【正文】 01000=100萬個象素，那么，每個面片平均只占據(jù)3個象素。從另一方面來看，當(dāng)三維模型高度復(fù)雜時，每個面片所占據(jù)的屏幕象素的平均數(shù)將很少。但是，它也有兩個缺點(diǎn)：一是復(fù)雜模型的造型過程比較繁瑣、工作量大；二是每一個觀察點(diǎn)或觀察方向都需要進(jìn)行復(fù)雜模型或場景的繪制計算。在給定觀察點(diǎn)和觀察方向以后，使用計算機(jī)的硬件功能，實(shí)現(xiàn)消隱、光照及投影這一繪制的全過程，從而產(chǎn)生幾何模型的圖像?；趲缀文Ｐ偷膶?shí)時建模與動態(tài)顯示是計算機(jī)圖形學(xué)中的傳統(tǒng)方法。目前，三維復(fù)雜模型的實(shí)時建模與動態(tài)顯示技術(shù)可以分為兩類。2）QuickTime VR的基本特征縱觀QuickTime VR技術(shù)，它有四個基本特征：從三維造型的原理上看，它是一種基于圖像的三維建模與動態(tài)顯示技術(shù)；從功能特點(diǎn)上看，它有視線切換、 推拉鏡頭、超媒體鏈接三個基本功能；從性能上看，它不需要昂貴的硬件設(shè)備就可以產(chǎn)生相當(dāng)程度的VR體驗。每個在場景中的全景圖象或?qū)ο箅娪胺Q為節(jié)點(diǎn)。場景（Scenes）：QuickTime VR的場景指的是把一個或多個全景圖象或?qū)ο箅娪巴ㄟ^熱點(diǎn)這種手段連接后的全景圖象和對象電影的有序集合體。對象(Objects)：QuickTime VR的物體是和全景圖象的概念相對比的概念。它可以理解為以節(jié)點(diǎn)為中心的具有一定高度的圓柱形的平面，平面外部的景物投影在這個平面上，即為全景圖象。這些概念包括：全景（Panoramas)：全景是QuickTime VR技術(shù)最具特色的概念。這就是QuickTime VR工作的基本原理。 我們可以任意的轉(zhuǎn)動觀看，也可以改變視點(diǎn)，或是走近仔細(xì)觀看，由于這些照片是相互連接的，所以只要照片足的精細(xì)連接得緊密正確，我們就可以獲得空間的感覺。我們可以這樣來理解QuickTime VR，假定我們在一室空間進(jìn)行觀擦，室內(nèi)空間一般有六個表面，如果我們獲取了這六個表面的許多不同距離，不同方位的實(shí)景照片并將他們按照相互的關(guān)系有機(jī)連接 起來就可以在視覺上形成這個房間整個空間的整體認(rèn)識，這就是全景概念。雖然它是初級的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，但是它有其自身的特色與優(yōu)勢。概括地講是一種基于靜態(tài)圖象處理的，在微機(jī)平臺上能夠?qū)崿F(xiàn)的初級虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。(2)媒體處理器：包括有衍生媒體處理器組件、動畫媒體處理器組件、中間媒體處理器組件等。蘋果定義的內(nèi)嵌組件類型包括圖象壓縮器、媒體處理器和各種各樣的工具。但是如果應(yīng)用程序壓縮圖象或者用壓縮圖象制作影片，就可以直接調(diào)用圖象壓縮管理器函數(shù)。它也提供了使任何可以運(yùn)行QuickTime的機(jī)器上的壓縮PICT文件都可以自解壓的功能。圖象壓縮管理器提供了獨(dú)立于設(shè)備和驅(qū)動器的壓縮和解壓的方法，它也為實(shí)現(xiàn)外部的軟硬件圖象壓縮算法提供了一個簡單的接口。存儲640*。例如，有這樣的函數(shù)，可以通過移去部分視頻和音軌來縮短影片，也有函數(shù)通過從其它影片中移入新數(shù)據(jù)來擴(kuò)展它。例如，一段包含視頻信息的影片可以包括視頻數(shù)據(jù)和伴隨視頻數(shù)據(jù)的音頻數(shù)據(jù)。影片工具箱使應(yīng)用程序可以儲存、讀取、操縱QuickTime影片中的時基數(shù)據(jù)。2）QuickTime的結(jié)構(gòu)QuickTime包括影片工具箱、圖象壓縮兩個管理器，加上內(nèi)嵌的一套組件。在動畫過程中，應(yīng)用程序修改圖象的屬性以使它可以改變外表并且可以圍繞屏幕移動。而動畫圖象通過確定出現(xiàn)在不同位置的圖象來描述幀。影片工具箱把每種媒體數(shù)據(jù)從影片的時間坐標(biāo)系統(tǒng)中映射到媒體結(jié)構(gòu)的時間坐標(biāo)系統(tǒng)。影片中的每個軌道都由時間偏移和持續(xù)的時間組成，這些屬性決定了每道開始的時間和長度。