虚拟现实复习资料VR.docx

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复习资料

一、填空题知识点

1、1993年美国科学家Burdea. G和Philipe Coiffed在世界电子年会上发表了一篇题为a Virtual Reality System and Applicatin”的论文,提岀了虚拟现实技术应该具备的三

个特征是—沉侵性—、________ 交互性____ 、想像性。

2、传统的计算机通常使用显示器、键盘、鼠标等接口设备进行交互,而在虚拟现实系统中, 强调人机交互和自然交互,通过如数据手套、立体显示设备、跟踪设备等特殊的输入输出设备,可以让用八使用人的自然技能直接对虚拟世界川的物体进行考察和操作,同时提供视、听、触等多种直观立体的实时感知。

3、一个典型的沉浸式虚拟现实系统的主要由计算机、_头盔式显示器_、—数据手套_、力反馈装置、话筒、耳机等设备组成。该系统首先由计算机生成一个虚拟世界,输出立体显示环境,用户可以采用头的转动、手的动作、语音等与虚拟1比界进行交互,计算机能能根据用户输入的各种信息实时进行计算,对交互行为进行各种实时反馈和更新输出。

4、根据虚拟现实刈* “沉浸性”程度和交互程度的不同,可把虚拟现实系统划分为四种典型类型,即桌面式VR系统、—增强式VR ______ 、_沉侵式VR ________ 、分布式VR系统。

5、三维定位跟踪设备是虚拟现实系统中关键设备2—,一般要跟踪参与对象的宽度(x)、

髙度(y)、深度(z)、俯仰角(pitch)、转动角(yaw)和偏传角(roll),因此共有6个独立变量,我们称为—6 口由度—。用于表征对象在空间的_________________ 位置和朝向_______ o

6、现阶段的立体图像显示技术主要有两种,一种是—同时显示技术就是同时显示两幅不同波长的图像,通过滤光使用户左右眼只能看到对应的图像;第二种是_分时显示技术就是在显示屏上以一定频率交替显示同一场景的立体图像对,用户利用相同频率切换的立体眼镜观察图像。

7、三维建模技术又可细分为—几何建模_、_分析建模_两类。前者是基于对物体的几何信息來描述物体模型的建模方法,它涉及表示几何信息的数据结构及相关的构造与操纵该数据结构的算法。后者用于处理对物体的运动和行为的描述,体现了艰拟环境建模的特征。

8、实时动态绘制技术是指利用计算机为用户提供一个能从任意视点及方向实时观察三维场景的手段。它要求当用户的视点改变时,图形显示速度必须跟得上视点的改变速度。实时动态绘制技术所期望的系统指标是较高的图像帧速和较低的等待时间。

9、在基于几何图形的实吋绘制技术实现过程中,目前有下血几种用来降低场景的复杂度,以提高三维场景的动态显示速度的方法:场景分块、可见消隐、细节选择。其中细节选择方法应

用较为普遍。

10、为了保证虚拟环境的物理真实性,常需要对虚拟物体进行碰撞检测,实现方法有多种,目前较成熟的碰撞检测算法有层次包围盒法、空间分解法,且后者是碰撞检测算法中最为广泛使用的一种方法,它是解决碰撞检测问题复杂性的一种有效方法。

11、虚拟现实技术的研究目标是消除人所处的环境和计算机系统Z间的界限,即在计算机计算机系统提供的虚拟空间屮,任何人使用眼睛、耳朵、手势、皮肤和语言等各种感觉器官直接与之发生交互,这就是虚拟环境的自然交互技术,它主要包括手势识别技术、面部表情识別技术、眼动跟踪技术和语音识别技术等方面。

12、虚拟现实中模型的建模,是虚拟环境构建的基础。使用VRML. VC++及0PENGL语言可以编写出三维交互的虚拟现实系统。也可以使用3DS MAX建模软件来进行虚拟现实建模。3DS MAX可以提供VRML97的文件格式导出,通过安装相关插件也可导出Cult3D的*. WRL文件格式及Virtools的*. nmo文件格式的导出,提高了文件的共享性,拓宽了3DS MAX的应用范围。

13、与同类软件相比,3DS MAX以其强大的建模功能、简捷高效的制作流程以及丰富的插件等优势,一直是虚拟现实系统在三维场景创建时的首选工具。其主操作界面大致可分为_1 单栏、主工具栏、视图区、命令而板、状态栏、操作提示栏、动画控制区和视图控制区等八个基本工作区域。

14、在3DS MAX中,可以直接在命令面板下建立和组合各种简单的三维物体,也可利用2D 造型生成三维物体。通常如使用拉伸修改功能,可以把创造的2D平面增加厚度变成一个3D物体;使用旋转修改功能,可以使2D造型自行旋转生成一个3D物体;使用放样方法, 可以将2D截面沿路径放样生成一个3D物体;

一个VRML文档,通常由文件头、造型、脚本(script)、路由(route)四个部分组成。

16、一般虚拟世界由很多物体组成。VRML在构建多个虚拟对象时,要用到虚拟造型的群节点。VRML群节点有编组节点布告板节点、空间变换节点碰撞节点、开关节点、内联节点Inline.锚节点Anchor.细节层次节点LOD等。

17、在创建VRML世界时,还有一些经常使用的效果节点,其中包括几个:控制VRML世界中天空和地面颜色的background节点;指定观察世界的位置、朝向和视野范圉的viewpoint 节点、以及指定导航方式的Navi gat ion Info得航)节点等。

18、C ult3D Designer是Cult3d的核心技术,也是其主要组成部分。通过它可以为导入的3D模

型添加事件和行为,实现交互功能。为3D目标对象添加事件行为的操作步骤主要在事件映射窗口进行,其基本操作规则是先设置事件图标,再将行为图标与其连接,

最后将目标对象(包插模型、声音等)与窗口里相应的图标连接。

19> Cult3D Designer的默认界面中包含6个不同的功能窗口。它们分别是Scene Graph

(场景图形)、Actions 窗口、Event Map 窗口、Stag Window (演示)窗口、Object Properties (对象属性)窗口、Events (事件)窗口。

20、阅读下面的VRML文件,在“#”后加上简单注解。

#VRML V2?0 utf8

#角度:0304560 90120 135150180

#弧度:00.523 0.785 1.047 1.571 2.094 2.356 2.618 3.141 Background{skyColor0.20.3 1.0)

Transform{rotation0 0 1 1.57#以Z轴为屮心,旋转90度translation 200#坐标原点向X正方向平移2

children[#平移后的子节点列表Shape {#开始空间造型

appearance Appearance{#设置节点的外观属性

material Material{#设置造型的材质

diffuseColor 1.0 0.00.0 #设置造型的表面颜色

}}

geometry Cylinder {#创建圆柱体

radius3#半径为3

height6#高为6

side TRUE#侧面可见

top FALSE#顶部可见

bottom

TRUE#底部可见

}

}

]}

23、所谓力反馈,是运用先进的技术手段将虚拟物体的空间运动转变成物理设备的机械运动, 使用户能够体验到真实的压力和重量,从而提供一个崭新的人机交互界面。该项技术最早应用于尖端医学和军事领域。

25、HMD,屮文名叫头盔显示器,是虚拟现实系统普遍采用的一种立体显示设备,主要由显示

器(显示表面)和光学透镜系统组成。通常安装在头部,并配有位置跟踪设备,能实时检测头部位置,虚拟现实系统能在其左右眼屏幕上显示出反映当前位置的场景图像。

26、空间位置跟踪技术有多种,常见的有电磁波跟踪系统、超声波跟踪系统、光学跟踪系统、机械跟踪系统、惯性跟踪系统、图像提起踊跃器等。

30、W eb3D技术是基于Internet的桌而级虚拟现实技术,是互联网上实现的交互式三维技术。目前,基于Web3D技术的开发软件非常多,常见的有VRML/X3D、CULT3D、Shockwave3D 和Java3D 等。

31、3DStudio MAX软件,简称3DS MAX,是一个功能强大的三维建模和虚拟现实建模软件,制作流程简洁高效,有非常人性化的工作界面。工作界面包括:菜单栏、工具栏、视图区、视图控制区、命令面板、时间线、动画控制区。

32、使用3DS MAX软件进行三维建模与动画创作时,缺省情况下,我们可以用—键把当前激活的视图切换到前视图,用P键把当前激活的视图切换到透视图,用—键把当前激活的视图切换到摄相机视图,用M 键可直接激活材质编辑器。

34、一个VRML三维立体空间造型是由许许多多的节点组成的。SHAPE节点是VRML的核心节点,定义了立体造型的儿何形状、尺寸、色彩、材质、纹理等外观特征。

35、任何物体造型都是由点、线、面组成的,VRML文件的SHAPE节点中有5个绘图的节点,它们分别是PointTndexedSet (索引点集节点)、LineTndexedSet (索引线集)、IndexedFaceSet> Extrusion、ElevationGrid(海拔网格节点)。

