虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用 - 教育在線

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用,王恒,電控學(xué)院自動(dòng)化學(xué)科部,本課程講授內(nèi)容：,虛擬現(xiàn)實(shí)根本知識(shí)及應(yīng)用領(lǐng)域 3,Windows 程序運(yùn)行原理 1,3. C+根底 4,4. 3D圖形開發(fā)包Open inventor,Open inventor根本知識(shí) 1,Open inventor與視窗系統(tǒng) 1,根本概念與定義 2,形狀節(jié)點(diǎn)與視圖變化 4,顏色與光照 4,紋理映射 4,曲線與曲面 4,存取三維場(chǎng)景及其場(chǎng)景遍歷 4,19億,第67屆金球獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮上，?阿凡達(dá)?榮獲了最具分量的最正確影片和最正確導(dǎo)演兩項(xiàng)大獎(jiǎng),卡梅隆 ,潘多拉,那

2、維族,制作時(shí)間,十年 ; 3D技術(shù) ,身臨其境2154年,沙塵、虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境、森林陡山、外星生物，都是3D,多種虛擬現(xiàn)實(shí)Virtual Reality)技術(shù),感官震撼與心靈愉悅。,3D技術(shù), 人眼角度不同-影像不完全相同-大腦合成-立體視覺- 3D電影-兩臺(tái)攝像機(jī)分別錄制-眼鏡-立體畫面,虛擬攝像機(jī)，預(yù)覽由演員的表演和虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景結(jié)合起來的畫面。,具備140個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)組成的“協(xié)同工作攝像機(jī):虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)工作,采用了IMAX公司的IMAX Image Maxium，圖像最大化技術(shù)。該系統(tǒng)擁有最大的銀幕、最清晰的圖像、最高的精密度、功率最強(qiáng)的放映設(shè)備以及最高級(jí)的6聲道多喇叭音響系統(tǒng),IMAX電影

3、的矩形銀幕可高達(dá)七八層樓，球形銀幕的直徑可長達(dá)30米。畫格越大，內(nèi)容就越多，圖像越清晰,3D是人類最直接的溝通語言和溝通方式，它正在改變著我們的生活形態(tài) 趙恒全球3D技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者-法國達(dá)索系統(tǒng)大中華區(qū)總經(jīng)理 ,4D新娛樂概念，與3D電影主人公互動(dòng) ：,2007年首映的?虛擬重建胡夫金字塔? ：參與,試映?亞瑟和他的迷你王國2?呂克貝松 ：交談,?泰坦尼克號(hào)?，借助頭盔式顯示器和可遠(yuǎn)程操作的機(jī)械手打撈遺留在沉船上物品的場(chǎng)景；,好萊塢大片?侏羅紀(jì)公園?中，幾千萬年前已經(jīng)滅絕的恐龍?jiān)谄聊簧匣铎`活現(xiàn)地肆虐；,?勇敢者游戲?中，大象沖上街頭踏破小汽車等，都是在電腦上運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)做出的效果。,虛擬角色游

4、戲和虛擬社區(qū)，沉浸于其真實(shí)感、臨場(chǎng)感的體驗(yàn)中。,共同感受：虛擬和現(xiàn)實(shí)之間已經(jīng)沒有明顯的界限,第一章 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述,2.,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展簡史,1.,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念,5,.,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),應(yīng)用領(lǐng)域,4,.,虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)一般構(gòu)成,3,虛擬現(xiàn)實(shí)主要支撐技術(shù),6,.,虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展趨勢(shì),一 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念,傳統(tǒng)的信息處理環(huán)境：“人適應(yīng)計(jì)算機(jī),而當(dāng)今的目標(biāo)或理念：“計(jì)算機(jī)適應(yīng)人 ，通過視覺、聽覺、觸覺、嗅覺，以及形體、手勢(shì)或口令，參與到信息處理的環(huán)境中去，從而取得身臨其境的體驗(yàn),這種信息處理系統(tǒng)，建立在多維互動(dòng)的信息空間中。,一 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念,虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)是一種可

