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1、 虚拟现实技术及其应用现状和虚拟现实技术及其应用现状和发展趋势发展趋势吴访升WU Fangsheng2/1/2023计算机交互和显示发展计算机交互和显示发展n目标:终极显示 Ultimate Display1965 Ivan Sutherland 1968 A head-mounted three-dimensional displayn实际:GUI 以及多媒体交互缺乏身临其境缺乏真实感交互功能不强2/1/2023二、虚拟现实技术简介二、虚拟现实技术简介Virtual Reality Technology,VRVirtual Reality Technology,VR2/1/2023虚拟现实技
2、术简介虚拟现实技术简介虚拟现实技术简介虚拟现实技术简介n80年代后期出现n新型的人机接口 沉浸其中、超越其上、进出自如、交互作用的多维信息空间n由多媒体与仿真技术相结合而产生的一种交互技术，可创造一种身临其境、完全真实的虚拟环境(Virtual Environment,VE)。2/1/2023虚拟现实技术简介虚拟现实技术简介虚拟现实技术简介虚拟现实技术简介 表现形式表现形式n沉浸式头盔式三维立体显示器数据手套立体声耳机高性能计算机（图形工作站）等特殊设备丰富的视觉、听觉、触觉及嗅觉信息n非沉浸式传统的标准设备软件技术丰富的视觉和听觉信息经济、便利2/1/2023虚拟现实技术简介虚拟现实技术简介
3、虚拟现实技术简介虚拟现实技术简介 设备设备2/1/2023虚拟现实技术简介虚拟现实技术简介虚拟现实技术简介虚拟现实技术简介 典型类型典型类型n桌面VR 常规计算机显示器来呈现虚拟世界 n视频映射用户轮廓影象作为视频+二维计算机图形=屏幕显示用户身体和虚拟世界交互过程 n遥现 用户的感觉和真实世界中的远程传感器连接起来 消防人员使用远程操作车辆处理危险 外科医生使用连着电缆的小工具进行外科手术 n混合 计算机图形+遥现输入+用户看到的真实世界脑外科医生看到真实图像、CT扫描图像、实时超声图 2/1/2023虚拟现实技术简介虚拟现实技术简介虚拟现实技术简介虚拟现实技术简介 优势优势n利用VR技术，
4、根据现实世界中存在的数据，计算机可生成交互式三维虚拟环境，从而实现视觉、听觉、触觉及嗅觉等感觉形式n不仅使参与者能够感到由景物或模型组成的虚拟环境十分逼真地存在，而且能实时准确地响应参与者的操作和行为，达到身临其境的感觉n对现实世界的虚拟表达方式具有直观、自然、真实的特点，既可以虚拟实现真实物体，也可以虚拟实现抽象模型 nVR在航空航天、军事、医学、设计、艺术、娱乐等领域已得到广泛的应用 2/1/2023三、三、VRVR的典型应用的典型应用2/1/2023VRVR在教学中应用在教学中应用n现状人口多，区域经济发展不平衡，穷国办大教育资源共享 名师工程多媒体教学 现代教育技术 远程教育nVR的应
5、用现状各课程的实验 物理碰撞，分子运动，天体运行直观 参与感 激发学习积极性 创造能力，实践能力的培养2/1/2023VRVR在教学中应用在教学中应用在教学中应用在教学中应用 前景前景n个性化 学习伙伴系统 指导和辅导n合作能力 多人协作 研讨n创新能力 动手实践 探索n不受时间空间限制，学习辅导，终身学习n分布式多用户协同学习的虚拟环境2/1/2023VRVR在电子商务中应用在电子商务中应用n现状网络 电子商务 商品展示和介绍：文字、图片、动画nVR的应用现状产品3D展示，动画，全景图浏览初步的导购、语音功能缺乏身临其境，产品的互动，购物的真实体验2/1/2023VRVR在电子商务中应用在电
6、子商务中应用在电子商务中应用在电子商务中应用 前景前景n产品定制 海尔家电，服装，房产n真实展示 产品3D真实感n购物体验 多人参与导购，顾客 购物环境3D虚拟n数字虚拟商城 规模不受限制 重装修成本小 不受时空限制 居家购物 及时调整库存、分析顾客心理 体现个性化，人性化，人文化2/1/2023VRVR在电子商务中应用在电子商务中应用在电子商务中应用在电子商务中应用 实例实例2/1/2023VRVR在城市规划建设中应用在城市规划建设中应用n现状在城市发展中占有至关重要的地位城市发展战略、区域功能以及生存环境 居民生活方式和质量管理体制 自上而下命令式、强制控制等级式 忽视公众参与画图和利用木
7、头、纸板等制作成精细城市模型nVR的应用现状电子沙盘 虚拟城市模型 Internet、多媒体技术、GIS技术和虚拟现实技术 虚拟城市、赛博（Cyber）城市和数字城市 2/1/2023VRVR在城市规划建设中应用在城市规划建设中应用在城市规划建设中应用在城市规划建设中应用 典型应用典型应用2/1/2023VRVR在城市规划建设中应用在城市规划建设中应用在城市规划建设中应用在城市规划建设中应用 典型应用典型应用2/1/2023VRVR在城市规划建设中应用在城市规划建设中应用在城市规划建设中应用在城市规划建设中应用 前景前景n利用VR技术，GIS功能更加完善n公众可以参与n多专家异地参与n城市宣传
8、，向导n虚拟城市VRGIS2/1/2023VRVR在制造业中应用在制造业中应用n现状开发 设计CAD 商务 市场销售 展销 电子商务nVR的应用现状3D虚拟设计、虚拟制造展销 实物2/1/2023VRVR在制造业中应用在制造业中应用在制造业中应用在制造业中应用 前景前景n个性化需要n市场反馈及时n设计高效率n分布式协同CAD系统n虚拟产品展示和定制系统 2/1/2023VRVR在制造业中应用在制造业中应用在制造业中应用在制造业中应用 前景前景厂家顾客系统功能产品建模数据维护产品上传展厅建模客户管理信息维护产品维护展厅维护生产管理展厅维护信息浏览产品浏览展厅浏览购物车咨询台购物导航系统维护定制订
9、单执行2/1/2023四、关键技术四、关键技术2/1/2023关键技术关键技术n3D建模技术 web的三维虚拟校园 语言 VRML JAVA3D OpenGL Direct3D工具 如3DS 图像重建 2D照片的3D模型重建 n实时绘制技术 数据量庞大的大规模场景 高性能计算机 图形工作站 算法 多细节层次模型和多分辨率技术等 全景图中添加3D模型 漫游技术 光照系统 2/1/2023关键技术关键技术n交互技术 交互性能是VR技术水平重要标志 技能培训沉浸式VR多用户分布式虚拟环境实验系统 可听化技术 多用户远程语音交流 语音识别和合成agent技术 人文关怀 实现多用户环境和协同基础 n图形压缩技术及网络技术 实时、动态VR要求海量的图形、图像数据网络带宽 n人体动画和虚拟生命的实现 拓展和集成VR功能2/1/2023欢迎提问题欢迎提问题谢 谢！2/1/2023