36、V RML场景中各个造型处于不同的位置。需要对各个造型定义不同的坐标系,同时还需要对物体进行放大与缩小旋转等变换,利用Transform节点可以实现这儿个方面的变换。

37、插补方法是创建动画的很主要的方法,通过线性插值技术自动生成连续的动画。VRML

提供了6个插补器节点。分别是_________________________________________________ 、

____________________________________________ 、Co 1 or I n t er po 1 at 01'(颜色插补器)、Coordinate I nterpo 1 ator (坐标插补器)、Sea I ar Interpol at or (标量插补器)。38、________________________________________ 在VRML语言中,主要是通过节点和Java语言与外部进行联系的,述

可以使用________________ 节点实现VRML场景之间的调用和外部联系,并且可利用该节点实现直接上网。

39> Cult3D由瑞典Cycore公司出品,是--种主要针对于电子商务的跨平台Web3D虚拟现实

技术。Cult3D软件由3个不同功能的程序组成:_________________ 、_______________ 和

Cult3D Viewer (浏览器)插件。(参见教材P132)

40^ Cult 3D Designer是Cult3d的核心技术,也是其主要组成部分。通过它对以为导入的3D模型添加事件和行为,实现交互功能。为3D目标刈像添加事件行为的操作步骤主要在事件映射窗口进行,其基本操作规则是先设置一事件图标,再将行为图标与其连接, 最后将目标对象(包括模型、声音等)与窗口里相应的图标连接。(参见教材P148)

41、根据?美国科学家G. Burdea提岀的虚拟现实技术三角形(31)概念,虚拟现实系统通常具有

以下特征________________ 、_______________ 、___________________ o

42、屜拟现实系统必须依靠符合人类自然生理属性的感知设备来为用户提供良好的人机环

境。目前,成熟和相对成熟的感知检测技术,仅有 ____________ 、___________ 、力觉3种,这3种感知设备构成了虚拟现实系统的感知平台。

43、根据虚拟现实对“沉浸性”程度和交互程度的不同,可把虚拟现实系统划分为四种典型

类型,即桌面式VR系统、 ________________________ 、_____________________________ 、分布式VR系统。

44、____________________________________________________________________________ 在虚拟现实系统的输入设备部分,基于自然交互技术的设备主要有 ________________________ 、___________________ 、三维扫描仪等。

45、在虚拟现实技术屮,所谓力反馈,是运用先进的技术手段将虚拟物体的空间无能运动转

变成物理设备的机械运动,使用户能够体验到真实的 _________ 和_________ ,从而提供一个崭新的人机交互界面。该项技术最早应用于尖端医学和军事领域。

46、_______________________________________________________________________ 虚拟现实系统大多采用头盔式显示器(HMD),固定于用户头部,配有____________________ 设备, 能实时检测出头部的位置。由计算机的图形控制部分分别生成两幅存在 _____________ 的图像向两只眼睛显示,人的大脑融合这两个图像可以获得深度知觉,从而产生较好的虚拟沉浸感。

47、在基于几何图形的实时绘制技术实现过程中,目前有下面几种用来降低场景的复杂度,

以提高三维场景的动态显示速度的方法:场景分块、可见消隐法、 _____________________ 。其中____________________ 方法应用较为普遍。

48、为了保证虚拟环境的真实性,常需要对虚拟物体进行碰撞检测,实现方法有多种,目前

较成熟的碰撞检测算法有____________________ 、__________________ ,且后者是碰撞检测

算法中广泛使用的一种方法,它是解决碰撞检测问题复杂性的一种有效方法。

49、用3DS MAX软件进行3D建模编辑修改时,要使物体产生锥化效果,可以使用Taper (锥化)修改器;要使物体产生弯曲效果,可以使用 _____________ 修改器;要使物体产生扭曲效果,可以使用_______________ 修改器

50、利用3ds max创建花瓶时,可以先通过编辑2D图形(Line线)绘制出

再通过Modify (修改命令面板)使用_____________ 修改器功能,将2D图形沿其是中心轴旋转制作成为一个三维物体。

51、3ds max的多截面放样命令工具功能十分强大,它允许在一条______________ 上安排多个不同截面图形来共同决定和组成物体的三维形状。因而非常适合于截面变化复杂的三维造型。同时还可以通过Loft放样参数修改面板屮的___________________ 修改工具,对放样物体形

状进行进一步的修改。

52、材质,是网格物体表面的一种属性,它将彫响物体表面的颜色、反光度、透明度和纹理

图案等。3dsmax8提供了多种材质贴图类型。如对物体模型的正反血(内外血)赋予不同的材质时,可以为其指定________________________ 材质类型,如需对模型表面不同部分分别赋

予不同材质时可以为其指定____________________ 材质类型。

53、V RML文件的扩展名是 __________ 。一个VRML文档,通常由文件头、__________ 、脚本(script)、路由(route)四个部分组成。

54、任何物体造型都是由点、线、面组成的,VRML文件的SHAPE节点中有5个绘图的节点, 它们分别是PointlndexedSet (索引点集节点)、LinelndexedSet (索引线集)、___________ ____ 、_____________________ 、ElevationGrid (海拔网格节点)。

55、V RML 语言系统提供了诸如Positioninterpolator Orientrtioninterpolator s Colorinterpolator等多个插补器节点来控制动画,它们的功能虽有不同,但语法结构和用法相似。插补器都使用一组____________________ 和 ______________ ,通过使用线性插值技术自动生成连续动画,

56、纹理是一种位图,把纹理图按一定规则包裹到几何造型表面的过程称为纹理贴图。VRML 提供了三种纹理节点,包括______________________ 、 __________________ 、PixelTexture (像素纹理),它们都使用Appearance节点的texture域和textureTransform域。

57、在VRML中,________________ 节点的作用是创建一个虚拟时钟,它设置开始动画、

结束动画,并可通过其cyclelnterval域值来控制动画的______________________ 等,并向插补器节点输出时间事件,使之产生相应的动画效果。

58、V RML不但能够能够生成逼真的静态造型,而且可以使用___________________ 节点、

________________ 节点、脚本、事件与路由等功能,构造一个使用户彼此沟通、动态和交互的虚拟世界。

59 Cult3D由瑞典Cycore公司出品,是一种应用比较广泛的Web3D虚拟现实技术°使用Cult3D

虚拟现实制作工具的一般工作流程是首先后使用

设计交互功能,最后使用Cult3D Viewer插件浏览作品。(参见教材P132-P133)

二、选择题知识点(一个或多个正确选择)

1.VRML程序是一种ASCII码的描述程序,可以使用计算机中任何一种具有文本编辑功能的

编辑器软件程序来编辑VRML源程序代码。使用下列哪些软件程序可以编辑VRML程序文档()。

A.notepad? cxc;

B. vnulpad? cxc;

C. wordpad. exe;D: Microsoft Office Excel 2003

2.关于VRML技术,下列哪些说法是正确的?()

A.¥RML融合了二维、三维图像技术、动画技术和多媒体技术,用来描述网上的三维

世界。

B.一般浏览器能够支持VRML文件的运行。

C.VRML对硕件与软件的环境要求都很低,一般计算机都可以运行,但配置较高时运

行较快。

D.与其它WEB技术语言相比,其语法简单易懂,编辑操作方便,学习相对较易。

3.关于VRML语言,下列哪些说法是正确的?()

A.VRML世界的基本单位是节点;

B.VRML米用的是左手坐标系;

C.VRML的基木几何体的缺省位置是中心位于坐标系统的原点。

D.VRML长度单位是nun。

4.关于VRML语法,下列哪些说法是正确的?()

A.在VRML语法体系屮,VRML是大小写不敏感的。

B.在创建VRML场景时,如果改变当前原点,使用节点Transform。

C.节点是VRML文件屮最基本也是最核心的组成部分。

D.在VRML程序中,除节点构成的体系外,还有一个“事件体系”,它由相互通信的节点构成。

5.关于VRML,下列哪些说法是正确的?()。

A.VRML只能牛成静态模型,不能构建动态世界。

B.VRML不支持声音;

C.VRML支持交互功能;

D.从与外界的交互来看,节点的域可以分为两类:field和exposefield。

6.关于VRML,下列说法哪些是正确的()。

A.VRML程序中不同的节点包含有不同的域,各个域没有次序之分;

B.VRML程序屮不同的节点的域都有自己的默认值;

C.VRML程序中节点的域不可以用同名的节点作为域值;

D.根据域具有的域值情况的不同,可以把域分为两类,一类为单值域,另一类为多值

域。

7.与同类软件相比,3ds Max以其强大的建模功能、简捷高效的制作流程以及丰富的插件

等优势,一直是虚拟现实系统在三维场景创作时的首选工具。它集()等功能于一身,提供了三维动画及静态效果图全面完整的解决方案。

A.三维造型和动画制作

B.图象处理和视频编辑

C.材质制作、灯光设定与摄像机使用

D.数据处理和文字处理

8.在3DS MAX中使用〃选择和移动〃工具时,利用()键可以实现移动并复制。

A、Ctrl+

B、Shift+

C、Alt+ Ctrl+Shift+

9.在3DS MX中下列哪些修改命令是用于三维模型编辑修改的()o

A.Taper (锥化)B: Bend (弯曲)