5、以創(chuàng)立和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它充分利用計(jì)算機(jī) 硬件與軟件資源的集成技術(shù)，提供了一種實(shí)時(shí)的、三維的虛擬環(huán)境(Virtual Environment)，使用者完全可以進(jìn)入虛擬環(huán)境中，觀看計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的虛擬世界，聽到逼真的聲音，在虛擬環(huán)境中交互操作，有真實(shí)感，可以講話，并且能夠嗅到氣味。,一 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念,綜合利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)和多傳感器技術(shù),模擬人的視覺、聽覺、觸覺等感覺器官功能，使人能夠沉浸在計(jì)算機(jī)生成的虛擬境界中,通過語言、手勢(shì)等自然的方式與之進(jìn)行實(shí)時(shí)交互適人化的多維信息空間,感受到在客觀物理世界中所經(jīng)歷的“身臨其境的逼真

6、性，而且能夠突破空間、時(shí)間以及其他客觀限制,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的根本特征：3I,沉浸(Immersion)： 進(jìn)入虛擬環(huán)境后，相信自己正處于所感受到的環(huán)境中。,交互(Interaction)： 用自然的方式對(duì)虛擬環(huán)境中的物體進(jìn)行操作。如搬動(dòng)虛擬環(huán)境中的一個(gè)虛擬盒子，甚至還可以在搬動(dòng)盒子時(shí)感受到盒子的重量。,設(shè)想(Imagination)：由逼真性與實(shí)時(shí)交互性使用戶產(chǎn)生更豐富的聯(lián)想，它是獲取沉浸感的一個(gè)必要條件。,一 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念,一句話概括虛擬現(xiàn)實(shí)：,Real in effect, not real in fact,一 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念,虛擬現(xiàn)實(shí)與可視化計(jì)算區(qū)別？, 所謂“可視化計(jì)算,就是將科學(xué)

7、計(jì)算的中間數(shù)據(jù)或結(jié)果數(shù)據(jù),轉(zhuǎn)換為人們?nèi)菀桌斫獾膱D形圖像形式。采用豐富的色彩、動(dòng)畫技術(shù)、三維立體顯示及仿真等手段,形象地顯示各種地形特征和植被特征模型,也可以模擬某些還未發(fā)生的物理過程(如天氣預(yù)報(bào))、自然現(xiàn)象及產(chǎn)品外形(如新型飛機(jī))。, vr具有從外到內(nèi)或從內(nèi)到外觀察數(shù)據(jù)空間的特征，而可視化計(jì)算只允許用戶從計(jì)算機(jī)的監(jiān)視器從外到內(nèi)觀察數(shù)據(jù)空間、缺乏臨場(chǎng)感和觸摸感。,二、虛擬現(xiàn)實(shí)的開展簡史,1965年，Sutherland在?終極的顯示?中首次提出虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的根本思想。,1966年，MIT的林肯實(shí)驗(yàn)室開始頭盔式顯示器研制。,70年代出現(xiàn)第一個(gè)功能較齊全的HMD系統(tǒng)。,80年代初正式提出了“Virt

8、ual Reality一詞,80年代，美國宇航局NASA及國防部組織了一系列有關(guān)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究。如，1984年，NASA Ames研究中心虛擬行星探測(cè)實(shí)驗(yàn)室將火星探測(cè)器發(fā)回的數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，為地面研究人員構(gòu)造了火星外表的三維虛擬環(huán)境。,90年代，計(jì)算機(jī)軟硬件的開展為虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的開展打下了的根底。1993年11月，宇航員利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)成功地完成了從飛機(jī)的運(yùn)輸艙內(nèi)取出望遠(yuǎn)鏡面板的工作。再如，用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)計(jì)波音777獲得成功。,如今，虛擬現(xiàn)實(shí)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,三 虛擬現(xiàn)實(shí)支撐技術(shù),虛擬現(xiàn)實(shí),現(xiàn)實(shí)世界,計(jì)算機(jī)中的虛擬世界,實(shí)物虛化，將現(xiàn)實(shí)世界的多種信息通過建模和其他方法生成相應(yīng)的虛擬世界

