VR介绍_图文_百度文库
关于VR介绍 目录 01 VR简介及发展历史 02 VR特征及关键技术 03 技术特点及应用 04 五大障碍 01 VR简介及发展历史 一、VR简介 VR简介 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网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战 性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术(VR)主要包括模拟环境、 感知、自然技能和传感设备等方面。 一、发展历史 第一阶段 1963年以前——有声形动态的模拟是蕴涵虚 拟现实思想 第三阶段 1973 -1989年——虚拟现实概念的产生和理论初 步形成 第二阶段 1963 -1972年 ——虚拟现实萌芽 第四阶段 1990 -2004年——虚拟现实理论进一步的完善和 应用 02 VR特征及关键技术 二、VR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。 二、关键技术 实时三维计算机图形 相比较而言，利用计算机模型产生图形图像 并不是太难的事情。如果有足够准确的模型， 又有足够的时间，我们就可以生成不同光照 条件下各种物体的精确图像，但是这里的关 键是实时。 声音 人能够很好地判定声源的方向。在水平方向上，我们 感觉反馈 靠声音的相位差及强度的差别来确定声音的方向，因 在一个VR系统中，用户可以看到一个虚拟的杯子。 为声音到达两只耳朵的时间或距离有所不同。常见的 你可以设法去抓住它，但是你的手没有真正接触 立体声效果就是靠左右耳听到在不同位置录制的不同 杯子的感觉，并有可能穿过虚拟杯子的“表面”， 而这在现实生活中是不可能的。解决这一问题的 声音来实现的，所以会有一种方向感。现实生活里， 常用装置是在手套内层安装一些可以振动的触点 当头部转动时，听到的声音的方向就会改变。但目前 来模拟触觉。 在VR系统中，声音的方向与用户头部的运动无关。 显示 人看周围的世界时，由于两只眼睛的位置不同， 得到的图像略有不同，这些图像在脑子里融合 起来，就形成了一个关于周围世界的整体景象， 这个景象中包括了距离远近的信息。 语音 在VR系统中，语音的输入输出也很重要。这就要求虚 拟环境能听懂人的语言，并能与人实时交互。而让计 算机识别人的语音是相当困难的，因为语音信号和自 然语言信号有其“多边性”和复杂性。 03 技术特点及应用 三、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。 三、技术特点 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。” 三、技术应用 医学 VR在医学方面的应用具有十分重要的现实意义。 在虚拟环境中，可以建立虚拟的人体模型，借 助于跟踪球、HMD、感觉手套，学生可以很容 易了解人体内部各器官结构，这比现有的采用 教科书的方式要有效得多 娱乐 丰富的感觉能力与3D显示环境使得VR 成为理想的视频游戏工具。由于在娱 乐方面对VR的真实感要求不是太高， 故近些年来VR在该方面发展最为迅猛。 游戏 三维游戏既是虚拟现实技术重要的应 用方向之一，也为虚拟现实技术的快 速发展起了巨大的需求牵引作用。 应急推演 虚拟演练有着如下优势：仿真性、 开放性、针对性、自主性、安全 性 三、技术应用 军事航天 模拟训练一直是军事与航天工业中的一个重要课题， 这为VR提供了广阔的应用前景。美国国防部高级研究 计划局DARPA自80年代起一直致力于研究称为SIMNET的 虚拟战场系统，以提供坦克协同训练，该系统可联结 200多台模拟器。另外利用VR技术，可模拟零重力环境， 替非标准的水下训练宇航员的方法。 室内设计 虚拟现实不仅仅是一个演示媒体，而且还是一个设计 工具。它以视觉形式反映了设计者的思想，比如装修 房屋之前，你首先要做的事是对房屋的结构、外形做 细致的构思，以往只能借助传统的设计模式提升到数 字化的即看即所得的完美境界，大大提高了设计和规 划的质量与效率。运用虚拟现实技术，设计者可以完 全按照自己的构思去构建装饰“虚拟”的房间，并可 以任意变换自己在房间中的位置，去观察设计的效果， 直到满意为止。既节约了时间，又节省了做模型的费 用。 三 、 技 术 应 用 - - 生物力学 ◆人体模拟 ? 遵循人体关节运动的骨架结构和肌肉组织，在计算机中生成具有物理属性的人体。可通过计算机 实现对该数字人体的参数化改造，从而开展骨肌系统外科学与运动医学、植入物设计、体育运动 与艺术力学、人体工程学、航空航天、虚拟士兵等领域的科学研究。 ◆力学可视化 ? 人体中各个骨骼、关节及肌肉都有一个特定的长度及自由度，而数字人体中的任何一个数据的变 化都会对若干相关部件产生影响。结合数据可视化技术，以一种更形象、更直观的方式展现人体 各关节的数据结构及相对运动关系，研究者可据此轻松读懂繁琐数据，从而实现力学相互作用关 系研究的便捷化、可视化。 ◆运动设计模拟 ? 通过对人体骨骼及人体关节之间相互作用关系的分析，结合人机工程学原理，利用计算机技术计 算和分析数据，依据计算结果为运动员、战士、病人等群体制定灵活科学的运动方案，合理指导 各种训练活动。此外，还可以据此分析出相关疾病（如颈椎病、骨折、腰肌劳损等）产生的原因 及有效的康复方法，设计出更为科学、有效的运动保健器材。 04 五大障碍 四、五大障碍 没有真正进入 虚拟世界的方法 缺乏统一的标准 看起来还是有点蠢 如何“输入” 也是一大困扰 容易让人感到疲劳 感谢聆听