C. Twist (扭曲)D: Bevel (倒角)

10.关于3DS MAX,下列说法哪些是正确的()。

A.用键盘输入法创建的物体,不能再用Modify (修改命令)进行修改;

B.在3DS MAX +编辑修改器的次序对最后的结果没有影响;

C.材质就是贴图,两者是一回事;

E. D.以上说法都不正确。易。

11.关于VRML语法,下列哪些说法是正确的?()

C.在VRML语法体系中,VRML是大小写不敏感的。

D.在创建VRML场景时,如果改变当前原点,使用节点Transformo

C.节点是VRML文件中最基本也是最核心的组成部分。

D.VRML中除节点构成的体系外,还有一个“事件体系”,它由相互通信的节点构成。

13.关于VRML语言,下列哪些说法是正确的?()

A.VRML世界的基本单位是节点;

B.VRML米用的是左于坐标系;

C.VRML的基本儿何体的缺省位置是中心位于坐标系统的原点。

D.VRML长度单位是mm。

14.关于VRML,下列哪些说法是正确的?()。

A.VRML能生成静态模型,也能构建动态世界。

B.VRML支持声音,但模拟播放的声音没有立体感和方位感;

C.VRML ?|'有的对象具有收发信息的功能,信息的收发通过对彖本身的事件完成。

D.从与外界的交互来看,节点的域可以分为两类:field和exposefield。

15.关于VRML的数据类型,下列说法正确的是()。

A.SFB00L是单值布尔型,只有TRUE或FALSE;

B.SF单值型域只能是一个数,\1F类型的域可以是多个单独的数也可以是多组数;

C.SFString域表示一个字符串,必须要用双引号括起来。

D.以上说法都不正确。

16.与同类软件相比,3dsMax以其强大的建模功能、简捷高效的制作流程以及丰富的插件

等优势,一直是虚拟现实系统在三维场景创作时的首选工具。它集()等功能于一身,提供了三维动画及静态效果图全面完整的解决方案。

A.三维造型和动画制作

B.图象处理和视频编辑

C.材质制作、灯光设定与摄像机使用

D.数据处理和文字处理

17.在用

3ds max建模时,下列哪个命令是用来合并扩展名是MAX的文件?()。

A>文件丨打开(FilelOpen);B、文件丨合并(File〔Merge);

C>文件丨导入(F订e| Import);D、文件丨导出(File|Export)

18.在3DSMAX?|?使用〃选择和移动〃工具选择场景模型时,同时按住Shift键可以实现移动并克隆复制,弹出的选项对话框(Clone Options )里是下列哪三项()。

A、复制(Copy)

B、实例(Instance)

C、参考(Reference)

D、无(None)

19.关于3DS MAX,下列说法哪些是正确的()。

A.用键盘输入法创建的物体,不能再用Modify (修改命令)进行修改;

B.在3ds max中,系统会自动为每一个建立的对象命名并赋予一种颜色。如果没有特殊命名,系统一般用“名称+编号”的形式来给对彖命名。

C.在3DS MAX屮编辑修改器的次序对最后的结果没有影响;

D.材质就是贴图,两者是一回事;

20.关于3DS MAX下列说法哪些是正确的(B C )。

A.3DS MAX制作动画时的最小时间单位是秒;

B.3DS MAX材质编辑器默认的明暗器是Blirm明暗器,也可以通过列表选择其它其他的明暗器;

C.利用摄像机的位置变化能形成生动的摄像机动画;

D.创建三维模型对象,必须从绘制二维图形再使用相关命令工具使Z变成3D模型。

21.关于VRML的数据类型,下列说法正确的是()。

A.SFBOOL是单值布尔型,只有两个值TRUE或FALSE,也可以用0或1表示;

B.SF单值型域其值只能是一个数,MF类型的域可以是多个单独的数也可以是多组数;

C.SFString域表示一个字符串,必须要用双引号括起來。

D.以上说法都不正确。

22.与同类软件相比,3ds Max以其强大的建模功能、简捷高效的制作流程以及丰富的插件

等优势,一直是虚拟现实系统在三维场景创作吋的首选工具。它集()等功能于一身,提供了三维动画及静态效果图全面完整的解决方案。

A.三维造型和动画制作

B.图象处理和视频编辑

C.材质制作、灯光设定与摄像机使用

D.数据处理和文字处理

23.在用3ds max建模时,要保存场景,应该将场景保存为()格式。

A、JPG

B、MAX C> TGA D、BMP

24.关于3DS MAX,下列说法哪些是正确的()。

A.用键盘输入法创建的物体,不能再用Modify (修改命令)进行修改;

B.在3ds max屮,系统会自动为每一个建立的对象命名并赋予一种颜色。如果没有特殊命名,系统一般用“名称+编号”的形式来给对象命名。

C.在3DS MAX中编辑修改器的次序对最后的结杲没有影响;

D.材质就是贴图,两者是一回事;

25.关于3DS MAX下列说法哪些是正确的(A C D )。

A.3DS MAX制作动画时最小时间单位是帧;

B.切换到摄像机视图的快捷键是C键;

C.摄像机的位置变化不能形成动画;

D.按下动画控制区的AUTO键,可以记录动画关键帧.

三、名词解释复习范围

1虚拟现实

2VRML

3CULT3D技术确(参见教材P132)

4、何谓虚拟现实的自然交互技术

5、头部相关传递函数(HRTF)

6、W eb3D 技术

7、沉浸式虚拟现实系统

8、六自由度(D0F)

9、V RML插补器

10、细节选择法

11、碰撞检测、层次包围盒

12、分布式虚拟现实系统

四、程序分析复习题

1、阅读下面的VRML文件,加上正确注解,分析通过VRML浏览器解释执行后显示的场景是:

#VRML V2.0 utf8

Background {frontUrl H sky.jpg H}

Group}

children[ DEF diqiu Transform}

children Shape {

appearance Appearance) material Material) } texture ImageTexture {url H earth.jpg n} }

geometry Sphere {radius 0.8}

)}

DEF Clock 1 TimeSensor{

cycleinterval 6.0

loop TRUE }

DEF BallPathl Orientationinterpolator{

key[0.0,0.5, 1.0]

keyValue[

0.0 1.00.00.0,

0.0 1.00.0

3」4,

0.0 1.00.0 6.2&

ROUTE Clock 1 .fraction_changed TO BallPath 1 .set_fraction ROUTE BallPathl .value_changed TO diqiu.set_rotation

2、阅读下面的VRML文件,在后加上简明扼要的注解。并分析通过VRML浏览器解释执行该文件后显示的场景是:

#VRML V2.0 utf8

#角度:030 45 60 90 120 135 150 180 # 弧度:0 0.523 0.785 1-047 1.571 2.094 2.356 2.618 3.141 Background {skyColor 0.2 0.3 1.0}

Transform {rotation 1 0 0 1.57

translation 000 children[

Shape {

appearance Appearance{

Material Material{

diffuseColor 1 0

geometry Extrusion {

crossection

0 ? 50.5, 0?5,

-0.5,

0.5 -1, -0.5 -1,

—0.5 —0.5,

-1 0.5, 一0.5 0.5,

-0.5 0.5 1 ]

Spine [

Solid FALSE

3.阅读下面的VRM文件,在每一行后面加上注解,并写出通过VRML浏览器解释执行后显示的场景是:

#VRML V2.0 utf8

Group{

Children!

DEF qiuti Transform!

children [ Shape}

appearance Appearance! material Material)

diffuseColor 0 10}}

geometry Sphere{ radius 0.8 }

}

DEF time TimeSensor{

cycleinterval 2.0

loop TRUE }

DEF banhua Positinlnterpolator{

key [ 0.0, 1.0 ]

key Value [ -10 0 0,

10 0 0 ]

1

1

}

ROUTE time.fraction_changed TO banhua.set_fraction

ROUTEbanhua.value_changed TO qiuti.set_translation

五、3DS MAX制作题复习范围(要求正确写出主要制作步骤与使用的方法手段)

1制作台灯模型2制作花瓶模型3制作导弹模型写出各部件模型的主要的制作步骤; 写出主要的制作步骤;

写出主要的制作步骤。

六、VRML编程题(要求:书写格式规范,程序语言单词正确、注意字母大小写、各种括号

嵌套正确、)