9、。小鎮(zhèn)漫游,虛物實(shí)化，通過各種計(jì)算和仿真技術(shù)使計(jì)算機(jī)生成的虛擬世界中的事物所產(chǎn)生的各種刺激以盡可能自然的方式反響給用戶。,三 虛擬現(xiàn)實(shí)支撐技術(shù),1. 實(shí)物虛化：,實(shí)物虛化是將現(xiàn)實(shí)世界的多維信息映射到計(jì)算機(jī)的數(shù)字空間生成相應(yīng)的虛擬世界，為高性能的計(jì)算處理提供必要的信息數(shù)據(jù)。,實(shí)物虛化主要包括根本模型構(gòu)建、空間跟蹤、聲音定位、視覺跟蹤和視點(diǎn)感應(yīng)等關(guān)鍵技術(shù),三 虛擬現(xiàn)實(shí)支撐技術(shù),1根本模型構(gòu)建技術(shù)VR的根底，將真實(shí)世界的對(duì)象物體在相應(yīng)的三維虛擬世界中重構(gòu)，保存局部物理屬性。如，質(zhì)量、動(dòng)量、材料等物理特性、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)規(guī)律。,三 虛擬現(xiàn)實(shí)支撐技術(shù),2空間跟蹤技術(shù)虛擬環(huán)境的空間跟蹤主要是通過頭盔顯 示器

10、、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣等交互設(shè)備上的空間傳感器，確定用戶的頭、手、軀體或其他操作物在三維虛擬環(huán)境中的位置和方向。,跟蹤系統(tǒng)一般由發(fā)射器、接收器和電子部件組成，分為電磁、機(jī)械、光學(xué)、超聲等幾類,三 虛擬現(xiàn)實(shí)支撐技術(shù),頭盔顯示器HMD Head Mounted Display ：將用戶從現(xiàn)實(shí)世界中別離出來，并代替虛擬環(huán)境的雙目視區(qū),三 虛擬現(xiàn)實(shí)支撐技術(shù),數(shù)據(jù)手套：可測(cè)量出手的位置和形狀從而實(shí)現(xiàn) 環(huán)境中的虛擬手及其對(duì)虛擬物體的操縱。,cyber glove,通過手指上的彎曲、扭曲傳感器和手掌上的彎度、弧度傳感器，確定手及關(guān)節(jié)的位置和方向。,三 虛擬現(xiàn)實(shí)支撐技術(shù),位置跟蹤器,三 虛擬現(xiàn)實(shí)支撐技術(shù),3聲音跟

11、蹤技術(shù)進(jìn)行虛擬環(huán)境的聲音跟蹤，是實(shí)物虛化的重要組成局部。語音識(shí)別,聲音跟蹤一般包括假設(shè)干個(gè)發(fā)射器、接受器和控制單元。它可以與頭盔顯示器相連，也可以與數(shù)據(jù)衣、數(shù)據(jù)手套等其他設(shè)備相連。,三 虛擬現(xiàn)實(shí)支撐技術(shù),4視覺跟蹤與視點(diǎn)感應(yīng)技術(shù)計(jì)算被跟蹤對(duì)象的位置和方向。,采用多種定位方法眼罩定位、頭盔顯示和基于眼肌的感應(yīng)技術(shù)確定用戶在某一時(shí)刻的視線。,例如將視點(diǎn)檢測(cè)和感應(yīng)技術(shù)集成到頭盔顯示系統(tǒng)中，飛行員僅靠“注視就可操縱虛擬開關(guān)或進(jìn)行飛行控制。,三 虛擬現(xiàn)實(shí)支撐技術(shù),2.,虛物實(shí)化：使用戶從虛擬環(huán)境中獲取同真實(shí)環(huán)境中一樣或相似的,視覺,、,聽覺,、,力覺,和,觸覺,等感官認(rèn)知的技術(shù)。,三 虛擬現(xiàn)實(shí)支撐技術(shù),

