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第一章?虚拟现实概念 1.虚拟现实：采用以计算机技术为核心的现代高科技手段生成逼真的视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉等一体化的虚拟环境，用户从自己的视点出发，借助特殊的输入输出设备，采用自然的方式与虚拟世界的物体进行交互，相互影响。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 2.虚拟现实体验：由交互式计算机仿真组成的一种媒体，能够感知参与者的位置和动作，替代或增强一种或多种感觉反馈，从而产生一种精神沉浸或出现在仿真环境（虚拟世界）中的感觉。 3.虚拟现实体验的四个要素：虚拟世界、沉浸、感觉反馈、交互性 虚拟现实的特点：沉浸性、交互性、感知性、想象性。 4.相关概念： 人工现实（ Artificial Reality）：用户可以交互参与的合成环境；根据参与者的身体与图形世界的关系感知参与者的动作，并且产生响应，以维持在这个世界中发生动作的错觉； 赛博空间（ Cyberspace）：仅在参与者心中存在的场所，通常指能够使具有一定地理距离的人相互沟通的技术的产物；电话、聊天室、视频会议、电话会议等； 增强现实：（ Augmented Reality ）：把虚拟表现与物理世界中的感觉结合起来，提供关于物理世界的额外信息——人自身感知能力无法感知。工程承建者：看到管道和管道系统；医生：看到病人身体外观和内部器官。 5.虚拟现实与模拟仿真、与三维动画的比较： 虚拟现实是模拟仿真在高性能计算机系统和信息处理环境下的发展和技术拓展。模拟仿真是一种物理模拟技术的应用，运用模拟仿真技术描述现实世界。 三维动画：又称3D动画，随着计算机软硬件技术的发展而产生的一新兴技术。三维动画软件在计算机中首先建立一个虚拟的世界，设计师在这个虚拟的三维世界中按照要表现的对象的形状尺寸建立模型以及场景，再根据要求设定模型的运动轨迹、虚拟摄影机的运动和其它动画参数，最后按要求为模型赋上特定的材质，并打上灯光。当这??切完成后就可以让计算机自动运算，生成最后的画面。 三维动画和虚拟现实的异同：从[3D数字内容]的角度来看，虚拟现实和三维动画都是以计算机图学模型为基础所构建的3D数字内容， 三维动画技术是依靠计算机预先处理好的路径上所能看见的静止照片连续播放而形成的，不具有任何交互性，即不是用户想看什么地方就能看到什么地方，用户只能按照设计师预先固定好的一条线路去看某些场景，它给用户提供的信息很少或不是所需的，用户是被动的；而虚拟现实技术则截然不同，它通过计算机实时计算场景，根据用户的需要把整个空间中所有的信息真实地提供给用户，用户可依自己的路线行走，计算机会产生相应的场景，真正做到“想得到，就看得到（虚拟现实的特点：沉浸、交互、想象、多感知性）。 6.虚拟现实的发展历程和发展趋势（发展历程：教材3页）： 发展趋势：(1)动态环境建模技术；(2)实时三维图形生成和显示技术；（3）媒介与人的融合，新型交互设备的研制；(4)大型网络分布式虚拟现实的研究与应用；（5）智能化语音虚拟现实建模。 发展方向：计算机技术、网络技术、投影技术等的发展，出现了分布式虚拟现实系统、CAD Wall、VR Center、CAVE、IDesk等新技术；与专业技术相融合，产生了数字地球研究、虚拟 规划设计、虚拟现实机械装备、虚拟考古、虚拟手术、虚拟驾驶、虚拟管线设计、虚拟军事对抗等应用系统 7.虚拟现实的主要技术（教材97页）： 实时三维计算机图形学技术：能够实时的根据准确的模型，生成不同光照条件下各种物体的精确图像，涉及图像的刷新，图像质量，复杂的虚拟环境； 广角（宽视野）的立体显示技术：双目立体视觉：两只眼睛在不同的显示屏上看到不同的图像；单个显示器：一只眼睛看到奇数帧图像，另一只眼睛看到偶数帧图像，产生立体感 头眼手的跟踪技术：确定用户的位置，头部眼部位置。 触觉力觉反馈技术：抓握、碰撞检测、穿越、材质手感 立体声技术：头部转动时听到声音的方向会改变 语音输入输出技术等技术：交互 8.虚拟现实分类及各种系统的特点（教材17页，ppt第一章92页） （1）桌面式虚拟现实系统（经济的）：沉浸感较差，易受干扰；设备要求低；成本低，易于实现，易于普及 （2）沉浸式虚拟现实系统（高级的，较理想的，沉浸感很强）：高度的实行性；高度的沉浸感；良好的系统集成度和整合性能；良好的开放性；支持多种输入与输出设备并行工作。 （3）增强式虚拟现实系统（将真实世界和虚拟世界组合在一起）：真实世界和虚拟世界融为一体；具有人机实时交互功能；真实世界和虚拟世界在三维空间中融合 （4）分布式虚拟现实系统（网络技术发展与虚拟现实技术的产物）：共享虚拟