時間坐標(biāo)系統(tǒng)也包括持續(xù)時間，它是影片的長度或以時間單位來記數(shù)的媒體結(jié)構(gòu)的容量。每秒中度過的時間單位的數(shù)量量化了時間尺度。時間坐標(biāo)系統(tǒng)包括一個時間尺度，這個尺度提供了在真實(shí)時間和影片中的表面時間的轉(zhuǎn)換。④ 時間管理時間管理是QuickTime影片實(shí)現(xiàn)過程中重要的一部分，有時也是比較復(fù)雜的一部分。一旦應(yīng)用程序連接到組件上之后，就可以直接調(diào)用組件。應(yīng)用程序使用組件是通過調(diào)用系統(tǒng)級的組件管理器。例如，你能生成一個組件來支持一種特殊的數(shù)據(jù)加密算法。因此應(yīng)用程序和不同技術(shù)的實(shí)現(xiàn)和管理細(xì)節(jié)隔離開來。組件包括代碼，它可以在整個系統(tǒng)中使用，也可以局部于一個特定的應(yīng)用程序。③ 組件QuickTime支持組件使應(yīng)用程序不需要知道QuickTime用什么技術(shù)和設(shè)備來工作的。每個軌道都包含了一個獨(dú)立的媒體結(jié)構(gòu)和一個編輯列表，編輯列表用來以時間順序安排媒體結(jié)構(gòu)。軌道不包含影片數(shù)據(jù)，它僅僅包含這些數(shù)據(jù)的索引，而真正的數(shù)據(jù)內(nèi)容則存在于其它地方。影片不是媒體，而是媒體的組織方式。② 媒體結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)的視頻由連續(xù)的數(shù)據(jù)流組成。如果一個QuickTime原子包含其它原子，就被叫做父原子，包含在其中的原子就叫做葉原子。新創(chuàng)建的QuickTime原子就象樹的根。QuickTime是建立在一些與時基數(shù)據(jù)相關(guān)的概念基礎(chǔ)之上的：原子(Atom)、媒體結(jié)構(gòu)(Media structures)、組件(Component)、時間管理(Time management)、動畫圖象(Sprites)。除了處理視頻數(shù)據(jù)以外，動畫圖象，矢量圖，多音軌，MIDI音樂，三維立體，虛擬現(xiàn)實(shí)全景和虛擬現(xiàn)實(shí)的物體，當(dāng)然還包括文本。在QuickTime中　時基信號被叫做影片。國防科技大學(xué)研究的超文本視頻系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)不同實(shí)景之間的切換，在觀察實(shí)景時，可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航式瀏覽。2．國內(nèi)情況目前，國內(nèi)在基于靜態(tài)圖像的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)方面的研究還處于起步階段，據(jù)資料調(diào)研，上海龍華博物館與新加坡合作，利用QuickTime VR技術(shù)建立了一個虛擬博物館，用戶可在計算機(jī)前參觀博物館中的各個展館，每一個參觀點(diǎn)都可以在空間360度范圍內(nèi)觀察，對于感興趣的物體，用戶還可將它拿起來，對它進(jìn)行轉(zhuǎn)動參觀，就象圍繞展品參觀一樣，在觀察過程中，用戶還可以向前或向后，可獲得視角大小不同的效果。同時，該軟件還為電影中的每個場景配有一張導(dǎo)航圖，在導(dǎo)航圖中，觀眾可以看到自己在場景中位置，以免迷失在這個虛擬空間中。微軟公司出品的微軟百科全書Encarta Encyclopedia中的Virtual Tour就是應(yīng)用了基于靜態(tài)圖像的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將世界各地的名勝古跡做成全景電影，足不出戶便可以飽攬世界風(fēng)光。其全景圖象被分為只有4象素寬的塊，不壓縮存儲為Striped DIB文件，顯示時調(diào)人相應(yīng)的數(shù)據(jù)塊即可。Microsoft公司在1995年3月開發(fā)了基于Windows的全景視頻Surround Video。它能模擬人在空間的行，向四方觀望，還加人了聲音的效果。其全景圖象在壓縮過程中被分成768*104大小的塊，存儲為標(biāo)的QuickTime MOOV文件。