虚拟现实学案.ppt

虚拟现实技术（VR）Virtual Reality 魏善宝 主要内容 一 概述 二 虚拟现实技术的软硬件 三 虚拟现实相关技术发展 四 虚拟现实技术价值 五 虚拟现实技术的主要应用 六 发展展望与存在的问题 一 、概述 虚拟现实是高度发展的计算机技术在各种领域的应用过程中的结晶和反映，不仅包括图形学、图像处理、模式识别、网络技术、并行处理技术、人工智能等高性能计算技术，而且涉及数学、物理、通信，甚至与气象、地理、美学、心理学和社会学等相关。 1.1 什么是虚拟现实 虚拟现实技术本质上说是一种高度逼真地模拟人在现实生活中视觉、听觉、动作等行为的交互技术。 传统的信息处理环境一直是“人适应计算机”，而当今的目标或理念是要逐步使 “计算机适应人”，人们要求通过视觉、听觉、触觉、嗅觉，以及形体、手势或口令，参与到信息处理的环境中去，从而取得身临其境的体验。这种信息处理系统已不再是建立在单维的数字化空间上，而是建立在一个多维的信息空间中。虚拟现实技术就是支撑这个多维信息空间的关键技术。 1.2虚拟现实的特点 浸没感 (Immersion) 交互性 (Interaction) 想象性 (Imagination) 浸没感 (Immersion) 指用户感到作为主角存在于模拟环境中真实程度。理想的模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三维虚拟环境中，该环境中的一切看上去是真的，听上去是真的，动起来是真的，甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的，如同在现实世界中的感觉一样。 交互性 (Interaction) 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(包括实时性)，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。 想象性 (Imagination) 又称为自主性，强调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。 1.3 虚拟现实的分类 桌面虚拟现实 沉浸的虚拟现实 增强现实性的虚拟现实 分布式虚拟现实 桌面虚拟现实系统 它是利用个人计算机或图形工作站等设备，采用立体图形、自然交互等技术，产生三维立体空间的交互场景，利用计算机的屏幕作为观察虚拟世界的一个窗口，通过各种输入设备实现与虚拟世界的交互。 沉浸式虚拟现实系统 增强式虚拟现实系统 既允许用户看到真实世界，同时也能看到叠加在真实世界上的虚拟对象，它是把真实环境和虚拟环境结合起来的一种系统 分布式虚拟现实系统 最典型的应用是SIMNET系统，SIMNET由坦克仿真器通过网络连接而成，用于部队的联合训练。通过SIMNET，位于德国的仿真器可以和位于美国的仿真器运行在同一个虚拟世界中，参与同一场作战演习 六、发展展望与存在的问题 ?目前主要存在的问题： v? 软件方面? v? 硬件方面 v? 其他方面 软件方面 v?? 复杂的逻辑控制的实现 v?? 模拟实时的相互作用 v?? 模拟人脑所有的智能行为 v?? 模拟复杂的时空关系,涉及时间与空间的同步 的问题 v?? 感觉的表达,包括人的听觉.视觉.触觉.味觉和嗅觉的计算机表达 v?? 实时的数据采集.压缩.分析.解压缩 v?? 支持与虚拟环境交互的定位.操纵.导航等工具 硬件方面 v? 数据存储设备要求,动画图像存储需要 更大存储容量的设备 v? 图像显示设备 v? 数据采集与处理系统 v? 虚拟现实技术的操作设备 v 网络带宽的限制 其他方面 解决因虚实结合而引起的生理和心理问题是建立和谐的人机环境的最后难点 例如，在以往的飞行模拟器中就存在一个长期未曾解决的现象，即模拟器晕眩症。 如何正确处理好现实世界和虚拟世界的区别和联系。? 未来展望 虽然仍存在许多有待解决与突破的问题。为了提高VR系统的交互性、逼真性和沉浸感，在新型传感和感知机理、几何与物理建模新方法、高性能计算，特别是高速图形图像处理，以及人工智能、心理学、社会学等方面都有许多挑战性的问题有待解决。但虚拟现实任然是一个充满无限活力、具有巨大应用前景的高新技术领域。 3、在线视频 在线的VR传播平台也是VR产业链里重要的一环。 Youtube已经成功推出了360度视频，允许用户随时选择、切换观看视角，谷歌当然会率先在Youtube推出VR视频内容，这样一来用户就无需再在本地下载大体量的VR视频内容，而是通过Youtube这类在线视频服务来获取VR内容，谷歌一直在大力推广的VP9压缩标准应该也能在视频