辽宁工程技术大学测绘学院虚拟现实技术复习资料2

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1、虚拟现实技术：利用计算机生成一种模拟环境，并通过多种专用设备使用户“投入”到该环境中，实现用户与该环境直接进行自然交互的技术虚拟现实技术的研究目标：消除人所处的环境和计算机系统之间的界限，即在计算机系统提供的虚拟空间中，人可以使用眼睛、耳朵、皮肤、手势和语言等各种感觉器官直接与之发生交互，这就是虚拟环境下的自然交互技术。即为自然交互。典型虚拟现实系统的工作原理：用户首先激活头盔、手套等输入设备，为计算机提供输入信号，VR软件收到由跟踪器和传感器送来的输入信号后加以处理，对虚拟现实数据库实行必要的更新，调整当前的

2、虚拟环境场景，将新视图下的三维视图及信息传输给相应的输出设备，以便用户获得感官效果VR系统组成：计算机软、硬件系统（包括VR软件和VR环境数据库）和VR输入、输出设备等组成。VR的最突出特征：1、交互性（用户对虚拟环境中对象的可操作程度和从虚拟环境中得到反馈的自然程度）2、沉浸感（又称临场感，是指用户感到作为主角存在于虚拟环境中的真实程度）3、想象力（指用户在虚拟世界中根据所获取的多种信息和自身在系统中的行为，通过逻辑判断、推理和联想等思维过程，随着系统的运行状态变化而对其未来进展进行想象的能力）虚拟现实系统的

3、分类：1、桌面式VR系统（使用个人计算机和低级工作站来产生三维空间的交互场景）2、沉浸式VR系统（利用头盔显示器、洞穴式显示设备和数据手套等交互设备把用户的视觉、听觉和其他感觉封闭起来）3、增强式VR系统（允许用户对现实世界进行观察的同时，将虚拟图像叠加在真实物理对象之上）4、分布式VR系统（指基于网络构建的虚拟环境，将位于不同物理位置的多个用户或多个虚拟环境通过网络相连接并共享信息）虚拟现实技术的应用领域：1、教育与训练（仿真教学与实验、特殊教育、多种专业训练、应急演练和军事演习）2、设计与规划3、科学计算可

4、视化4、商业领域5、艺术与娱乐跟踪系统的功能：要实时检测出虚拟现实系统中人的头、身体和手的位置与指向，以便把这些数据反馈给控制系统，生成随视线变化的图象。使参与者在空间上能够自由移动、旋转，不局限于固定的空间位置虚拟现实系统的硬件设备：一、跟踪定位设备：1、电磁波跟踪器2、超声波跟踪器3、光学跟踪器4、机械惯性其他类型跟踪器（跟踪定位技术：使用XYZ的平移与旋转六自由度【6DOF】表示，主要有电磁波、超声波、机械、光学、惯性、图像提取等方法；跟踪器的性能指标：精度、分辨率、响应时间、抗干扰性）二、立体显示设备：

5、1、固定式立体显示设备（台式VR显示设备、投影式VR显示设备、三维显示器）2、头盔显示器（性能指标：逼真的立体视觉、分辨率、视场、透射率、重叠率、重量、人的因素）3、手提式立体显示设备（在开发中）；光学透镜部件哪些功能：1、提供舒适的焦点，防止和缓解人眼长时间、近距离聚焦产生的疲劳现象；2、放大屏幕图像，使之尽可能低充满视野三、手部数据交互设备：数据手套、空间球、三维浮动鼠标器充气式、振动式接触反馈手套在功能和结构上的异同点：1、充气式：利用小气囊作为传感装置，发生虚拟接触式，气囊通过空气压缩泵改变压力，适合缓

6、慢、柔和的力；2、振动式：通过小震动换能器的状态记忆合金，当电流通过时，发生弯曲变形。安装在皮肤表面，能对虚拟物体的光滑度、粗糙度感知，适合产生不连续、快速的感觉力反馈设备特点、适应工作：设备能使参与者实现虚拟环境中除视觉、听觉之外的第三感觉：触觉和力感，安装简单、使用轻便灵巧，并且不会因自身重量等问题在使用中使用户感觉到疲倦、疼痛感；广泛应用于虚拟医疗、虚拟装配等诸多领域，对于研究物理磁性、力等问题虚拟现实的建模软件、应用特点：1、3dsMax集三维建模、材质制作、灯光设定、摄像机使用、动画设置及渲染输出于一

7、体，提供了三维动画及静态效果图全面完整的解决方案；2、Maya顶级建模、动画、特效和渲染软件，可制作数字图像、逼真的动画和非凡的视觉效果；3、Creator多边形建模、矢量建模和大面积地形精确生成功能，不仅能创建三维地形和模型，而且可以高效、最优化地生成实时三维数据库三维虚拟声音的特征：1、全向三维定位特性：（在三维虚拟环境中实时跟踪虚拟声源的能力。使用户准确判断精确位置，符合真实世界的听觉方式）2、三维实时跟踪特性：（三维虚拟环境中实时跟踪虚拟声源位置变化或虚拟影像变化的能力）HRTF：是一种音效定位算法，它

8、的实际作用在于欺骗我们的耳朵。简单说这就是个头部反应传送函数；功能：1、制作一个头部模型并安装一支麦克风到耳膜的位置；2、从固定的位置发出一些声音；3、分析从麦克风中得到声音并得出被模型所改变的具体数据；4、设计一个音频过滤器来模仿那个效果；5、当你需要模仿某个位置所发出的声音的时候就使用上述过滤器来模仿即可物理仿真技术需要解决的问题：1、设计数学模型（利用数学模型来实现，描述虚拟对象