《虚拟现实题库及部分答案剖析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《虚拟现实题库及部分答案剖析（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、 填空题1. 虚拟现实的本质特征：Immersion(沉浸) Interaction(交互) Imagination(想象)，其中 沉浸 是最弱的，是虚拟现实最重要的技术特征。2. 电磁式位置跟踪设备可分为交流电发射器型与 直流电 发射器型。3. 虚拟对象建模包括：几何建模、图像建模、图像与几何相结合建模、 视觉外观设计建模 。4. 虚拟环境建模包括：物理建模、行为建模、运动建模、声音建模。其中分形技术属于 物理 建模。5. 几何建模的方法包括：多边形；非统一有理B样条； 构造立体几何 。6. 虚拟现实是一种高端人机接口，包括通过视觉、听觉、触觉、嗅觉和 味觉 等多种感觉通道的实时模拟和实
2、时交互。7. 一个典型的虚拟现实系统的组成主要由: 头盔显示设备 、 多传感器组 、 力反馈装置 构成。8. 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，沉浸式、桌面式、增强式、 分布式 。9. 正是由于人类两眼的 视差 ，使人的大脑能将两眼所得到的细微差别的图像进行融合，从而在大脑中产生有空间感的立体物体视觉。10. 在虚拟现实系统的输入部分，基于自然交互设备主要有力反馈设备、 数据手套 、三维鼠标。二、 多项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 1. 以下属于视觉感知设备的有（ABCDEF ）A.头盔显示器B.立体眼镜显示系统C. 洞穴式立
3、体显示系统D.响应工作台立体显示系统E.墙式立体显示系统F. 裸眼立体显示系统2. 触觉反馈设备不包括（ E ）A.充气式触觉反馈装置；B.振动式触觉反馈装置；C.视觉式触觉反馈装置；D.电刺激式触觉反馈装置；E.声波触觉反馈装置F.神经肌肉刺激式触觉反馈装置3. HMD（Head_Mounted_Display）即头盔式显示器，主要组成是（ CD ）A.显示元件B.光学系统C.触觉元件 D.听觉系统4. 空间位置跟踪技术有多种，常见的跟踪系统有（ ABCDE ）A.机械跟踪器B.电磁跟踪器C.超声波跟踪器D.惯性跟踪器E.光学跟踪器5. 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
4、动转变成物理设备的机械运动，使用户能够体验到真实的力度感和方向感，从而提供一个崭新的人机交互界面。该项技术最早应用于（ AB ）A.尖端医学B.军事领域C.房地产领域D.教育仿真6. 立体显示技术是虚拟现实系统的一种极为重要的支撑技术，要实现立体的显示，现有多种方法与手段进行实现。主要有（ ABCDE ）A.互补色B.偏振光C.时分式D.光栅式E.真三维显示F.全息影像7. 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，实现方法有多种但其中的( B )方法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。A.直接检测法B.包围盒检测法C.分割检测法D. L
5、in-Canny检测法， 8. 洞穴式立体显示装置（CAVE Computer Automatic Virtual Enviroment）系统是一套基于高端计算机的多面式的房间式立体投影解决方案,CAVE主要由( ABC )组成: A.高性能图形工作站B.投影设备C.跟踪系统D.声音系统9. 在真实感实时绘制技术中，为了提高显示的逼真度，加强真实性，常利用的方法有( ABC )A.纹理映射B.反走样C.环境映射D. 细节层次模型法10. 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，其中（ C ）法应用较为普遍。A.预测计算法B
6、.脱机计算法C. 细节层次模型法D.可见消隐法E. 3D剪切法三、 简答题1. 简述虚拟现实系统中的主要技术和典型硬件组成。答：主要技术：立体显示技术、环境建模技术、真实感图形绘制技术、三维虚拟声音的实现技术、自然交互与传感技术、实时碰撞检测技术。典型硬件：显示和观察设备、交互设备、传感设备、三维立体声系统、三维数据获取设备。2. 阐述场景管理的目标及设计思想3. 简述虚拟现实引擎的架构4. 简述基于场景包围体的场景组织技术5. 简述场景绘制的主要几何剖分技术及其特点。6. 什么是虚拟现实技术？虚拟环境是人工构造的，存在于计算机内部的环境。用户应该能够以自然的方式与这个环境交互（包括感知环境并
7、干预环境），从而产生置身于相应的真实环境中的虚幻感，沉浸感，身临其境的感觉的一种技术。7. 触觉反馈和力反馈有什么不同？接触反馈传送接触表面的几何结构、虚拟对象的表面硬度、滑动和温度等实时信息。它不会主动抵抗用户的触摸运动，不能阻止用户穿过虚拟表面。力反馈提供虚拟对象表面柔顺性、对象的重量和惯性等实时信息。它主动抵抗用户的触摸运动，并能阻止该运动（如果反馈力比较大）。8. 什么是消隐技术？就是要解决形体的二义性问题，通过消隐线或消隐面方法，提高图形的真实感的技术。要消除二义性，必须在绘制时消除被遮挡的不可见的线或面，称作消除隐藏线或隐藏面，或简称为消隐。消隐技术就是给定一组三维对象及投影方式（
