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1、虚拟现实技术,目录,一、虚拟现实技术的发展史,1929年，Edward Link设计出用于训练飞行员的模拟器。,1956年，Morton Heilig开发出多通道仿真体验系统Sensorama 。,一、虚拟现实技术的发展史,1965年，Ivan Sutherland发表论文“Ultimate Display”（终极的显示）,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）,一、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、T
2、om DeFanti和Rich Sayre研制出第一个数据手套Sayre Glove；,1984年，NASA Ames研究中心的M. McGreevy 和J. Humphries开发出用于火星探测的虚拟环境视觉显示器；,1987年，Jim Humphries设计了双目全方位监视器（BOOM）的最早原型；,一、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
3、开发出第一套传感手套命名为“DataGloves”，第一套HMD命名为“EyePhones”。,进入21世纪，VR技术进入软件高速发展的时期，一些有代表性的VR软件开发系统不断在发展完善。如MultiGen Vega、OpenSceneGraph,二、虚拟现实技术的概念,虚拟现实技术（Virtual Reality）简称VR技术，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，让使用者如同身临其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。 虚拟现实是20世纪末逐渐兴起的一门综合性信息技术，融合了数字图像处理、计算机图形学、人工智能、多媒体、传感器、网
4、络以及并行处理等多个信息技术分支的最新发展成果。,典型的VR系统主要由计算机软、硬件系统（包括VR软件和VR环境数据库）和VR输入、输出设备等组成。,二、虚拟现实技术的概念,三、虚拟现实技术的特征,I3,VR技术三角形,3.1、VR技术的交互性,指用户对虚拟环境中对象的可操作程度和从虚拟环境中得到反馈的自然程度（包括实时性）。 主要借助于各种专用设备（如头盔显示器、数据手套等）产生，从而使用户以自然方式如手势、体势、语言等技能，如同在真实世界中一样操作虚拟环境中的对象。,3.2、VR技术的沉浸感,又称临场感，指用户感到作为主角存在于虚拟环境中的真实程度，是VR技术最主要的特征。 影响沉浸感的主
5、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 。,3.3、VR技术的想象力,指用户在虚拟世界中根据所获取的多种信息和自身在系统中的行为，通过逻辑判断、推理和联想等思维过程，随着系统的运行状态变化而对其未来进展进行想象的能力。 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。,四、虚拟现实系统的分类,4.1、桌面式VR系统,使用个人计算机和低级工作站来产生三维空间的交互场景。 用户会受到周围现实环境的干扰而不能获得完全的沉浸感，但由于其成本相对较低桌面式VR系统仍然比较普及。,4.
6、2、沉浸式VR系统,利用头盔显示器、洞穴式显示设备和数据手套等交互设备把用户的视觉、听觉和其他感觉封闭起来，而使用户真正成为VR系统内部的一个参与者，产生一种身临其境、全心投入并沉浸其中的体验。 与桌面式VR系统相比，沉浸式VR系统的主要特点在于高度的实时性和沉浸感。,4.3、增强式VR系统,允许用户对现实世界进行观察的同时，将虚拟图像叠加在真实物理对象之上。 为用户提供与所看到的真实环境有关的、存储在计算机中的信息，从而增强用户对真实环境的感受，又被称为叠加式或补充现实式VR系统。 可以使用光学技术或视频技术实现。,4.4、分布式VR系统,指基于网络构建的虚拟环境，将位于不同物理位置的多个用
7、户或多个虚拟环境通过网络相连接并共享信息，从而使用户的协同工作达到一个更高的境界。 主要被应用于远程虚拟会议、虚拟医学会诊、多人网络游戏、虚拟战争演习等领域。,五、虚拟现实技术的应用领域,VR技术被逐步应用于网上销售、客户服务、电传会议及虚拟购物中心等商业领域。它可以使客户在购买前先看到产品的外貌与内在，甚至在虚拟世界中使用它，因此对产品的推广和销售都很有帮助。,5.1、商业领域,科学可视化的功能就是将大量字母、数字数据转换成比原始数据更容易理解的各种图像，并允许参与者借助各种虚拟现实输入设备检查这些“可见的”数据。 它通常被用于建立分子结构、地震以及地球环境等模型。、,5.2、科学计算可视化
8、,5.3、教育与训练,虚拟现实技术能使学习者能直接、自然地与虚拟对象进行交互，以各种形式参与事件的发展变化过程，并获得最大的控制和操作整个环境的自由度。 1、仿真教学与实验 2、特殊教育 3、多种专业训练 4、应急演练和军事演习,虚拟现实已被看作是设计领域中唯一的开发工具。它可以避免传统方式在原型制造、设计和生产过程中的重复工作，有效的降低成本，应用领域包括汽车制造业、城市规划、建筑设计等。,5.4、设计与规划,VR技术所具有的身临其境感及实时交互性还能将静态的艺术（如油画、雕刻等）转化为动态的形式，使观赏者更好地欣赏作者的思想艺术，包括虚拟画廊、虚拟音乐厅、文物保护等方面。 娱乐是VR系统的
9、另一个重要应用领域，市场上已经推出了多款VR环境下的电脑游戏，带给游戏者强烈的感官刺激。,5.5、艺术与娱乐,六、虚拟现实技术的研究现状,国外的研究现状,六、虚拟现实技术的研究现状,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。,六、虚拟现实技术的研究现状,北京航空航天大学是国内最早进行VR技术研究、最有权威的单位之一。于2000年8月成立虚拟现实新技术教育部重点实验室。,清华大学对虚拟现实及其临场感等方面进行了大量研究，比如球面屏幕显示和
10、图像随动、克服立体图闪烁的措施及深度感实验测试等。,浙江大学的CAD&CG国家重点实验室开发出了一套桌面型虚拟建筑环境实时漫游系统，还研制出了在虚拟环境中一种新的快速漫游算法和一种递进网格的快速生成算法。,西安交通大学信息工程研究所对虚拟现实中的关键技术立体显示技术进行了研究，提出一种基于JPEG标准压缩编码新方案，获得了较高的压缩比、信噪比以及解压缩速度。,国内的研究现状,THANKS,1、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。20.8.1420.8.14Friday, August 14, 2020 2、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。16:53:4716:53:4716:538/1
11、4/2020 4:53:47 PM 3、越是没有本领的就越加自命不凡。20.8.1416:53:4716:53Aug-2014-Aug-20 4、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。16:53:4716:53:4716:53Friday, August 14, 2020 5、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。20.8.1420.8.1416:53:4716:53:47August 14, 2020 6、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。2020年8月14日星期五下午4时53分47秒16:53:4720.8.14 7、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。2020年8月下午4时5
12、3分20.8.1416:53August 14, 2020 8、业余生活要有意义，不要越轨。2020年8月14日星期五4时53分47秒16:53:4714 August 2020 9、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。下午4时53分47秒下午4时53分16:53:4720.8.14 10、你要做多大的事情，就该承受多大的压力。8/14/2020 4:53:47 PM16:53:472020/8/14 11、自己要先看得起自己，别人才会看得起你。8/14/2020 4:53 PM8/14/2020 4:53 PM20.8.1420.8.14 12、这一秒不放弃，下一秒就会有希望。14-Aug-2014 August 202020.8.14 13、无论才能知识多么卓著，如果缺乏热情，则无异纸上画饼充饥，无补于事。Friday, August 14, 202014-Aug-2020.8.14 14、我只是自己不放过自己而已，现在我不会再逼自己眷恋了。20.8.1416:53:4714 August 202016:53,谢谢大家,
