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1、YCF（中职）虚拟现实技术与应用【03】1-2-2 沉浸式虚拟现实系统 电子课件虚拟现实技术与应用沉浸式虚拟现实系统1.2 虚拟现实技术分类l 沉浸式虚拟现实系统要求用户戴上立体显示头盔、数据手套、数据衣等，使用户在与计算机产生的三维图形交互中，形成一个虚拟的三维环境。用户在这个三维虚拟环境中，可以行走、飞行运动，可以多感知地如：视觉、听觉、力觉、触觉等与三维虚拟物体交互，其真实性感觉或效果，与人在现实环境中相类似。由于虚拟现实把人在三维虚拟世界中的感觉和行为现实化，因此把这样的虚拟现实系统称为沉浸式虚拟现实系统（Immersive VR System）。1.2.2 沉浸式虚拟现实系统图1-1
2、1 沉浸式虚拟现实系统要求用户戴上立体显示头盔1.2 虚拟现实技术分类l 沉浸式虚拟现实系统利用封闭的三维立体视景和音响系统，使得用户“进入”计算机系统所产生的虚拟世界中，从而产生身临其境的效果。这是一类较高级的虚拟现实系统，它把用户的个人视点完全沉浸到虚拟世界中。按照沉浸式虚拟现实设备的不同，沉浸式虚拟现实系统又可分为基于头盔显示器的虚拟现实系统，和基于多屏显示或投影的空穴形沉浸式虚拟现实系统：环幕式、工作墙、全息工作台、球形等。1.2.2 沉浸式虚拟现实系统图1-11 沉浸式虚拟现实系统包括头盔显示器的虚拟现实系统和空穴形沉浸式虚拟现实系统1.2 虚拟现实技术分类l 基于头盔显示器沉浸式虚
3、拟现实系统利用各种头盔显示器把人的视觉、听觉和其他感觉封闭在一起，通过数据手套、头部跟踪器（砣螺仪）、重力感应等交互装置，使用户完全置于计算机生成的环境中，从而产生一种身在虚拟环境中的错觉。计算机通过用户所戴的数据手套和跟踪器可以测试出用户的运动和姿态，并将测得的数据反馈到生成的视景中，产生身临其境的效果。1.2.2 沉浸式虚拟现实系统图1-12 基于头盔沉浸式虚拟现实系统 1.2 虚拟现实技术分类l CAVE（Cave Automatic Virtual Environment）空穴形沉浸式虚拟现实系统，在外形上是使用投影系统，围绕着观察者具有多个图像画面的虚拟现实系统，多个投影面组成一个空
4、间结构。理论上CAVE是基于计算机图形学把高分辨率的立体投影技术和三维计算机图形技术、音响技术、传感器技术等有机结合，产生一个供多人使用的完全沉浸的虚拟环境。1.2.2 沉浸式虚拟现实系统图1-12 空穴形沉浸式虚拟现实系统 1.2 虚拟现实技术分类l CAVE是由三个后投影屏作墙，一个下投影屏作地板形成的一个封闭的空间。高分辨率投影仪以120Hz的场刷新率显示计算机生成的立体图像，同时，计算机控制的放大器通过扬声器网转播所选定的声音。在CAVE环境中，用户（一人或多人）感到被高分辨率的三维图像、声音所彻底包围，体验到沉浸入虚拟环境的强烈感觉。l 较早的一个实际系统是“壁橱式大教堂”（the
5、Closet Cathedral），它能够使实际处于较小空间的观众，产生处于极其广阔的环境中的印象。1.2.2 沉浸式虚拟现实系统图1-13 空穴形沉浸式虚拟现实系统 1.2 虚拟现实技术分类l 在CAVE虚拟环境中，用户就可实现交互的探索，体验到实时的体感回应。l CAVE的典型应用包括交互式分子造型、未来科学探索的可视化、声音模拟、机械制造、建筑设计、天气模拟及医学造型等。CAVE沉浸式虚拟现实系统，如图1-14所示。1.2.2 沉浸式虚拟现实系统图1-14 在空穴形沉浸式虚拟现实系统中，体验到实时的体感回应 1.2 虚拟现实技术分类l 在CAVE中，观察者视点位置通过位置传感器实时反馈给计算机，计算机实时生成各屏幕的图像，然后在各屏幕上计算出立体图像，观察者戴上立体眼镜就可以看到三维空间立体效果，体验身临其境的感觉。l 如果系统中配备三维交互跟踪设备，观察者不需移动，只要操作手上的按钮，就可以大范围地调节观察范围，真正体验在空间中诸如“漫游”、“飞行”等特殊效果，这些特殊效果和感觉在非CAVE系统中是无法体验的。1.2.2 沉浸式虚拟现实系统图1-14 在空穴形沉浸式虚拟现实系统中，体验到实时的体感回应 谢 谢 观 看