《虚拟现实技术》PPT课件

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1、虚拟现实技术邓海鹰虚拟现实系统的特点及组成1发展历程2立体视觉的生成与获取3虚拟现实交互设备4虚拟现实系统的分类5增强现实技术6目录CONTENTS虚拟现实系统的特点及组成1发展历程2立体视觉的生成与获取3虚拟现实交互设备4虚拟现实系统的分类5增强现实技术6目录CONTENTS4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”---AukstakalnisSandBlatnerD.虚拟现实系统的特点及组成1．计算机提供"环境"

2、,不是"数据,信息"。这改变了人机接口的内容。2．操作者由视觉,听觉,力觉感知环境,由自然的动作操作环境,不是由屏幕,键盘,鼠标和计算机交互。这改变了人机接口的形式。3．逼真的感知和自然的动作，使人产生身临其境的感觉。这改变了人机接口的效果。6虚拟现实系统的特点及组成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/力觉响应虚拟现实系统的构成虚拟现实系统有5个关键成分：虚拟世界、虚拟现实软件、计算机、输入设备和输出设备。虚拟世界是可交互的虚拟环境，它一般是一个包

3、含三维模型或者环境所定义的数据库。虚拟现实软件提供实时观察和参与虚拟世界的能力。输入设备可用于观察和构造虚拟世界，包括鼠标、游戏杆和定位跟踪器等，输出设备显示当前虚拟世界视图，包括显示器和头盔等8虚拟现实系统的特点及组成典型虚拟现实系统的组成计算机系统用户虚拟环境人机界面9虚拟现实系统的特点及组成基于HMD的虚拟现实系统的构成虚拟现实系统的特点及组成1发展历程2立体视觉的生成与获取3虚拟现实交互设备4虚拟现实系统的分类5增强现实技术6目录CONTENTS发展历程1、1961年，MortonHeilig的设想----体验剧场（Sensorama），以布鲁克林街道为背景，模拟漫步的感受---

4、-先驱者2、1965年，计算图形学之父IvanSutherland发表论文“终极的显示”，提出“应将计算的显示屏进化为观看虚拟世界的窗口”3、次年，他开始研制第一个头盔显示器1970年，在犹他大学成功演示了它的功能。4、70-80年代，美国军方投巨资研究“飞行头盔”和其他军用仿真器，成为虚拟现实技术发展的主要推动力。5、1981年，美国国家航空和宇宙航行（NASA）制作了当时最先进的液晶显示器头盔。6、80年代中期，J.Zimmermn和Jaron.Lanier发明了数据手套。1989年组建VPLResearch公司发展历程发展历程7、同年JaronLanier在文章中正式使用虚拟现实这

5、一术语。8、其他成就：用计算机生成的图形代替了摄制图像，并开始设计场景生成器----图形加速卡发展历程虚拟现实系统的特点及组成1发展历程2立体视觉的生成与获取3虚拟现实交互设备4虚拟现实系统的分类5增强现实技术6目录CONTENTS16立体视觉的生成与获取产生沉浸感的至关重要的因素立体图像与观察者视点和视线方向一致实时生成人类立体视觉的产生立体视觉的生成与获取立体图像生成的照相机模型对称透视投影成像相机模型位置方向17立体视觉的生成与获取立体图像生成的照相机模型对称透视投影成像相机模型（cont.)宽高比视角1819立体视觉的生成与获取立体图像生成的照相机模型对称透视投影成像相机模型（c

6、ont.)近裁剪平面距离与远裁剪平面距离20立体视觉的生成与获取立体图像生成的照相机模型对称透视投影成像相机模型（cont.)焦距21立体视觉的生成与获取立体图像生成的照相机模型对称透视投影成像相机模型（cont.)左右眼视差（Parallax）为生成立体图像，计算机必须针对同一场景生成两幅不同的图像分别按照观察者左、右眼的位置实时绘制22立体视觉的生成与获取立体视觉的捕获必须借助于一定的观察设备，使计算机生成的左、右眼图像分别为观察者的左、右眼所接收常用的立体视觉设备HMD立体眼镜虚拟现实系统的特点及组成1发展历程2立体视觉的生成与获取3虚拟现实交互设备4虚拟现实系统的分类5增强现实技

7、术6目录CONTENTS虚拟现实交互设备输入设备：常见的输入设备有三维位置跟踪器、传感手套、三维鼠标等虚拟现实交互设备位置跟踪器：许多应用如机器人、建筑设计、CAD等要求实时获知移动物体的位置和方向。在3D空间中移动对象共有三个平移参数和三个旋转参数，这些参数的测量结果组成了一个六维的数据集，用于确定使用者的位置。传感手套：数据手套是虚拟现实应用的主要交互设备，作为虚拟的手或控件用于3D虚拟场景的模拟交互，可进行物体抓取、移动、装配