8、视见约束），判定线、面或体的可见性的过程。9. 什么是景深技术？指被摄景物中能产生较为清晰影像的最近点至最远点的距离。10. 关于行为建模、行人的运动建模有哪些？行为建模：基于Agent的行为建模，基于状态图的行为建模，基于物理的行为建模，基于特征的行为建模和基于事件驱动的行为建模。行人的运动建模有典型代表性模型有：元胞自动机模型、磁力场模型、社会力模型以及排队论模型等。 11. 碰撞检测技术在虚拟环境中，由于用户的交互和物体的运动，物体间经常可能发生碰撞，此时为了保持环境的真实性，需要即时检测这些碰撞，并计算相应的碰撞反应，更新绘制结果，否则，物体间会出现穿透现象，破获虚拟环境的真实感和用户
9、的沉浸感；碰撞检测：检测到有碰撞，计算出碰撞发生的位置，检测物体间的距离，检测下一次碰撞将在何时发生。12. 坐标转换流程观察变化模型坐标 模型变换 世界坐标 观察坐标 投影变换 工作站变换 规范化变化设备坐标 规范化坐标投影坐标系四、 综合题1. 描述CyberGlove数据手套是如何工作的？CyberGlove是一种复杂且昂贵的传感手套，它使用的是线性弯曲传感器。CyberGlove集成了很薄的电子张力变形测量器，安装在弹性尼龙弯曲材料上 ，该手套去掉了手掌区域和指尖部分 。手套传感器或者是矩形的（用于测量弯曲角度），或者是U形的（用于测量外展和内收角度）。手套中有18个到22个传感器，用
10、于测量手指的弯曲（每个手指2个到3个）、外展（每个手指1个）和拇指前置、手掌弧度、手腕的偏航角和俯仰角。传感器的分辨率为0.5，并且能够在关节运动的整个范围内保持该分辨率，该手套具有去耦传感器，两个手套的输出互不干扰。关节角度是通过一对张力变形侧量器电阻的变化间接侧量出的。在手指运动过程中，一个张力变形测量器处于压力（C）作用下，另一个处于张力（T）作用下。它们的电阻变化使得Wheatstone桥上的电压产生变化。手套中有许多Wheatstone桥电路，它们产生的不同电压被多路复用、放大，继而通过一个模/数转换器被数字化。来自18个传感器的手套数据通过RS-232串行线发送给主计算机。通信速率
11、（当前为115.2 kbaud）允许每秒最多发送150个数据集。如果使用滤波（为了减小传感器噪声），采样率将下降到112个数据集，而带有22个传感器的CyberGlove模型会下降得更多。为了弥补用户手的大小差异带来的误差，以及把张力变形测量器产生的电压转换成关节角度需要对CyberGlove手套进行校正。2. HMD的视场和分辨率有什么关系？为什么说他们很重要？头盔显示器把图像投影到用户面前1-5 m(3-15 ft)的位置，通过放置在HMD小图像面板和用户眼睛之间的特殊光学镜片，能使眼睛聚焦在如此近的距离而不易感到疲劳，同时也能起到放大小面板中的图像的作用，使它尽可能填满人眼的视场(fie
12、ld of view，简称FOV)，惟一的负面影响是显示器像素之间的距离（A1 A2）也同时被放大了。因此，HMD显示器的颗粒度（表达为arc-minutes/pixel)在虚拟图像中变得很明显。HMD分辨率越低，FOV越高，眼睛视图中对应于每个像素的arc-minutes数目也越大。但是，FOV过大使得出口瞳孔直径变大，从而在图像边缘产生阴影。3. 什么叫LOD？阐述其基本思想、作用及应用。1）LOD即Level Of Details，细节层次。我们用LOD来描述一个物体在不同的距离上进行渲染时可选的细节程度。 在不影响画面视觉效果的条件下，通过逐次简化景物的表面细节来减少场景的几何复杂性，
13、从而提高绘制算法效率的技术。2）LOD基本思想：对场景中的不同物体或物体的不同部分，采用不同的细节描述方法；如果同一个物体离视点比较远，或物体比较小，则用较粗的LOD模型；反之，如果一个物体离视点比较近，或物体比较大，则必须用较精细的LOD模型绘制；运动的物体，对运动速度快或处于运动中的物体，采用较粗的LOD，对静止的物体，采用较细的LOD。3）LOD作用：对物体定义具有多种细节水平的几何表示；用户根据实际需要选择相应精细程度的模型，使实时绘制场景成为可能；有效地控制场景复杂度；加速图形绘制速度。4）LOD应用：虚拟现实，交互式可视化，飞行模拟、3D动画、交互式仿真等。4. 描述地形三维显示的
14、基本过程：1）数据准备：获取地形三维可视化所需的各类地形数据 2）DEM递归细分：将DEM细分成子网格，再进一步细分为三角形面素，以便下一步绘制处理。3）透视投影变换：建立地面点（DEM结点）与三维图像点间的透视关系，由视面、视角、三维图形大小等参数确定。 4）光照模型：建立一种能逼真反映地形表面明暗、颜色充化的数学模型，逐点计算每像素的颜色和灰度。 5）消隐和裁剪：消去（或不显示）三维图形的可视部分，裁剪掉三维图形尺寸范围之外的部分。 6）图形绘制和存贮：依各种相应算法（如模拟灰度、分形几何、纹理映射等）绘制并显示各种类型的三维地形图，并以标准图像文件格式（如PCX，TIFF，BMP等）存贮
15、。 7）三维图形的后处理：在三维透视图上添加各种地物符号、注记等，进行颜色、亮度、对比度等处理。 8）基于三维地形图的分析：在三维地形图上依据有关参数、数据库或数据文件以及有关算法，进行空间信息查询或地形分析。 5. 论述关于虚拟现实的构成部分、应用方向、发展方向及趋势？1）构成部分： 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 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 应用软件：虚拟世界中物体的几何模型、物理模型、运动模型的建立；三维虚拟立体声的生成；模型管理技术及实时显示技术、虚拟世界数据库的建立与管理等数据库：存放整个虚拟世界中所有物体的各方面信息。2）应用方向： 地学应用
