多媒體虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述-展示頁(yè)
2025-01-28 05:32本頁(yè)面
【正文】 件 跟蹤設(shè)備 ? 跟蹤系統(tǒng)的功能是確定關(guān)于用戶的頭、手、身體及任意真實(shí)世界物體的位置及指向 (方向 )。 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)概述 虛擬現(xiàn)實(shí)的分類與特征 1. 虛擬現(xiàn)實(shí)的分類 （ l）簡(jiǎn)易型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng) （ 2）沉浸型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng) （ 3）共享型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng) 2. 虛擬現(xiàn)實(shí)的基本特征 （ 1）沉浸性 ? 沉浸性是指讓參與者有身臨其境的真實(shí)感覺(jué)。 4. 與虛擬世界的交互 ? 參與者與虛擬世界交互的過(guò)程大致如下：參與者首先激活輸入設(shè)備，將頭、手的位置和方向等信號(hào)輸入給計(jì)算機(jī)，虛擬現(xiàn)實(shí)軟件接受并解釋輸入，更新虛擬世界以及其中的物體，然后，重新計(jì)算虛擬世界的三維視圖，并將這一新視圖及其他信息如聲音信號(hào)和觸覺(jué)信號(hào)等立即送給輸出設(shè)備以便參與者看到效果。 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)概述 3. 輸入輸出設(shè)備 ? 輸入設(shè)備可用于觀察和構(gòu)造虛擬世界，將用戶輸入信號(hào)輸入給計(jì)算機(jī)，包括三維跟蹤器、數(shù)據(jù)手套、三維鼠標(biāo)等等。由此出現(xiàn)了許多種交互模式。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的一個(gè)重要功能，就是能快速進(jìn)行虛擬世界中物體間的碰撞檢測(cè)。這一方面要求很強(qiáng)的計(jì)算能力，同時(shí)也將使系統(tǒng)增加了一些延時(shí)。這項(xiàng)技術(shù)要求將這些動(dòng)作分解為一系列離散的關(guān)鍵模型并放到數(shù)據(jù)庫(kù)中。 （ 2）動(dòng)畫(huà)制作 ? 一些動(dòng)畫(huà)可用矩陣操作來(lái)支持移動(dòng)及旋轉(zhuǎn)，而擺動(dòng)及彈跳運(yùn)動(dòng)則需要專門程序。這些模型可為多數(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)利用，節(jié)省了可觀的再建時(shí)間。 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)概述 2. 虛擬現(xiàn)實(shí)軟件 ? 虛擬現(xiàn)實(shí)軟件提供實(shí)時(shí)觀察和參與虛擬世界的能力，包括虛擬環(huán)境建模、動(dòng)畫(huà)制作、物理仿真、碰撞檢測(cè)和交互模式。在對(duì)電場(chǎng)中的分子行為進(jìn)行模擬時(shí)，原子結(jié)構(gòu)的行為動(dòng)態(tài)可用簡(jiǎn)化的模型進(jìn)行模擬。虛擬環(huán)境有多種形式，它可能是某些物理環(huán)境 (如建筑物、廚房，甚至像汽車這樣的物體內(nèi)部 )的偽真實(shí)反映， 也可能是根本沒(méi)有任何物理基礎(chǔ)的某一跨國(guó)公司的地理、層次網(wǎng)的三維數(shù)據(jù)庫(kù)，甚至可以是與股票交易有關(guān)的多維數(shù)據(jù)集。它一般是一個(gè)包含三維模型或環(huán)境定義的數(shù)據(jù)庫(kù)。 6. 分布式虛擬環(huán)境和基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的虛擬現(xiàn)實(shí)研究 ? 對(duì)基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬現(xiàn)實(shí)研究應(yīng)給予特別的關(guān)注，因?yàn)镮nter技術(shù)與 VR技術(shù)的結(jié)合為虛擬現(xiàn)實(shí)的未來(lái)提供了光明的前景。 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)概述 4. 實(shí)時(shí)處理及并發(fā)處理的多維信息表示技術(shù) ? 根本目的是使參與者沉浸于多維信息空間仿真建模，從中獲取知識(shí)和形成新的概念。圖形圖像的合成設(shè)計(jì)及其合理疊加顯示、虛擬世界坐標(biāo)系與對(duì)象坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換，都是需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題。 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)概述 3. VR圖像生成技術(shù)及高效快速生成體系圖技術(shù) ? 實(shí)時(shí)顯示的刷新頻率大于 15幀／秒，復(fù)雜場(chǎng)景的顯示由于計(jì)算量巨大，必須采用層次信息模型與逐步求精技術(shù)。 （ 2）物理仿真 ? 場(chǎng)景造型應(yīng)采用物理模型，不僅要考慮對(duì)象的幾何形狀，而且要考慮對(duì)象的質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)規(guī)律、受力情況和立體聲音等，使物體在虛擬場(chǎng)景中的表示更為真實(shí)可信。 主要內(nèi)容 ? 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)概述 ? 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的硬件設(shè)備 ? 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)建模 ? 虛擬現(xiàn)實(shí)軟件簡(jiǎn)介 ? 虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言 VRML 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)概述 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的主要研究?jī)?nèi)容 虛擬現(xiàn)實(shí)的研究?jī)?nèi)容主要分以下幾個(gè)方面。 ? 近年來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的飛快發(fā)展，引起了世界各國(guó)學(xué)者的關(guān)注，成為十分活躍的研究領(lǐng)域。 概述 ? 虛擬現(xiàn)實(shí)（ Virtual Reality，簡(jiǎn)稱 VR）技術(shù)是 20世紀(jì) 80年代末 90年代初崛起的一種實(shí)用技術(shù)，是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界（ Virtual World）的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是一種逼真地模擬人在自然環(huán)境中視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、運(yùn)動(dòng)等行為的高級(jí)人機(jī)界面技術(shù)，人能夠通過(guò)多種感官渠道與它進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，這些渠道包括視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)和味覺(jué)等等。它使計(jì)算機(jī)從一種需要人用鍵盤、鼠標(biāo)對(duì)其進(jìn)行操作的設(shè)備，變成了人處于計(jì)算機(jī)創(chuàng)造的環(huán)境中，通過(guò)感官、語(yǔ)言、手勢(shì)等比較“自然”的方式進(jìn)行“交互、對(duì)話”的系統(tǒng)和環(huán)境。它匯集一系列高新技術(shù)，包括計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、人工智能、人機(jī)接口技術(shù)、傳感器技術(shù)、高度并行的實(shí)時(shí)計(jì)算技術(shù)和人的行為學(xué)研究等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。 1. 人與環(huán)境融合技術(shù) （ 1）高分辨率立體顯示器 （ 2）方位跟蹤系統(tǒng) （ 3）手勢(shì)跟蹤系統(tǒng) （ 4）觸覺(jué)反饋系統(tǒng) （ 5）聲音定位與跟蹤系統(tǒng) （ 6）本體反饋 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)概述 2. 物體對(duì)象的仿真技術(shù) （ 1）幾何仿真 ? 研究如何快速建立不同層次的顯示模型。 （ 3）行為仿真 ? 研究在用戶操作下或在其他景物的作用下場(chǎng)景狀態(tài)的變化規(guī)律和變化過(guò)程。雙屏顯示的同步問(wèn)題也是立體顯示的一個(gè)關(guān)鍵。坐標(biāo)變換和碰撞檢測(cè)需要大量的計(jì)算，并行處理是較好的方法。應(yīng)克服的主要技術(shù)瓶頸是能對(duì)人類感知和肌肉活動(dòng)起交互作用的基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的接口系統(tǒng)，支撐技術(shù) (軟硬件環(huán)境和工具 )包括各類傳感器、三維顯示和音響器、虛擬環(huán)境產(chǎn)生器、程序設(shè)計(jì)工具集、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和高性能計(jì)算平臺(tái)等 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)概述 5. 高性能的計(jì)算機(jī)圖形處理硬件研究 ? 重點(diǎn)研究圖形處理專用硬件、圖形的并行處理、大規(guī)模集成電路技術(shù)及其在圖形發(fā)生器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)概述 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的基本組成 1. 虛擬世
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