12、三 虛擬現(xiàn)實(shí)支撐技術(shù),1視覺感知產(chǎn)生真實(shí)感很強(qiáng)的視覺感知。crt顯示器、大屏幕投影、多方位電子墻、立體眼鏡、頭盔顯示器hmd等,三 虛擬現(xiàn)實(shí)支撐技術(shù),立體眼鏡、顯示器,三 虛擬現(xiàn)實(shí)支撐技術(shù),2聽覺感知立體聲音箱耳機(jī)，增強(qiáng)環(huán)境逼真度。,三 虛擬現(xiàn)實(shí)支撐技術(shù),3力覺和觸覺感知產(chǎn)生“沉浸感的關(guān)鍵因素之一。例如，當(dāng)你用手扳動(dòng)虛擬駕駛系統(tǒng)的汽車檔位桿時(shí)，你的手能感覺到檔位桿的震動(dòng)和松緊。,力反響手套、力反響操縱桿對(duì)手指產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)阻尼從而使用戶感受到作用力的方向和大小。,觸覺反響主要是基于氣壓感、振動(dòng)觸感、電子觸感和神經(jīng)肌肉模擬等方法來實(shí)現(xiàn)的。氣壓式和振動(dòng)觸感式較為平安。,三 虛擬現(xiàn)實(shí)支撐技術(shù),力反響操縱桿

13、,三 虛擬現(xiàn)實(shí)支撐技術(shù),4臨場(chǎng)參與感,直接與環(huán)境交互，非抽象界面鼠標(biāo)、鍵盤,需要身臨其境的顯示器,三 虛擬現(xiàn)實(shí)支撐技術(shù),acave 計(jì)算機(jī)輔助虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境cave，產(chǎn)生臨場(chǎng)感的立方體空間，cave的各個(gè)墻是后投影的屏幕，立體投影儀，在cave中可以容納假設(shè)干人。,三 虛擬現(xiàn)實(shí)支撐技術(shù),b,全方位監(jiān)視器和頭盔顯示器 類似于用潛望鏡觀察相似，當(dāng)你準(zhǔn)備返回現(xiàn)實(shí)世界做其他事情時(shí)，只要把顯示器推開就行。,三 虛擬現(xiàn)實(shí)支撐技術(shù),VirtuSphere提供真實(shí)沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，人可以通過走動(dòng)來實(shí)現(xiàn)在虛擬空間內(nèi)的移動(dòng) 。用戶可以帶上頭盔顯示器觀察虛擬環(huán)境，球上的傳感器感知速度和方向并提供給計(jì)算機(jī)。,三 虛擬現(xiàn)

14、實(shí)支撐技術(shù),3. 高性能計(jì)算處理技術(shù),1效勞于實(shí)物虛化和虛物實(shí)化的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)預(yù)處理；,2實(shí)時(shí)、逼真圖形圖像生成與顯示技術(shù)；,3多種聲音的合成與聲音空間化技術(shù)；,4多維信息數(shù)據(jù)的融合、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化以及數(shù)據(jù)庫的生成；,5模式識(shí)別。如命令識(shí)別、語音識(shí)別，以及手勢(shì)和人的面部表情信息的檢測(cè)、合成和識(shí)別；,6高級(jí)計(jì)算模型的研究。如專家系統(tǒng)、自組織神經(jīng)網(wǎng)、遺傳算法等；,7分布式與并行計(jì)算，以及高速、大規(guī)模的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。,三 虛擬現(xiàn)實(shí)支撐技術(shù),4. 分布式虛擬現(xiàn)實(shí)可供多用戶同時(shí)異地參與的分布式虛擬環(huán)境，處于不同地理位置的用戶如同進(jìn)入到一個(gè)真實(shí)世界，不受物理時(shí)空的限制,通過姿勢(shì)、聲音或文