1994年6月，Apple公司開始推出全景視頻產(chǎn)品QuickTime VR，第一次使人們領(lǐng)略了具有照片質(zhì)量的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境。ATG以俄羅斯某一皇宮為原型，創(chuàng)建了一虛擬宮殿，用戶在虛擬宮殿里游玩就象真的一樣。同時，提供了一張鳥瞰圖作為導(dǎo)航圖，用來標(biāo)志用戶地點(diǎn)，提示關(guān)鍵場所和出局信息。播放時，用戶可以通過觸摸屏和游戲桿來控制自己旅游的速度和去向，就象自己開車在這小城里游玩。三、國內(nèi)、外在該領(lǐng)域的研究成果概述1．國外情況利用實(shí)景建立虛擬環(huán)境，這個想法在70年代就產(chǎn)生了。由于Internet具有影響范圍廣，能夠方便快捷的傳遞信息，具有近乎實(shí)時的交互性，本身又是一個巨大無比的信息庫等諸多優(yōu)點(diǎn)。第四，QuickTime VR在軟件的支持下，支持網(wǎng)絡(luò)功能。 圖像縫合224。而本系統(tǒng)使用的QuickTime VR電影的生成模式為拍攝224。其次，從目前國內(nèi)外現(xiàn)有VR系統(tǒng)上來看，都采用計算機(jī)生成圖像的方式來建立三維模型，圖像的分辨率、質(zhì)量、復(fù)雜度、真實(shí)性都不是很高，復(fù)雜場景造型數(shù)據(jù)量巨大，而且常常由于場景的快速切換出現(xiàn)抖動和延遲。這次研究我們使用基于靜態(tài)圖像的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（QuickTime VR）來開發(fā)一種網(wǎng)絡(luò)課件的寫作系統(tǒng)。如果采用360度全景攝影所獲得的素材，通過情景仿真處理并采用先進(jìn)的圖形壓縮與還原算法，完全有可能實(shí)現(xiàn)逼真度很高的虛擬現(xiàn)實(shí)情景，而且也可以交互，但卻不需要頭盔式顯示器、數(shù)據(jù)手套、高分辨率圖形工作站等專用設(shè)備，只需要普通Pentium微機(jī)和Windows運(yùn)行環(huán)境就能實(shí)現(xiàn)，從而有可能使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)走出高級研究院與大學(xué)的“象牙塔”，逐步普及到國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域甚至中小學(xué)，這對我們這個經(jīng)濟(jì)還不算富裕的國家來說無疑是有重大意義的，這也是本研究的實(shí)際意義所在。目前國內(nèi)外實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)的理論方法仍然集中在硬件和配套軟件的研究上，系統(tǒng)需要采用專用設(shè)備如：頭盔式顯示器、數(shù)據(jù)手套、高分辨率圖形工作站等。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對不同級別的學(xué)生都是有利的，包括小學(xué)、中學(xué)和大學(xué)，對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的巨大潛力的限制往往來自學(xué)校的校長和老師、以及可以得到的資金。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于教育的另一個典型例子是在化學(xué)教育中的應(yīng)用。系統(tǒng)還可以仿真各種外科手術(shù)，包括一般的開刀直至復(fù)雜的人體器官替換。例如，在美國達(dá)特茅斯醫(yī)學(xué)院開發(fā)的“交互式多媒體虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)”，可使醫(yī)務(wù)工作者體驗并學(xué)習(xí)如何對各種戰(zhàn)地醫(yī)療的實(shí)際情況作反應(yīng)。在醫(yī)學(xué)上，學(xué)生可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)對人體作各種醫(yī)療實(shí)驗；在化學(xué)教育中，虛擬現(xiàn)實(shí)可以讓學(xué)生在分子級或原子級操縱物質(zhì)模型，可以進(jìn)入有毒的空間參觀。在體育課上，學(xué)生可以進(jìn)入仿真環(huán)境，去親自實(shí)踐一位NBA冠軍隊員蘭球場上的表演。