1、使用VRML的造型节点和Transform节点创建如下室外虚拟场景一绿色长

廊,使用的模型参数可参考图例参数。最后浏览效果如图。注意应用软件工程模

块化的设计思想,使用正确规范的语法格式编写出VRML程序文件。

2、在虚拟空间屮创建一个交通红绿灯模型,模型尺寸和浏览器浏览效杲图如下

图所示。使用正确规范的语法格式在本页下面写出VRML文件源代码。

3、在虚拟空间中建立一个简单地球模型,并绕中心轴线(竖直向上)持续均

匀地自转。并在空间场景中显示文字“Hello world!”参考图如下。使用正确规

范的语法格式写出VRML文件源代码。

4、在虚拟空间中创建一个体育健身用的哑铃模型,模型尺寸和浏览器浏

览效果图如下图所示。使用正确规范的语法格式写出VRML文件源代

码。

5、在虚拟空间中创建模型,模型尺寸和浏览器浏览效果图如下图所

示。使用正确规范的语法格式写出VRML文件源代码。

6、在虚拟空间屮创建一个台阶模型,模型尺寸和浏览器浏览效果图如下图所示。使用正确规范的语法格式写出VRML文件源代码。

虚拟现实技术简介

虚拟现实简介及行业发展前景 一、虚拟现实简介 虚拟现实(Virtual Reality,简称VR,又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术,也称灵境技术或人工环境。虚拟现实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,让使用者如同身历其境一般,可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物 百科内容: VR是一项综合集成技术,涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域,它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉,使人作为参与者通过适当装置,自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。使用者进行位置移动时,电脑可以立即进行复杂的运算,将精确的3D世界影像传回产生临场感。该技术集成了计算机图形(CG)技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果,是一种由计算机技术辅助生成的高技术

模拟系统。 概括地说,虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式,与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比,虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。 虚拟现实中的“现实”是泛指在物理意义上或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境,它可以是实际上可实现的,也可以是实际上难以实现的或根本无法实现的。而“虚拟”是指用计算机生成的意思。因此,虚拟现实是指用计算机生成的一种特殊环境,人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中,并操作、控制环境,实现特殊的目的,即人是这种环境的主宰。 二、虚拟现实分类 行业概况: 北京傲唯刃道科技有限公司甘健先生认为:供求关系是一个行业能否快速发展的前提。目前来看,市场需求是很大的,而供应方面却略显不足,尤其是拥有核心知识产权,专利产品及服务质量过硬的企业并不多,行业整体缺乏品牌效应。在需求旺盛的阶段,行业需求巨大,

虚拟现实技术在艺术设计教学的应用.docx

虚拟现实技术在艺术设计教学的应用 一、虚拟现实技术的概念以及特征 虚拟现实技术是综合利用计算机等高科技来模拟三维空间的一个虚拟世界,这种技术让使用者在虚拟空间内,能够有一种身临其境的感觉,具有感知性、具体性、交互性等特征,让使用者能够对三维空间进行更真切的观察。虚拟现实技术给艺术设计教学提供了一种新型的教学方式,促进了学生对事物的感知,必将在艺术教学方面有所成就。 (一)虚拟现实技术的感知性 使用者作为虚拟现实技术手段的主体,可以通过这种技术手段有身临其境的感觉,并从中不断发现这种技术的真实性和趣味性。在虚拟现实技术对艺术教学的过程中,学生可以作为一个主体真实地感受不同情境下的各种现象,并且可以与之进行随时互动,通过虚拟事物感受真实世界。 (二)虚拟现实技术的具体性 这种虚拟技术的具体性主要表现在,教师在对艺术学校的学生进行教学时可以随时观察并且评价其设计的艺术作品,在作品设计最初的过程中就可以形象具体地展现其不同特点,从而发现不足之处,促进艺术作品能够保质保量地完成。 (三)虚拟现实技术的交互性 交互性是指学生通过虚拟现实技术对虚拟世界事物的可操作性的真实反馈。主要表现在两个方面:行为和视觉的交互。首先,行为

交互是指学生通过自己的肢体行为与虚拟世界的事物达到一定的互动感应过程,从而充分感知事物的发展变化过程。其次,视觉交互是指学生的视觉变化与艺术设计之间产生的互动感应,通过计算机对学生的视觉变化进行反馈,从而对相应的设计内容进行适时的改变。这种互动方式,有助于学生感知设计的变化过程,感觉就像身在现实世界中一样。 二、虚拟现实技术在艺术设计教学中的作用 (一)有助于设计的具体化,提升专业知识的演示效果 教师在艺术设计教学的过程中,可以通过虚拟现实技术使学生观察到平常无法用肉眼观察到的操作和变化,从而将抽象的教学内容转化得直观具体,使学生更容易接受。目前,虚拟现实技术在艺术设计教学的很多环节中都被重点应用,例如,图片、文字、空间等的结构设计,并且在这些方面取得了一定的成就。因此,教师可以充分利用虚拟现实技术给艺术设计教学带来的便利,将理论教学与实践操作相结合,使学生可以通过虚拟世界感悟真实的事物。 (二)促进教师和学生之间的互动,提高教学效果 教师可以通过虚拟现实技术与学生在课堂上进行实时的互动,并且可以通过这种技术反馈教学过程中的问题,针对问题和具体情况进行互动交流以及探讨。这样不仅可以提高学生在课堂上的积极主动性,而且可以正确引导学生通过虚拟现实技术提高自身的艺术设计水平,同时通过对虚拟世界事物的观察来不断地巩固、掌握自己所学的理论知识,从而提高自己的思维创新能力。此外,教师还可以设身处地地

设计院虚拟现实方案书

虚拟现实方案书 建筑设计综合汇报展示系统 一、背景分析.................................................................................... 错误!未定义书签。 1. 建筑设计领域的背景 (1) 2. 现有模式的缺憾 (1) 3. 需要用到虚拟现实的几个环节 (1) 二、系统平台介绍............................................................................ 错误!未定义书签。 三、系统应用范围............................................................................ 错误!未定义书签。 1. 方案优化 (2) 2. 远程浏览 (2) 3. 人机交互 (2) 4. 降低风险 (2) 5. 辅助管理 (2) 四、系统适用场合............................................................................ 错误!未定义书签。 1. 方案汇报 (2) 2. 项目评审 (2) 3. 领导视察 (2) 4. 大型展会 (2) 5. 在线使用 (2) 五、本系统功能简述........................................................................ 错误!未定义书签。 1. 方案替换 (3) 2. 自主浏览 (3) 3. 自动漫游 (3) 4. 实时交互 (3) 5. 分区规划 (3) 6. 临场体验 (4)

虚拟现实技术及应用

虚拟现实技术旅游中的应用 2013年10月27日

虚拟现实技术在旅游业中的应用 (一).虚拟现实技术简介: 虚拟现实技术(Virtual Reality),又称灵境技术, 为人机交互界面, 特点在于,计算机产生一种人为虚拟的环境,这种虚拟的环境是通过计算机图形构成的三度空间,或是把其它现实环境编制到计算机中去产生逼真的“虚拟环境”,从而使得用户在视 觉上产生一种沉浸于虚拟环境的感觉 (二).虚拟现实技术的发展概述 1966年,美国MIT的林肯实验室正式开始了头盔式显示器, 80年代初正式提出了“Virtual Reality”一词。1993年的11月,用虚拟现实技术设计波音777获得成功. 正是因为虚拟现实系统极其广泛的应用领域,如娱乐、军事、航天、设计、生产制造、信息管理、商贸、建筑、医疗保险、危险及恶劣环境下的遥操作、与培训、信息可视 化以及远程通讯等,人们对迅速发展中的虚拟现实系统的广阔应用前景充满了憧憬与 兴趣。 (三).虚拟现实的定义: 虚拟现实技术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 (四).虚拟现实技术的四个技术特征 I.多感知性 II.存在感 III交互性 IV.自主性 (五).虚拟现实系统主要由以下六个模块构成 1).检测模块2). 反馈模块3). 传感器模块4.) 控制模块5). 建模模块

(六).虚拟现实技术的应用 1.虚拟旅游的概述:所谓虚拟旅游,指的是建立在现实旅游景观基础上,通过模拟或超现实景,构建一个虚拟旅游环境,网友能够身临其境般地逛逛看看。虚拟仿 真visual simulation技术的应用范围之一。应用计算机技术实现场景的三维模拟, 借助一定的技术手段使操作者感受目的地场景。 2.它的方式大致是: 虚拟现实技术系统营造虚拟旅游环境,旅游者首先通过网 络平台上, 运用某些设备完全进入虚拟环境中, 并可根据需要利用多种交互设备(如头盔、数据手套和数据服等) 来驾驭该环境, 同时用于操作该环境中的物体(如山水、园 林建筑、植物等) ; 在虚拟环境中, 旅游者还可参与发生的事件,或与其他参与者(旅 游者等) 相互交流; 当虚拟旅游结束时, 旅游者可以自主地退出虚拟旅游环境返回到 现实环境中来。 3.虚拟旅游的发展现状: 依托于虚拟现实技术和信息技术发展起来的虚拟旅游,是旅游业的一次科技革命,目前主要应用于旅游景区、饭店及会展的营销。 和虚拟现实技术在旅游业发展中的应用 万维网地理信息系统(WebGIS)指基于Internet平台,客户端应用软件。采用WWW协议运行在万维网上的地理信息系统。WebGIS可以最大限度的满足旅游政府部门,旅游企业,旅游者不同的需求 首先利用WebGIS的电子地图支持功能实现地图的生成,管理,显示,和网路共享,然后利用旅游专题数据库储存的景区地形数据和建筑,道路等矢量数据,以及相应的 纹理图片,实景图像,音频视频等多媒体数据资料,通过应用虚拟现实建模语言 (X3D,VRML)建模生成逼真的虚拟旅游景区三维场景或全景图像。 利用虚拟现实技术,旅游相关部门和企业能够把本地区具有代表性的景点(园林 古迹,山水人家,寺庙等)数字化,虚拟化到网络上去,供旅游咨询者通过浏览器下 载和浏览,实现在线的虚拟现实旅游,在虚拟化旅游场景中,旅游者可以任意地在其 中漫游,如以鸟的方式俯视景区全景,或者以走动,飞行等不同的方式从上下左右任 意角度进行游览,或者走进建筑物,甚至能够潜入海底世界。旅游者还可以在进行虚 拟旅游的同时,免费听到幕后“导游者”悉心的介绍,这将给旅游者以全新的旅游体验,无疑会比文字,图片之类的广告更吸引,更有效果。

