技术，尚存在不少有待解决的问题。
例如，在计算机生成的虚拟环境中，操作者每次转动头部，计算机必须更新三维图像，由于更新的数据太大，以致计算机还无法完成实时运算，这就造成了系统滞后。
【参考文献】
[1]张志鹏，劳奇成.虚拟现实技术的概况及应用[J].精密制造与自动化，2005（3）.
[2]谢晶妮，张茂军.虚拟现实发展趋势展望[J].计算机工程，2002（7）.
[3]刘耀林，孔建益，蒋国璋，孙亮波.虚拟现实技术的发展[J].湖北工业大学学报. [4]周红军，王选科.虚拟现实系统概述[J].航空计算技术，2005（1）.
[5]李云华.虚拟现实技术综述[J].重型机械科技，2004（4）.
[6]郑彦平，贺钧.虚拟现实技术的应用现状及发展[J].信息技术，2005（12）.
[7]徐艳.虚拟现实技术在教育教学中的成用研究[J].中园科技信息，2008（7）.
[8]韩晓玲.虚拟现实技术发展趋向浅析[J]电脑知识与技术，2007（2）.
[9]卞锋，江漫清，桑永英.虚拟现实及其应用进展[J].计算机仿真，2007（6）.
[10]胡小强.虚拟现实技术[M].北京：北京邮电大学出版社，2005.
[责任编辑：杨玉洁]。