其科目范圍可以從歷史到科學(xué)，非常廣泛。在教學(xué)時，我們要盡量創(chuàng)建一種較真實(shí)“情景”，鼓勵學(xué)生在其中自由地學(xué)習(xí)和探索，以促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行意義的建構(gòu)。SCT十分重視活動的性質(zhì)和參與者在真實(shí)情景中有意義有目的的行為。認(rèn)知靈活性理論（Cognitive Flexibility Theory，CFT）提出：復(fù)雜的知識通過在新的實(shí)例情景中的靈活應(yīng)用，可以學(xué)習(xí)的更好。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論和學(xué)習(xí)環(huán)境強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，不僅要求學(xué)生由外部刺激的被動接受者和知識的灌輸對象轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒓庸さ闹黧w、知識意義的主動建構(gòu)者[2]；建構(gòu)主義認(rèn)為[2]，學(xué)習(xí)總是與一定的社會文化背景即“情境”相聯(lián)系的，在實(shí)際情境下進(jìn)行學(xué)習(xí)，可以使學(xué)習(xí)者能利用自己原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的有關(guān)經(jīng)驗去同化當(dāng)前學(xué)習(xí)到的新知識，從而賦予新知識以某種意義；通過“同化”與“順應(yīng)”達(dá)到對新知識意義的建構(gòu)。在此環(huán)境中學(xué)生可以利用各種工具和信息資源來達(dá)到自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)。通過SIMNET，位于德國的仿真器可以和位于美國的仿真器一樣運(yùn)行在同一個虛擬世界，參與同一場作戰(zhàn)演習(xí)。該項目是由美國國防部推動的一項標(biāo)準(zhǔn)，目的是使各種不同的仿真器可以在巨型網(wǎng)絡(luò)上互聯(lián)，它是美國國防高級研究計劃局1980年提出的SIMNET計劃的產(chǎn)物。4）分布式虛擬現(xiàn)實(shí)如果多個用戶通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接在一起，同時參加一個虛擬空間，共同體驗虛擬經(jīng)歷，那虛擬現(xiàn)實(shí)則提升到了一個更高的境界，這就是分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。3) 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性的虛擬現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性的虛擬現(xiàn)實(shí)不僅是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來模擬現(xiàn)實(shí)世界、仿真現(xiàn)實(shí)世界，而且要利用它來增強(qiáng)參與者對真實(shí)環(huán)境的感受，也就是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中無法感知或不方便感知感受。參與者還可以與虛擬空間進(jìn)行實(shí)時的交互，計算機(jī)可識別參與者的動作，并根據(jù)用戶的動作改變虛擬空間，比如來回拍一個虛擬的球或走動等，這可使得參與者感覺就象是在真實(shí)空間中一樣。這是目前沉浸度最高的一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。常見的沉浸式系統(tǒng)有：基于頭盔式顯示器的系統(tǒng)：在這種系統(tǒng)中，參與虛擬體驗者要戴上一個頭盔式顯示器，視聽覺與外界隔絕，根據(jù)應(yīng)用的不同，系統(tǒng)將提供能隨頭部轉(zhuǎn)動而隨之產(chǎn)生的立體視覺、三維空間。2) 投入的虛擬現(xiàn)實(shí)高級虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)提供完全投入的功能，使用戶有一種置身于虛擬境界之中的感覺。