研究论文:虚拟现实技术在环境艺术设计中的应用研究

97693 艺术理论论文 虚拟现实技术在环境艺术设计中的应用 研究 随着信息技术的发展,人们对虚拟现实技术的研究越来越深入。目前该项技术被广泛应用于环境艺术设计中,并取得了意想不到的效果,与以往的环境艺术设计相比,其最大的特征就是将网络虚拟技术与现实环境有效结合起来,营造出一种逼真的场景。如何将虚拟现实技术更好的应用于环境艺术设计中,是所有设计者需要长期研究的课题。 一、虚拟现实技术概述 虚拟现实技术综合了多种现代科学技术,具有以下几个特征: 首先是浸入性,可以构造出一种非常逼真的环境,给体验者带来一种身临其境之感。这是因为虚拟技术抓住了体验者的感受,一是从感官层面,二是从心理层面,将平面图像变成三维空间,要求体验者戴上头盔、手套,避免外界环境的干扰;其次是交互性,人机交互是信息时代的

新技术,虚拟现实技术就为人机交互提供了有利支持,它使人与机器之间的交流更加自然。同样要求体验者戴上特制的头盔和手套,在这些“装备”的支持下获得外界数据,反过来计算机也可以根据人们的指示调整图像,做出语言反应或者是身体运动反应,总之人机交互技术使机器变得更加灵活、人性化;最后是多感知性,虚拟现实技术在应用过程中会设施一整套的感官装置,同时刺激人的视觉、听觉以及触觉,这也是体验者会感觉“身临其境”重要原因[1]。 将虚拟现实技术应用于环境艺术设计中,可以使环境艺术中的画面感更强,因为其会同时刺激人们的多种感官,很多时候会比真实环境更有吸引力。而且在感受整个环境的过程中注意力可以更集中,将自己欣赏到的画面印在脑海中。同时,应用虚拟技术可以大大减少设计费用,一些逼真的场景可以不必花人力、物力、财力去建设,只要在计算机中进行设计和模拟,就可以创建出这样的场景,节省时间、节约成本,并且达到理想的设计效果。 二、虚拟现实技术在环境艺术设计中的具体应用 (一)对环境艺术设计进行补充

医疗领域人工智能的应用

医疗领域人工智能的应用 周素珍,杨会宝,马式雷 (山东中医药大学理工学院) 摘要:人工智能是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器的一个重要分支。尤其在医疗卫生领域,人工智能更具有广阔的应用前景和较高的实用价值。本文简述了人工智能的起源与发展,回顾近年来人工智能在医疗领域的应用,重点介绍了人工智能在神经网络中的应用,并进一步展望了人工智能在医疗领域的应用前景。 关键词:人工智能;医疗;专家系统;神经网络;前景 1 引言 人工智能(Artificial Intelligence AI)是当前科学技术发展中的一门前沿科学,它是由Mc-Carthy等在1956年发起的关于机器模拟智能的学术讨论会上提出的[1]。自此,人工智能广泛应用于医学领域,在临床医疗诊断、神经网络技术、中医学、专家系统以及医学影像诊断中均得到应用。随着科学技术的发展,人工智能技术在医疗诊断中的应用将越来越广泛,越来越重要。 2人工智能在医疗领域的应用回顾 2.1 人工智能发展简史[2] 上世纪三四十年代,Wiener、弗雷治、罗素的数理逻辑,和Church、图灵的数字功用以及计算机处理促使了1956年夏的AI学科诞生。 20世纪60年代以来,生物模仿用来建立功能强大的算法。这方面有进化计算,包括遗传算法、进化策略和进化规划(1962年)。 1992年Bezdek提出计算智能。他和Marks(1993年)指出计算智

能取决于制造者提供的数值数据,含有模式识别部分,不依赖于知识;计算智能是认知层次的低层。今天,计算智能涉及神经网络、模糊逻辑、进化计算和人工生命等领域,呈现多学科交叉与集成的趋势。 人工生命以进化计算为基础,研究自组织、自复制、自修复以及形成这些特征的混沌动力学、进化和环境适应,具体包括生命现象的仿生系统、人工建模与仿真、进化动力学、人工生命的计算理论、进化与学习综合系统以及人工生命的应用等。20世纪60年代,罗森布拉特研究感知机,Stahl建立细胞活动模型,Lindenmayer提出了生长发育中的细胞交互作用数学模型。这些模型支持细胞间的通信和差异。70年代以来,Conrad等研究人工仿生系统中的自适应、进化和群体动力学,提出不断完善的“人工世界”模型。80年代,人工神经网络再度兴起促进人工生命的发展。其主要研究方法有信息模型法和工作原理法。其研究途径分为工程技术途径和生物科学途径。 2.2 医疗领域人工智能的兴起和医疗专家系统的创建 专家系统在90年代兴起, 模拟人类专家解决领域问题,知识库的改进与归纳是其重点。医疗专家系统(Medical Expert System,MES)是人工智能技术应用在医疗诊断领域中的一个重要分支[3]。在功能上,它是一个在某个领域内具有专家水平解题能力的程序系统。医学诊断专家系统就是运用专家系统的设计原理与方法,模拟医学专家诊断疾病的思维过程,它可以帮助医生解决复杂的医学问题,可以作为医生诊断的辅助工具,可以继承和发扬医学专家的宝贵理论及丰富的临床经验。第一个人工智能的医疗专家系统早在50年代就出现了,当时为了模拟病人的病症和疾病之间的关系,主要是医学领域的知识被融合到专家系统中。

浅谈虚拟现实艺术在艺术设计专业中的教学方法

浅谈虚拟现实艺术在艺术设计专业中的教学方法 摘要:虚拟现实艺术导入到艺术设计教学中能生动形象地表现教学内容,有效 地营造一个艺术与技术相结合的教学环境,提高学生掌握理论知识、专业技能, 达到优化教学过程、提高教学质量、使学生能更好地融入社会的教学目标。因此,虚拟现实艺术在艺术设计教学中的教学方法是我们所需要深入探讨的。 关键词:虚拟现实艺术艺术设计教学方法 中图分类号:G424 文献标识码:A 文章编号:1004-633X(2011)12-0057-02 随着教育观念因时代的改变而改变,21世纪的教学已不再是传统的灌注—— 复习——考试的定式教学模式,而是交给学生学习知识的思维方法,开启学生思维,训练学生的思维能力,为学生提供一个跨时空、大信息量和个性化、智能化 的学习条件和环境,培养学生的分析、判断、解决问题的思维能力。通过将虚拟 现实艺术导入到教学中进行虚拟现实教学能更有效地发挥学生的各种感官器官的 作用,使学生接受更多、更具体、更完整的信息。 一、虚拟现实艺术实现的手段 虚拟现实艺术实现的手段可以分为桌面式虚拟现实艺术、沉浸式虚拟现实艺术、网络式虚拟现实艺术。 桌面式虚拟现实艺术是把计算机的显示屏幕作为艺术创作者观察设计作品的 窗口,艺术创作者在计算机屏幕上观察360°范围内的虚拟空间,通过使用输入设 备如鼠标对虚拟空间中的物体进行平移和360°的旋转,这样可以对设计作品进行 不同方位的观察,并在一些虚拟现实工具软件的帮助下可以在仿真过程中进行各 种设计及对设计作品的修改。 桌面式虚拟现实艺术虽然受现实周围环境的干扰缺少完全的沉浸,但是由于 其对硬件设备要求极低实现成本也相对较低,因此桌面式虚拟现实艺术相对应用 比较普遍。在艺术设计领域虚拟现实艺术已经开始应用于室内外环境设计、工业 造型设计、三维动画游戏设计、影视动画设计、互动广告设计等。 沉浸式虚拟现实艺术就是利用头盔显示器把观赏者的视觉、听觉封闭起来产 生虚拟视觉;利用数据手套把观赏者的手感通道封闭产生虚拟触动感,并由利用 计算机及其相关软件模拟一个虚拟的空间,使观赏者完全沉浸于一个“看起来是真的、听起来是真的、摸起来是真的”的虚拟世界。由于沉浸式虚拟现实艺术在硬件性能上要求比较高,所需要的配套设备价格比较昂贵,沉浸式虚拟现实艺术多使 用在一些大型的设计项目中。但是随着技术的不断成熟、新型材料不断研发,沉 浸式虚拟现实艺术在艺术设计领域也有了不同程度的发展。 网络的出现使人类传播和获取信息的方式、内容和范围不断增加,但是随着 互联网的飞速发展,传统网络的二维空间已经远远不能满足人们对互联网的需求。目前网页中所使用的多媒体视听元素随着网络带宽的增加、芯片处理速度的提高 以及跨平台的多媒体文件格式的推广,必将促使设计者综合运用多种媒体元素来 设计网页,以满足和丰富浏览者对网络信息传输质量提出的更高要求。随着3D、Maya等三维制作软件的广泛应用以及Virtools、Cult3D等交互软件的日趋成熟, 网页也逐渐在走向三维化的世界。因此,网络式虚拟现实艺术设计必将成为网页 艺术设计的发展趋势。 二、虚拟现实艺术在艺术设计教学中的教学方法 虚拟现实艺术在艺术设计中的教学方法,就是利用各种虚拟环境、将知识赖 以产生的客观现实再现给学生,讲授知识要点并进行理论概括,引导学生充分利