15、字等“在一起進(jìn)行交流、學(xué)習(xí)、研討、訓(xùn)練、娛樂，甚至協(xié)同完成同一件比較復(fù)雜的產(chǎn)品設(shè)計(jì)或進(jìn)行同一艱難任務(wù)的演練。,三 虛擬現(xiàn)實(shí)支撐技術(shù),目前，分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的研究基于兩類網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。一是在Internet上，可追溯到早期基于文本的多參與者游戲，基于VRML標(biāo)準(zhǔn)的遠(yuǎn)程虛擬購物等。,另一類那么是在高速專用網(wǎng)上，如美國軍方的國防仿真互聯(lián)網(wǎng)。,最早的分布式虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境那么是1983年美國陸軍制定的虛擬環(huán)境研究方案，這一方案將分散在不同地點(diǎn)的地面坦克、車輛仿真器通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合在一起，進(jìn)行各種復(fù)雜任務(wù)的訓(xùn)練和作戰(zhàn)演練。,四 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)一般構(gòu)成,vr系統(tǒng)種類1“可穿戴的vr系統(tǒng) 通過頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套、數(shù)

16、據(jù)衣服等直接從傳感器得到vr環(huán)境中輸入輸出數(shù) 據(jù)，可以獲得臨場(chǎng)感。,四 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)一般構(gòu)成,可穿戴式,四 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)一般構(gòu)成,2桌面vr系統(tǒng) 利用立體眼鏡、3d控制器使監(jiān)視器作為交互的窗口，這種系統(tǒng)的價(jià)格相對(duì)來說比較廉價(jià)，組成比較靈活，還可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)造型語言vrml連網(wǎng)?？捎糜诳茖W(xué)數(shù)據(jù)及金融數(shù)據(jù)可視化場(chǎng)合。,四 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)一般構(gòu)成,桌面式,四 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)一般構(gòu)成,3,投影,vr,系統(tǒng) 可以觀察大范圍利用投影生成的虛擬環(huán)境，如,cave,等。,這種大范圍的虛擬環(huán)境可以多人參與，促進(jìn)協(xié)同工作，如駕駛航天飛機(jī)。在培訓(xùn)、建筑設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)、藝術(shù)教育中使用。,四 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)一般構(gòu)成,四 虛擬現(xiàn)實(shí)

17、系統(tǒng)一般構(gòu)成,四 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)一般構(gòu)成,輸入設(shè)備,輸出設(shè)備,VR,軟件,虛擬世界,常用人機(jī)接口設(shè)備,五、應(yīng)用領(lǐng)域,軍事及航空,虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境,虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練,醫(yī)學(xué),醫(yī)學(xué)院的學(xué)生以后也許不會(huì)再為缺少學(xué)習(xí)的時(shí)機(jī)而苦惱，他們可以進(jìn)行屢次模擬手術(shù)以提高自己的水平。即使是主治大夫，在治療無把握的危重病人之前，也可以先進(jìn)行虛擬治療，以減少患者的痛苦和提高治療成功率。醫(yī)生遠(yuǎn)程做手術(shù),娛樂,培訓(xùn),汽車駕駛模擬訓(xùn)練，大型飛機(jī)駕駛模擬,建筑與汽車業(yè),設(shè)計(jì)師，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)觀察他們?cè)O(shè)計(jì)的效果，如外觀、動(dòng)力性、使用方便性。,用戶，可通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在設(shè)計(jì)完成后“進(jìn)入大廈漫游，以便得知大廈各房間的規(guī)劃、裝飾材料的選擇等是