桌面CAD系統(tǒng)：利用Open GL、DirectDraw等桌面三維圖形繪制技術(shù)對虛擬世界進(jìn)行建模，通過計算機(jī)的顯示器進(jìn)行觀察，并有能自由地控制的視點(diǎn)和視角。VRML（虛擬現(xiàn)實(shí)造型語言）：它是一種在Internet網(wǎng)上應(yīng)用極具前景的技術(shù)，它采用描述性的文本語言描述基本的三維物體的造型，通過一定的控制，將這些基本的三維造型組合成虛擬場景，當(dāng)瀏覽器瀏覽這些文本描述信息時，在本地進(jìn)行解釋執(zhí)行，生成虛擬的三維場景。桌面級的虛擬現(xiàn)實(shí)最大特點(diǎn)是缺乏完全投入的功能，但是成本也相對低一些，因而，應(yīng)用面比較廣。這些外部設(shè)備包括鼠標(biāo)，追蹤球，力矩球等。由于虛擬現(xiàn)實(shí)本身并不限制使用的技術(shù)范圍，只要能達(dá)到目標(biāo)，可以把各種技術(shù)有效地集成起來設(shè)計出一個成功的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用中，不同虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)設(shè)計的側(cè)重點(diǎn)和所受約束各不相同。早期的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可能只有部分虛擬現(xiàn)實(shí)的特性，例如環(huán)幕電影或立體電影。主觀參與時，參與者是整個經(jīng)歷的中心，一切圍繞參與者進(jìn)行；客觀參與時參與者則可以在虛擬環(huán)境中看到他自己與其它物體的交互。為達(dá)到這個目標(biāo)，高速計算和處理就必不可少。這些手段使得參與者能夠?qū)μ摂M環(huán)境進(jìn)行實(shí)時的操縱，能從虛擬環(huán)境中得到反饋信息，也能便系統(tǒng)了解參與者的關(guān)鍵部位的位置、狀態(tài)、變形等各種系統(tǒng)需要知道的數(shù)據(jù)。為了達(dá)到這個目標(biāo)，就必須具有多感知的能力，理想的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)應(yīng)具備人類所具有的一切感知能力，包括視覺、聽覺、觸覺，甚至味覺和嗅覺。理想的虛擬環(huán)境應(yīng)達(dá)到用戶難以分辯真假的程度，甚至比真的還“真”。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的設(shè)計要達(dá)到以下目標(biāo)：第一，要使參與者有“真實(shí)”的體驗。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)就是要利用各種先進(jìn)的硬件技術(shù)及軟件工具，設(shè)計出合理的硬件、軟件及交互手段，使參與者能交互式地觀察和操縱系統(tǒng)生成的虛擬世界。它要創(chuàng)建一個酷似客觀環(huán)境又超越客觀時空、能沉浸其中又能駕馭其一的和諧人機(jī)環(huán)境，也就是由多維信息所構(gòu)成的可操縱的空間。目前，與虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)的內(nèi)容已經(jīng)擴(kuò)大到了與之相關(guān)的許多方面，像“人工現(xiàn)實(shí)（Artificial Reality）”、“遙現(xiàn)”（Telepresence）、“虛擬環(huán)境”（Virtual Environment）、“賽伯空間”（Cyberspace）等，都可以認(rèn)為是虛擬現(xiàn)實(shí)的不同術(shù)語或形式?！疤摂M現(xiàn)實(shí)”一詞是由美國VPL Research ，它通常是指用立體眼鏡的傳感手套等一系列傳感輔助設(shè)施來實(shí)現(xiàn)的一種三維現(xiàn)實(shí)，人們通過這些設(shè)施以自然的方式（如頭的轉(zhuǎn)動、身體的運(yùn)動等）向計算機(jī)送入各種動作信息，并且通過視覺、聽覺以及觸覺設(shè)施使人們得到三維的視覺、聽覺及觸覺等感覺世界。ALE給學(xué)生一個提供一個明確的任務(wù)，創(chuàng)造一種情景讓學(xué)生來完成這個任務(wù)，在此期間提供指導(dǎo)以幫助學(xué)