地学三维可视化与过程模拟第三章 地学三维可视化系统设计.pptVIP

第三章地学三维可视化系统设计第二节地学可视化系统核心——可视化模块设计 在用户通过地学可视化系统进行图形认知的过程中，主要通过感受和动机来接受和思考地学空间信息，因此地学可视化系统除了要了解信息系统的目的外，还要提供一个交互的多媒体环境，以充分调动用户的感受功能，这种交互的多媒体环境是在系统的用户界面中与用户直接进行信息交流的。在地学可视化系统中往往将可视化模块提高到整个信息系统的主导地位。在信息获取的过程中，人们主要是通过视觉感受功能来接受地学空间信息，然后在思维中加上心理因素形成关于所接受信息的“心象地图”，而听觉和触觉等其他感受功能则起到一定的辅助作用。目前三维可视化用户感受逐渐追求以虚拟现实和增强现实为代表的3“I”特性，包括：浸沉感（Immersion）、交互性（Interactivity）和构想性（Imagination）。虚拟现实是人们利用计算机生成一个逼真的三维虚拟环境，将模拟环境、视景系统和仿真系统合三为一，并利用人机交互设备，把操作者与计算机生成的三维虚拟环境连结在一起。与虚拟现实相关的内容已经扩大到了与之相关的许多方面，像“人工现实（ArtificialReality）”、“遥在”（Telepresence）、“虚拟环境”（VirtualEnvironment）、“赛伯空间”（Cyberspace）等一、虚拟现实系统的特点及组成 虚拟现实技术综合图形、图像、声音、手势、语音等要素，试图给计算机使用者创造一种全新的感官体验，使其具有置身于真实世界的感觉 “虚拟环境是使人们具有沉浸感的由计算机生成的、交互的、三维的环境”主要特点：沉浸感 如同置身于真实环境中：三维、立体、多通道。高交互性 可采取现实生活中习以为常的方式来操纵虚拟环境中的物体。实时性 依视点位置和视线方向实时地改变画面，并实时产生听觉、触觉/力觉响应。三维画观察与欣赏色分式（红蓝眼镜式）色分式俗称为红蓝眼镜式，最突出的特点是观看时所配的眼镜有两片不同颜色的镜片组成，通常一片为红色，另一片为蓝色或者绿色。通过色分眼镜对左右图像进行分离，保证左眼看到左图像，而右眼看到右图像。左右两幅图像经过大脑的合成，最终呈现出一帧立体图像。失色严重，趋于淘汰。裸眼式光栅式柱状透镜式全息照相式光栅式一部分竖条用于显示左图像，而另一部分竖条用于显示右图像，左右相互间隔。而在显示器件的前方则有一些柱状的狭缝光栅。这些光栅的作用在于能够允许左眼看到左图像，阻挡右眼看到左图像;同时光栅允许右眼看到右图像，阻挡左眼看到右图像柱状透镜式全息照相式全息照相相对于传统的摄影技术来说是一种革命性的发明。光作为一种电磁波有三个属性：颜色(即波长)、亮度(即振幅)和相位，传统的照相技术只记录了物体所反射光的颜色与亮度信息，而全息照相则把光的颜色、亮度和相位三个属性全部记录下来了（叠加干涉与两束光的相位有关）。技术复杂，未广泛商业。教育（平面阅读）小结地学可视化系统核心——可视化模块设计虚拟现实系统的特点及组成 立体视觉的生成与获取 虚拟现实交互设备 虚拟现实系统的分类 1.桌面型VR系统 2.头盔型VR系统 3.基于投影显示的VR系统 4.遥在系统 增强现实技术 五、增强现实技术配准困难的原因需对人和摄像机的运动进行实时跟踪运动跟踪可借助跟踪设备来完成，但如何校正这些运动数据以消除噪声?系统所采用的显示方式决定了虚拟景物图像配准到真实场景图像的精度需要对人眼的结构、摄像系统的参数或其它显示设备有更多了解增强现实的应用领域军事领域增强现实的应用领域医学领域增强现实的应用领域工程领域增强现实的应用领域虚拟演播室增强现实的应用领域虚拟演播室（cont.）增强现实的应用领域************************三、虚拟现实交互设备WIMP交互范式已不再适用Windows，Icons，Menus，Pointingdevices用户将通过一系列新的交互手段，与虚拟世界中的物体进行直接的、三维的交互三维鼠标WAND数据手套麦克风…三、虚拟现实交互设备三维定位跟踪设备用于跟踪用户当前方位的传感器大多数具有6自由度（6-DOF）位置和方向各3自由度佩戴于用户身体的某些部位可对相应部位进行跟踪一般采用电磁技术、超声技术、光学技术，也有基于惯性的和纯机械方式的三、虚拟现实交互设备三维定位跟踪设备电磁式跟踪器示例三、虚拟现实交互设备三维定位跟踪设备Logi