18、否滿意。,五、應(yīng)用領(lǐng)域,軍事和航天,與常規(guī)的訓(xùn)練方式相比較，虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練具有環(huán)境逼真，“身臨其境感強(qiáng)、場(chǎng)景多變，訓(xùn)練針對(duì)性強(qiáng)和平安經(jīng)濟(jì)，可控制性強(qiáng)等特點(diǎn)。,五、應(yīng)用領(lǐng)域,美國海軍開發(fā)的“虛擬艦艇作戰(zhàn)指揮中心,能逼真地模擬與真的艦艇作戰(zhàn)指揮中心幾乎完全相似的環(huán)境，生動(dòng)的視覺、聽覺和觸覺效果，使受訓(xùn)軍官沉浸于“真實(shí)的戰(zhàn)場(chǎng)之中。,美國軍隊(duì)曾經(jīng)使用過許多作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)來培訓(xùn)軍事人員，并取得了顯著的效果。,僅需5個(gè)月左右就能培訓(xùn)出既具備戰(zhàn)術(shù)專家素質(zhì)，又能直接觀察與分析戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，并能指揮與控制所屬部隊(duì)進(jìn)行作戰(zhàn)的軍官。,五、應(yīng)用領(lǐng)域,航天訓(xùn)練的要求使NASA成為開發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)仿真器的先驅(qū)。1NASA虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練

19、 在1993年12月進(jìn)行的第一個(gè)哈伯太空望遠(yuǎn)鏡任務(wù)期間，更換稱為“標(biāo)準(zhǔn)更換儀器的望遠(yuǎn)鏡上有缺陷的儀器板，訓(xùn)練和仿真采用了VR系統(tǒng)。,五、應(yīng)用領(lǐng)域,2,歐洲空間局的訓(xùn)練歐洲空間局,EVA,的任務(wù)是,Hermes,空間飛船和,Columbus Free Flier,，需要零重力訓(xùn)練。歐洲空間技術(shù)中心和,TNO,實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了單用戶虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練器樣機(jī),五、應(yīng)用領(lǐng)域,醫(yī)學(xué),1各個(gè)器官和系統(tǒng)的解剖關(guān)系。漫游人體并看到自然狀態(tài)的解剖，以及各器官和系統(tǒng)互相關(guān)系,2涉及精確運(yùn)動(dòng)控制和手眼協(xié)調(diào)的操作技巧的開發(fā)。手術(shù)訓(xùn)練器在獲取所需技巧上很有用。,3使用遙操作的遠(yuǎn)程醫(yī)療。遠(yuǎn)程醫(yī)療咨詢或遠(yuǎn)程處治使專家可在遠(yuǎn)地工作。,

20、五、應(yīng)用領(lǐng)域,教育與娛樂,游覽海底、遨游太空、觀摩歷史城堡，甚至深入原子內(nèi)部觀察電子的運(yùn)動(dòng)軌跡。分布式虛擬圖書館。,宇宙,古羅馬角斗場(chǎng),3D,網(wǎng)絡(luò)游戲,五、應(yīng)用領(lǐng)域,高難度和危險(xiǎn)環(huán)境下的訓(xùn)練效勞于醫(yī)療手術(shù)訓(xùn)練的vr系統(tǒng)，用ct或mri磁共振成像數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中重構(gòu)人體或某一器官的幾何模型，并賦予一定的物理特征例如密度、韌度、組織比例等，并通過機(jī)械手或數(shù)據(jù)手套等高精度的交互工具在計(jì)算機(jī)中模擬手術(shù)過程，以到達(dá)訓(xùn)練、研究的目的。,美國的nasa和esa(歐洲空間局)曾成功地將vr技術(shù)應(yīng)用于航天運(yùn)載器的空間活動(dòng)、空間站的自由操作和對(duì)哈勃空間的維修,五、應(yīng)用領(lǐng)域,商業(yè)應(yīng)用,在設(shè)計(jì)新商店時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)可用于建