浅谈虚拟现实技术在教育领域的应用

浅谈虚拟现实技术在教育领域的应用 东北师范大学计算机学院 2014级教育技术系王鹏 2014012016【摘要】本文旨在简要介绍虚拟现实技术(含增强现实等分支技术)的定义及其发展现状,通过理论陈述、历史发展及部分实例进行分析,着手于软硬件两方面,结合其他领域中已有的优秀实例,对虚拟现实技术在教育领域的应用提出部分建议。 【关键词】虚拟现实增强现实三维技术教育软件开发 现代社会的电子信息技术自从计算机诞生以来就得到了飞速发展,人们不满足于二维平面等级的人机交互界面,开发了一系列帮助人们进行多元化人机交互的辅助工具。输入设备从最传统的键盘、鼠标,发展到今天的触摸板、眼球测位仪、语音识别,输出设备也从简单的显示屏、扬声器发展出各种形态。在硬件设备进化的同时,人机交互的“内容”即软件与信息层面也发生着急速变化。从最初的二进制数字到后来的命令提示符字符串,再到后来的桌面化操作系统及多媒体声像,时至今日人们已经掌握了足够顶层的技术以使用计算机来模拟日常所见的真实场景,而这种技术的代表作之一、同样也是未来信息技术领域最有发展前景的技术之一,就是虚拟现实技术。 一虚拟现实综述 虚拟现实(Virtual Reality,后文或简称VR)的定义目前为止依然众说纷纭,笔者较为认可的定义如下:一种可供创建并体验高度拟真的虚拟世界的计算机仿真系统。用来实现VR系统的技术被称为VR技术。何谓高度仿真呢?目前为止在技术层面能达到的、符合人们日常生活中实际体验的标准包括如下几个方面: 1 真实性 真实性是VR技术的主要目标。VR旨在用计算机构建真实世界以让用户获得拟真体验,生成的虚拟物件一般要高度仿照真实世界的尺寸、材质等,能够做到静物的“以假乱真”,相应的运动规律也要按照真实世界设置参数,如重力加速度或化学反应速率等,使得它们在变化时看起来仍不失真。 2 交互性 一般来说,交互性是指用户对虚拟世界中物体的可操作程度,和从自然环境中得到信息反馈的程度。计算机系统中生成的虚拟世界不可能仅接受工作人员输入的基本建模参数,也应当接受来自用户的实时输入信息,并给出相应的反馈。例如,用户可以通过特殊的控制器(如摇杆、特制键盘)、体感装置(如传感服、眼球测位仪)以及语音等向系统发送指令,相应地也就要求系统为用户提供多元化的输入接口,输入模式也应当尽可能贴近人类的自然活动。 3 沉浸性 沉浸性是指,用户在体验虚拟世界的时候,不光要体验到场景及运动规律的真实感,也应当同时意识到自己能够沉浸到虚拟世界中,而非一个世界之外的控制者、操作者。理想的VR系统应当以用户为第一视角构建,并能让用户产生真假难辨的感觉。

毕业论文:浅谈虚拟现实技术

论文虚拟现实技术

浅谈虚拟现实技术 摘要虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术是近年来新兴的借助计算机及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段,其核心是建模与仿真。概括介绍了虚拟现实技术的概念、特征及应用领域,涉及的关键技术,最新研究进展,应用与前景展望。 关键词虚拟现实技术,研究现状,相关应用,信息安全 一.虚拟现实的概念、特征及应用领域 虚拟现实是一种由计算机和电子技术创造的新世界,是一个看似真实的模拟环境,通过多种传感设备,用户可根据自身的感觉,使用人的自然技能对虚拟世界中的物体进行考察和操作,参与其中的事件,同时提供视、听、触等直观而自然的实时感知,并使参与者“沉浸”于模拟环境中。虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术是指借助计算机及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段,其核心是建模与仿真。 虚拟现实技术主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设各等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外,还有听觉、触觉、力觉、运动等感知,甚至还包括嗅觉和味觉等,也称为多感知。自然技能是指人的头部转动,眼睛、手势、或其他人体行为动作,由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据,并对用户的输入作出实时响应,并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。常用的有立体头盔、数据于套、三维鼠标、数据衣等穿戴于用户身上的装置和设置于现实环境中的传感装置,如摄像机、地板压力传感器等。 (虚拟现实技术穿戴的装备)

GrigoreBurdea和Philippe Coiffet在著作“Virtual Reality Technology”一书中指出,虚拟现实具有三个最突出的特征,即人们称道的“3I”特性:交互性(interactivity) 、沉浸感(Illusion of Immersion) 和构想性(imagination)。交互性主要是指参与者通过使用专门输入和输出设备,用人类的自然技能实现对模拟环境的考察与操作的程度。沉浸感是虚拟现实最主要的技术特征,它是指参与者在纯自然的状态下,借助交互设备和自身的感知觉系统,对虚拟环境的投入程度。构想性是指借助虚拟现实技术,使抽象概念具像化的程度。另外还有多感知性(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。 所以,“3I+M”就是虚拟现实系统的基本特征。 自1968年Ivan Sutherland发表一篇名为“The Ultimate Display”的论文至今,虚拟现实技术已经伴随着计算机技术的进步得到长足的发展。如今,众多的设备可被用于虚拟现实,包括头戴式显示器、数据手套、动作捕捉系统等[1]。虚拟现实技术已经在诸如建筑设计、军事仿真、虚拟制造、游戏娱乐、医学等领域得到广泛的应用。在教育、心理学、环保、文化艺术领域,虚拟现实技术也得到越来越多的关注[2]。 二.虚拟现实涉及的关键技术[3] 虚拟现实的关键技术主要包括:动态环境建模技术,实时三维图形生成技术,立体显示和传感器技术,应用系统开发工具,系统集成技术,实时三维计算机图形技术,广角立体显示技术,对观察者头、眼和手的跟踪技术,触觉、力觉反馈技术,立体声、语音输入输出技术。 动态环境建模技术:虚拟环境的建立是VR系统的核心内容,目的就是获取实际环境的三维数据,并根据应用的需要建立相应的虚拟环境模型。 实时三维图形生成技术:三维图形的生成技术已经较为成熟,那么关键就是“实时”生成。为了达到实时的目的,至少保证图形的刷新频率不低于15帧/秒,最好高于30帧/秒。

虚拟现实技术的应用研究

虚拟现实技术的应用研究 来源:毕业论文网 摘要:随着计算机技术的迅猛发展,虚拟现实技术的应用日趋广泛和深入。基于此,本文 将深入浅出地对虚拟现实技术的定义、应用领域、未来的发展前景和存在的问题进行介绍,重点阐述虚拟现实技术的应用领域以及相关研究,以期使读者对于虚拟现实有一个相对明 晰的认知。本文内容介绍:在第2部分会对虚拟现实技术进行简单介绍;第3部分将部分应用虚拟现实技术的领域进行介绍;第4部分描述虚拟现实技术研究现状和前景;在第5部分 对全文进行总结。 关键词:虚拟现实技术研究现状虚拟现实应用虚拟现实发展前景 一、引言 虚拟现实对于很多人来讲还是一个比较新的词汇,也可能你听说过,但并不了解,只 是认为佩戴显示设备,观看虚拟出来的内容,有身临其境之感,以为这就是虚拟现实技术。不尽然,那虚拟现实技术究竟指什么呢?本文将为读者解决这个困惑。 二、虚拟现实技术简介 2.1什么是虚拟现实技术 虚拟现实技术即虚拟现实。虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)是近年来出现的高 新技术。从本质上来说,虚拟现实是一种先进的计算机用户接口,它通过给用户同时提供视、听、触等各种直观而又自然的实时感知交互手段,因此具有多感知性、存在感、交互性、自主性等重要特征。虚拟现实技术并不是一项单一的技术,而是多种技术综合后产生的,其核心的关键技术主要有动态环境建模技术、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、系统集成技术等五大项。 2.2虚拟现实技术特征 虚拟现实技术主要有四个特征:(1)沉浸性:主要是指让计算机产生一种虚拟的环境,让参与到其中的人有一种和现实世界一样的感觉,就如身临其境一般。(2)交互性:主要是指用户对计算机模拟出的虚拟环境中的物体具有可操作性和从虚拟环境中的物体上得到的 反馈。(3)想象力:主要是指虚拟现实技术它具有很广阔的想象空间,不仅可以模拟出现实存在的世界,而且还可以模拟出不存在的环境。(4)多感知性:主要是指这项技术不仅能够让我们感受到视觉和听觉这两种一般计算机就可以给我们提供的感觉外,还可以给我们提 供触觉、味觉等一般计算机难以模拟出的感觉。 三、虚拟现实技术的应用领域 虚拟现实技术在很多领域内均有比较理想的应用,如教育与培训、娱乐与艺术、医学、军事、商业等领域,下面我们将就其中几个比较典型的应用领域展开叙述。 3.1教育与培训

