虚拟现实技术初探.ppt

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1、虚拟现实技术初探地理信息论坛系列讲座（四）Tuesday,August17,2021主要内容一概述二VR硬件及交互设备三虚拟现实与网络GIS四虚拟现实主要开发技术五虚拟环境建模及其工具六开发实例：南京师范大学仙林校区虚拟校园七发展展望与存在的问题附录：参考文献一概述虚拟现实是高度发展的计算机技术在各种领域的应用过程中的结晶和反映，不仅包括图形学、图像处理、模式识别、网络技术、并行处理技术、人工智能等高性能计算技术，而且涉及数学、物理、通信，甚至与气象、地理、美学、心理学和社会学等相关。1.1什么是虚拟现实虚拟现实或称虚拟环境,是由计算机生成

2、的.具有临场感觉的环境,它是一种全新的人机交互系统.虚拟现实技术本质上说是一种高度逼真地模拟人在现实生活中视觉.听觉.动作等行为的交互技术.传统的信息处理环境一直是“人适应计算机”，而当今的目标或理念是要逐步使“计算机适应人”，人们要求通过视觉、听觉、触觉、嗅觉，以及形体、手势或口令，参与到信息处理的环境中去，从而取得身临其境的体验。这种信息处理系统已不再是建立在单维的数字化空间上，而是建立在一个多维的信息空间中。虚拟现实技术就是支撑这个多维信息空间的关键技术。1.2虚拟现实的特点浸没感(Immersion)交互性(Interaction)

3、想象性(Imagination)浸没感(Immersion)v计算机产生一种人为虚拟的环境，这种虚拟的环境是通过计算机图形构成的三维数字模型，编制到计算机中去产生逼真的“虚拟环境”,从而使得用户在视觉上产生一种沉浸于虚拟环境的感觉,这就是虚拟现实技术的浸没感(Immersion)或临场参与感交互性(Interaction)虚拟现实与通常CAD系统所产生的模型以及传统的三维动画是不一样的，它不是一个静态的世界，而是一个开放、互动的环境，虚拟现实环境可以通过控制与监视装置影响或被使用者影响，这是VR的第二个特征，即交互性（Interaction

4、）。想象性(Imagination)虚拟现实不仅仅是一个演示媒体，而且还是一个设计工具。它以视觉形式反映了设计者的思想，比如当在盖一座现代化的大厦之前，你首先要做的事是对这座大厦的结构、外形做细致的构思，为了使之定量化，你还需设计许多图纸，当然这些图纸只能内行人读懂，虚拟现实可以把这种构思变成看得见的虚拟物体和环境，使以往只能借助传统沙盘的设计模式提升到数字化的即看即所得的完美境界，大大提高了设计和规划的质量与效率。这是VR所具有的第三类特征，即想象性（Imagination）。1.3虚拟现实的分类桌面虚拟现实沉浸的虚拟现实增强现实性的虚拟

5、现实分布式虚拟现实1.4虚拟现实与三维动画的区别虚拟现实三维动画虚拟环境由基于真实数据建立的数字模型组合而成，严格遵循工程项目设计的标准和要求，属于科学仿真系统。　　操纵者亲身体验虚拟三维空间，身临其境。场景画面由动画制作人员根据材料或想象直接画制而成，与真实的环境和数据有较大的差距，属于演示类艺术作品。　　预先假定的观察路径，无法改变。操纵者可以实时感受运动带来的场景变化，步移景异，并可亲自布置场景，具有双向互动的功能。只能如电影一样单向演示，场景变化,画面需要事先制作生成，耗时、费力、成本较高。虚拟现实三维动画支持立体显示和3D立体

6、声，三维空间真实。不支持没有时间限制，可真实详尽地展示，并可以在虚拟现实基础上导出动画视频文件，同样可以用于多模体资料制作和宣传，性价比高。受动画制作时间限制，无法详尽展示，性价比低。在实时三维环境中，支持方案调整、评估、管理、信息查询等功能，适合较大型复杂工程项目的规划、设计、投标、报批、管理等需要，同时又具有更真实和直观的多媒体演示功能。只适合简单的演示功能。1.5虚拟现实技术在现实中的运用许多游戏厂商,为了使游戏人物的动作更逼真,常常就会使用动作捕获系统.虚拟现实技术在电影中的运用.例子:黑客帝国商品展示(如家居,家电等)二VR硬件及

7、交互设备一个典型的虚拟现实系统由空间数据采集系统、人体数据捕捉系统、三维显示设备、三维控制设备以及和计算机系统构成。空间数据采集系统、人体数据捕捉系统为虚拟环境建立空间模型；三维显示设备、三维控制设备同属于三维交互设备，设计和制造出性能优越的三维交互设备是虚拟现实技术的关键。空间数据采集系统人体数据捕捉系统计算机系统超级图形工作站三维控制设备三维显示设备采集交互空间数据采集系统空间数据采集系统，通过卫星遥感、航空遥感和全球定位系统等获取及时空间数据，建立准确可靠的虚拟现实空间环境。遥感是一种利用物体反射和辐射电磁波的固有特性，通过贯彻电磁波

8、、识别物体以及物体存在环境条件的技术。人体数据捕捉系统人体数据捕捉设备，可以实事的记录人体的各项数据和动作，包括人体动作、面部表情、生理指数、气味、语音等。三维交互设备常见的三维