21、設(shè)前的建筑物可視化。在投資很關(guān)鍵時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)可幫助理解股票，契約的大量數(shù)據(jù)。,寶馬車展示,五、應(yīng)用領(lǐng)域,產(chǎn)品設(shè)計(jì)與性能評(píng)價(jià),波音,777,飛機(jī)的設(shè)計(jì)是虛擬原型機(jī)的應(yīng)用典型實(shí)例，它由,300,萬個(gè)零件組成，所有的設(shè)計(jì)在一個(gè)由數(shù)百臺(tái)工作站組成的虛擬環(huán)境中進(jìn)行。,叉車展示,印刷機(jī)工作,我國北京航空航天大學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)與可視化新技術(shù)研究室，也完成了恒昌花園及其房內(nèi)裝修、虛擬北航等漫游系統(tǒng)的開發(fā)，目前正在為國家科技館建造一個(gè)珠穆朗瑪峰及其周邊環(huán)境的漫游系統(tǒng)。,五、應(yīng)用領(lǐng)域,建筑 ：室內(nèi)設(shè)計(jì),新辦公空間的內(nèi)部設(shè)計(jì)是麻煩的“嘗試與失敗的過程。顯示未來辦公空間的真正3-D表示，中間設(shè)計(jì)次數(shù)和總課題經(jīng)費(fèi)可能大大減少

22、。,辦公桌,房間裝飾,五、應(yīng)用領(lǐng)域,虛擬世界遺產(chǎn)Virtual Heritage虛擬世界遺產(chǎn)是利用VR技術(shù)來介紹，保護(hù)，保存世界自然和文化遺產(chǎn)。例如，VR可以顯示由人類干預(yù)和污染引起的潛在的危險(xiǎn)，可以在很短的時(shí)間內(nèi)顯示很大的地區(qū)。廟宇,虛擬現(xiàn)實(shí)復(fù)原超越時(shí)空的紫禁城 IBM公司與故宮合作開創(chuàng)一套全新的交互式觀眾體驗(yàn)系統(tǒng)，為實(shí)地和網(wǎng)絡(luò)的游客提供超越時(shí)空的、實(shí)時(shí)、在線、互動(dòng)的獨(dú)特體驗(yàn)。,虛擬房地產(chǎn)推銷,光學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室,大型工程漫游,六、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的開展趨勢(shì),虛擬演播室,:,獨(dú)特的,電視節(jié)目制作,技術(shù)。,將計(jì)算機(jī)制作的虛擬三維場(chǎng)景與電視攝像機(jī)現(xiàn)場(chǎng)拍攝的人物活動(dòng)圖像進(jìn)行數(shù)字化的實(shí)時(shí)合成，使人物與虛擬背

23、景能夠同步變化，從而實(shí)現(xiàn)兩者天衣無縫的融合，以獲得完美的合成畫面。,充分利用了計(jì)算機(jī)三維圖形技術(shù)和視頻合成技術(shù)，根據(jù)攝像機(jī)的位置與參數(shù)，使三維虛擬場(chǎng)景的透視關(guān)系與前景保持一致，使得前景中的主持人看起來完全浸盡于計(jì)算機(jī)所產(chǎn)生的三維虛擬場(chǎng)景中，而且能在其中運(yùn)動(dòng)，從而創(chuàng)造出逼真的、立體感很強(qiáng)的電視演播室效果。,問題思考,虛擬現(xiàn)實(shí)與三維動(dòng)畫的區(qū)別？,用戶在,VR,產(chǎn)品之內(nèi)擁有完全的行動(dòng)自由權(quán)，彌補(bǔ)了動(dòng)畫被動(dòng)觀察等缺點(diǎn)，具有更強(qiáng)的交互性和和更強(qiáng)的表現(xiàn)力。,1,、,用戶能根據(jù)他們的意志探索整個(gè)環(huán)境；,VR,作品觀看時(shí)間不受限制；觀察角度不受限制。而動(dòng)畫作品在用戶交互性方面是非常有限的，除了放映它，前后倒帶外，就沒有什么了。,2,、,VR,產(chǎn)品不僅可以對(duì)展示方案進(jìn)行真實(shí)、詳盡、精彩的虛擬再現(xiàn) ，還可以快捷地在瀏覽中隨時(shí)查詢，并且非常容易進(jìn)行新信息的更新。而動(dòng)畫作品一旦剪輯完成后，它就是一個(gè)最終產(chǎn)品而很少更新,。,