虚拟现实医疗应用白皮书

虚拟现实医疗应用白皮书

目录 一、发展现状 (1) (一)国内发展状况 (2) (二)国外发展状况 (8) 二、主要发展方向 (14) (一)虚拟现实+医学教育培训 (14) (二)虚拟现实+个性化健身 (17) (三)虚拟现实+心理障碍治疗 (20) (四)虚拟现实+医学护理 (22) (五)虚拟现实+康复训练 (25) (六)虚拟现实+视力障碍治疗 (27) (七)虚拟现实+临床辅助 (30) 三、科研进展 (33) (一)国外高校科研进展 (33) (二)国内高校科研进展 (34) 四、发展展望 (35) (一)虚拟现实医疗的细分领域将不断拓展 (35) (二)虚拟现实医疗的产业生态将日益丰富 (36) (三)虚拟现实医疗对专业队伍的需求将更加迫切 (37)

五、相关建议 (38) (一)建立健全虚拟现实医疗产业沟通协调长效机制 (38) (二)促进医学界产业界共建虚拟现实医疗产业生态 (38) (三)部署实施虚拟现实医疗产业试点示范应用项目 (38) (四)创新加强虚拟现实医疗产业人才队伍培养建设 (39) (五)吸引社会资金大力投向虚拟现实医疗产业发展 (39) 附录:研究对象与范畴 (40)

以虚拟现实为代表的新兴前沿技术正广泛应用于医疗行业,助力提高医疗资源供给能力、降低各种医疗保健复杂性和危险性、应对医疗健康服务需求增长。与此同时,随着医疗健康领域的发展,将产生更多的诊疗方案,进一步推进虚拟现实技术在各个医疗健康领域的应用,拓展虚拟现实的应用场景,催生新的模式业态,带来潜力巨大的市场。 一、发展现状 全球范围内,虚拟现实等信息技术应用所驱动医疗健康服务的数字化转型正在展开。在数字化医疗趋势的推动下,国内外医院正在逐渐使用虚拟现实技术进行培训和手术,虚拟现实医疗正获得更多医生和患者的认可与肯定。据IDC 数据,虚拟现实医疗应用市场规模正逐年扩大,预计2022 年将达到17 亿美元,2018 到2022 年的市场复合增长率预计为105.6%。 虚拟现实在医疗领域的应用涉及手术模拟、技能培训、手术辅助、心理治疗等多个领域。现有国内虚拟现实技术方案主要集中在医学教育领域,覆盖市场在60%以上。在临床方面,虚拟现实技术使用率较低,体验感还没有得到医生和医疗机构的普遍认可,属于科研拓展阶段,还未形成完善的商业闭环。

虚拟现实艺术的实现手段及运用

虚拟现实艺术的实现手段及运用 随着教育观念的改变,21世纪的教学已不再是从灌注到复习再至考试这一传统教学模式,而是教给学生如何学习知识,如何开启思维的方法,并训练学生的创新思维能力。与此同时,为学生提供一个跨越时空、汇集大信息量和智能化、个性化的学习条件与环境,以此来培养学生的分析、判断并解决问题的思维能力。通过将虚拟现实艺术引入到艺术设计专业的教学中进行虚拟现实教学,更能够有效地发挥学生的各种感官的作用,使学生更容易接受更多的设计信息。 一、实现虚拟现实艺术的手段 虚拟现实艺术实现的手段可以分为桌面式虚拟现实艺术、沉浸式虚拟现实艺术、网络式虚拟现实艺术。桌面式虚拟现实艺术是把计算机的显示屏幕作为艺术创作者观察设计作品的窗口,艺术创作者在计算机屏幕上观察360°范围内的虚拟空间,通过使用输入设备对虚拟空间中的物体进行平移和360°的旋转,这样可以对设计作品进行不同方位的观察,并在一些虚拟现实工具软件的帮助下在仿真过程中进行各种设计及对设计作品的修改。桌面式虚拟现实艺术虽然受现实周围环境的干扰,缺少完全的沉浸,但是由于其对硬件设备要求极低,实现成本也相对较低,因此桌面式虚拟现实艺术应用比较普遍。在艺术设计领域虚拟现实艺术已经开始应用于室内外环境设计、工业造型设计、

三维动画游戏设计、影视动画设计、互动广告设计等领域。沉浸式虚拟现实艺术就是利用头盔显示器把观赏者的视觉、听觉封闭起来产生虚拟视觉;利用数据手套把观赏者的手感通道封闭产生虚拟触动感,并利用计算机及其相关软件模拟一个虚拟的空间,使观赏者完全沉浸于一个“看起来是真的、听起来是真的、摸起来是真的”的虚拟世界。由于沉浸式虚拟现实艺术在硬件性能上要求比较高,所需要的配套设备价格比较昂贵,因此多使用在一些大型的设计项目中。但是随着技术的不断成熟、新型材料不断研发,沉浸式虚拟现实艺术在艺术设计领域也有了不同程度的发展。网络的出现使人类传播和获取信息的方式、内容和范围不断增加,但是随着互联网的飞速发展,传统网络的二维空间已经远远不能满足人们对互联网的需求。目前网页中所使用的多媒体视听元素随着网络带宽的增加、芯片处理速度的提高以及跨平台的多媒体文件格式的推广,必将促使设计者综合运用多种媒体元素来设计网页,以满足和丰富浏览者对网络信息传输质量提出的更高要求。随着3D、Maya等三维制作软件的广泛应用以及Virtools、Cult3D 等交互软件的日趋成熟,网页也逐渐在走向三维化的世界。因此,网络式虚拟现实艺术设计必将成为网页艺术设计的发展趋势。 二、虚拟现实艺术在艺术设计教学中的运用 虚拟现实艺术在艺术设计中的运用,就是通过各种虚拟环境将知识赖以存在的客观现实以新的面孔展现给学生。通过知识要点的讲授

VR虚拟现实技术在教育领域的前景展望

VR虚拟现实技术在教育领域的前景展望 VR虚拟现实技术能迅速火起来,是基于它突破了人们对三维空间在时间与地域上的感知限制,以及市场需求愿景的升级。此技术可广泛地应用到城市规划、室内设计、工业仿真、古迹复原、桥梁道路设计、房地产销售、旅游教学、水利电力、地质灾害、教育培训等众多领域,可提供切实可行的解决方案,从而降低成本与风险。作者蒋燕玲则看好VR虚拟现实技术在教育培训领域里的应用。众所周知,教育行业从最早单一枯燥的说教与图文教学,随后融入了视听媒体,

再到后来计算机在教育中的普及应用后复合媒体的发展,但都未能突破二维图像的界限。 什么是VR虚拟现实技术?这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,利用多源信息融合的交互式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。简单地说,是以VR虚拟计算机技术为主,利用计算机一些特殊设备进行输入输出,来营造一个人体各感官都可感知如亲临其境的三维虚幻世界。 戴上VR眼镜,就可以进入虚拟现实的空间里,想去哪儿分秒间抵达,虚拟与现实只在一镜之间,这仿若科幻电影中才有的高科技,随着VR虚拟现实技术的崛起悄然间这种愿景将改变着我们的生活方式。每一次教育的变革都是由科技推动的,试想如果VR+教育会产生怎样的反应呢?下面作者就从三类教育现状进行分析。 1.学校教育 有没有发现,游戏对学生有着特别的吸引力,而印在书本上的图文与课堂上多媒体的展示,相比而言,前者明显更能吸引学生的眼球与注意力,甚至长时间专注其中,而后者学习一会儿就渐显疲态,继而分心。因为前者生动形象不断变换的场景容易吸引学生尽情投入,比起单一的印在书本上枯燥的图文和空洞的说教,或是多媒体的展示中被要求被动观看强制性的学习,远远不如进入游戏角色与场景中游弋在虚拟的世界里,明显学生的专注力在虚拟情境中更持久。

本科毕业设计论文--虚拟现实场景模拟论文

虚拟现实课程学习实践报告 院系:理学院数学系 专业:应用数学 班级:应数1301 学号:131003014 姓名:李媛媛 任课教师:侯筱婷 日期:2016年5月

VRML基础——三维场景建模 一.参考“VRML2.0交互式三维图形编程”等文献资料,回答下列问题。 1)field, exposedField, eventIn, eventOut(P13) 节点有的是用来定义三维形体,有的是用来定义形体的显示特征如颜色,有的是用来产生形体的运动等变化,每一个节点都有一个或者多个参数,这些参数称为字段(field)及事件(event).字段有两种类型:field,exposedField,事件也有两种:eventIn,eventOut,我们把它翻译成事件进和事件出 2)vrml的坐标系统(国际标准规定,P16) VRML文件显示的是三维空间的物体,将其所生产的物体放置在一个符合右手螺旋法则的三维坐标系中,可以将这个坐标系看做是程序的总体坐标系,国际标准规定:物体从+Z轴方向投影在一个+X轴向右、+Y轴向上的二位坐标系统中,+Z轴朝外,人的眼睛及观察点的坐标为(0 0 10)人的眼睛朝原点看去,这是缺省时的观察位置及观察方向。 3)局部坐标系(P16,Transform节点构建局部坐标系P37) 一些VRML程序中的Transform,Group节点可以使多个物体组成一个节点组,节点组可以放置在空间的任意地方,也可以在程序中移动或旋转节点组的坐标,一个大节点组里可以有小节点组,小节点组里可以有小小节点组,每个节点组拥有一个坐标系,称为这个节点组的局部坐标系。Transform是一个重要的组节点,它可以构成一个局部坐标系,利用translation,rotation,scale等字段可以对Transform的字节点中的形体产生移位、旋转、比例放缩等效果。 4)Appearance节点(P22)的三个域material、texture(重点:ImageTexture 节点)、 textureTransform(P109用来实现纹理的几何变换,产生特殊效果纹理,比如贴图的重复和部分显示) Appearance节点可以用来定义形体的外观效果,如材质、贴图。其三个域为material、texture、 textureTransform。可以用在material后面的节点是Material,它定义了物体的材质。可以用在texture后面的节点是ImageTexture,Movietexture,Pixeltexture三个节点,texture在计算机图形学里表示纹理。ImageTexture,Movietexture,Pixeltexture分别表示静止图片纹理、运动影像纹理、像素图纹理。可用在textureTransform后面的节点为TextureTransform,这一节点可以用来进行纹理的几何变换,以产生特殊效果的纹理,还可以使贴图旋转。 5)Extrusion挤出造型节点(P23,扭曲造型怎样实现) 通过Extrusion节点可以生成一个拉伸体,拉伸及诶单形成一个形体,形体由一个断面沿着三维空间里的一条折线段伸展而成,断面在不同位置可以有比例的变化甚至旋转,由此生成我们所需要的有复杂形状的物体。 6)和空间中点相关的节点:Coordinate节点(P23)、PointSet节点(P29-30,用Material节点的emissiveColor来定义点的颜色,模拟夜空中的星星)Coordinate节点只有一个字段:point,表示点的坐标,由于这个字段是exposedField字段,因而可以在程序运行时改变点的坐标。PointSet节点有两个字段,并且是在程序运行时可以改变的字段,PointSet节点主要用于表示夜晚天空的星星,点的大小不能定义,可以定义多个点的坐标和颜色,也可以只定义点的坐标,点的颜色利用Material节点的emissiveColor.

2017中国传媒大学艺术虚拟现实与互动研究方向分析

凯程考研集训营,为学生引路,为学员服务! 第 1 页 共 1 页 2017中传艺术虚拟现实与互动研究方向 分析 艺术与科学(1301J3) “艺术与科学”是横跨艺术与科学的新兴交叉学科。它以具体的视听门类艺术为研究对象,在学习研究艺术表现基本规律的基础上,主要运用科学理论和科学方法,从科学认知的视角,对艺术设计、艺术表现、艺术传播与艺术接受等艺术发展重要环节所产生的现象及其规律进行探索,对艺术活动中的实际问题进行分析,探求艺术与科学交融的新思维、新方法,促进艺术与科学的良性互动与发展,从而在学术视野和研究方法上拓宽和丰富对艺术基本问题的研究,更好地开展艺术创作与实践。 艺术与科学专业的研究具有多学科交叉融合的特点,该学科研究主要涉及艺术信息学、视听艺术心理学、艺术风格学、认知科学、设计艺术与设计技术、人工情感与人工智能、新媒体艺术与技术等等众多学科领域。艺术与科学学科的研究将从艺术表现的基本现象和实际问题入手,探讨艺术与科学二者在理论和实践方面的交流、交叉与交融的可行性,探求艺术与科学交融的新思维、新方法,促进艺术与科学的良性互动与发展。 艺术虚拟现实与互动研究方向: 艺术虚拟现实与互动研究方向定位于艺术与科学契合的交叉面上,探究艺术理论的新向度,开拓艺术设计创造的新视界,致力于本领域国内外前沿性、基础性的实际基本问题的分析与研究,倡导艺术与科学交融的新思维,促进艺术与科学的良性互动与发展。主要培养学生掌握艺术信息学、艺术虚拟现实、视听艺术心理学、认知科学、人工智能等相关理论和方法。 本方向主要研究内容包括:艺术虚拟场景与互动;传统文化的艺术虚拟表现与传承;虚拟立体视觉艺术与技术;虚拟音乐与虚拟声效;人工情感与虚拟艺术角色感知;人工智能与互动人工生命艺术。 学生通过本专业方向的学习和学位论文工作的开展,将大大加强艺术与科学的融合创新能力,提升自身的核心竞争优势,为毕业后在传媒与娱乐文化科技领域从事本专业方向研究内容相关的项目研发以及进入博士阶段的进一步深造和从事学校的科研教学工作打下良好基础。 小提示:目前本科生就业市场竞争激烈,就业主体是研究生,在如今考研竞争日渐激烈的情况下,我们想要不在考研大军中变成分母,我们需要:早开始+好计划+正确的复习思路+好的辅导班(如果经济条件允许的情况下)。2017考研开始准备复习啦,早起的鸟儿有虫吃,一分耕耘一分收获。加油!

虚拟现实技术在教育中的应用

新兴媒体技术在教育领域中的应用 ——虚拟现实技术 摘要: 随着信息产业的快速发展,信息技术的创新研究也越来越收到重视,而作为信息技术发展重要驱动力的虚拟现实技术,也随之成为人们关注的热点之一。作为人与计算机生成的虚拟环境进行交互作用的一种手段,人们将虚拟现实技术看作是仅次于互联网的改变世界未来的重要技术。本文简单介绍了虚拟现实技术的内涵、特征、类型以及在教育领域中的应用。 关键词:虚拟现实技术、特征、形式、教育应用 一、虚拟现实技术的内涵 虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。它是由计算机生成的,通过视、听、触觉等作用于使用者,使之产生身临其境的交互式视景的仿真。它综合了计算机图形学、图像处理与模式识别、智能技术、传感技术、语音处理与音响技术、网络技术等多门科学,是现代仿真技术的高级发展和突破,使用者借助必要的设备自然地与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响,从而产生亲临真实环境的感受和体验,使人机交互更加自然、和谐。 二、虚拟现实技术的特征 虚拟现实技术三个最突出的特征是:交互性、沉浸感、构想性。 1.交互性。也称互动性,用户根据各种已有线索做出反应,虚拟现实系统根据用户的具体行动及时生成新的三维场景,然后将新的信息反馈给用户。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。 2.沉浸感。虚拟现实技术可以模拟出三维虚拟环境,理想的虚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虚拟环境中,充分利用各种感官去听、察、嗅、触,觉得自己是环境中的一部分,自然而然会产生一种沉浸于其中的强烈之感。 3.构想性。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。 三、虚拟现实技术的形式 根据用户参与形式和沉浸的程度不同,可以把各种类型的虚拟现实技术划分为以下的四种类型: 1.桌面虚拟现实系统。桌面虚拟现实系统是利用个人计算机进行仿真,将计算机的屏幕作为用户观察虚拟境界的一个窗口,通过各种输入设备实现与虚拟现实世界的充分交互,这些外部设备包括鼠标、追踪球、力矩球等。它要求参与者使用输入设备,通过计算机屏幕观察360度范围内的虚拟境界,并操纵其中的物体。常见桌面虚拟现实技术有:基于静态图像的虚拟现实、虚拟现实造型语言VRML、桌面三维虚拟现实等。 2.沉浸虚拟现实系统。高级虚拟现实系统提供完全沉浸的体验,使用户有一种置身于虚拟境界之中的感觉。它利用头盔式显示器或其他设备,把参与者的视觉、听觉和其他感觉封闭起来,提供一个新的、虚拟的感觉空间,并利用位置跟踪器、数据手套、其他手控输入设备、声音等使参与者产生一种身临其境、全心

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