,Animation School of CUC,*,Animation School of CUC,1,虚拟现实的概念、特点和种类,什么是虚拟现实,虚拟现实的特点,虚拟现实的种类,AnimationSchoolofCUC,2,虚拟,现,现实,是,是一,门,门综,合,合技,术,术,以计,算,算机,技,技术,为,为主,综合,利,利用,计,计算,机,机图,形,形、,图,图像,、,、可,视,视化,、,、人,机,机交,互,互、,人,人工,智,智能,、,、计,算,算机,网,网络,、,、高,性,性能,计,计算,等,等许,多,多领,域,域的,技,技术,，,，是,一,一个,复,复杂,而,而庞,大,大的,系,系统,生成,一,一个,逼,逼真,的,的三,维,维视,觉,觉、,触,触觉,以,以及,嗅,嗅觉,等,等感,觉,觉世,界,界,让用,户,户可,以,以从,自,自己,的,的视,点,点出,发,发，,利,利用,自,自身,的,的功,能,能和,一,一些,设,设备,对所,产,产生,的,的虚,拟,拟世,界,界这,一,一客,体,体进,行,行浏,览,览和,交,交互,式,式考,察,察,什么,是,是虚,拟,拟现,实,实,AnimationSchoolofCUC,3,虚拟,现,现实,的,的特,点,点,虚拟,现,现实,有,有三,大,大特,点,点：,浸,浸沉,感,感、,交,交互,性,性和,构,构想,性,性,由于,三,三者,的,的英,文,文名,称,称均,以,以“,I”,打头,，,，又,被,被称,为,为,3“I”,特性,浸沉,感,感指,的,的是,人,人浸,沉,沉在,虚,虚拟,环,环境,中,中，,具,具有,和,和在,真,真实,环,环境,中,中一,样,样的,感,感觉,交互,性,性指,在,在虚,拟,拟环,境,境中,体,体验,者,者不,是,是被,动,动地,感,感受,，,，而,是,是可,以,以通,过,过自,己,己的,动,动作,改,改变,感,感受,的,的内,容,容,构想,性,性指,虚,虚拟,的,的环,境,境是,人,人构,想,想出,来,来的,，,，因,而,而可,用,用以,实,实现,一,一定,目,目标,的,的用,途,途,Immersion,Interaction,Imagination,Animation SchoolofCUC,4,虚拟现实,的,的种类,虚拟现实,系,系统按其,功,功能高低,大,大体可分,为,为四类：,一、桌面,虚,虚拟现实,系,系统,也称窗口,中,中的,VR,。它可以,通,通过桌上,型,型机实现,，,，所以成,本,本较低，,功,功能也最,简,简单，主,要,要用于,CAD,、,CAM,、建筑设,计,计、桌面,游,游戏等领,域,域,二、沉浸,式,式虚拟现,实,实系统,如各种用,途,途的体验,器,器，使人,有,有身临其,境,境的感觉,，,，各种培,训,训、演示,以,以及高级,游,游戏等用,途,途均可用,这,这种系统,Animation SchoolofCUC,5,虚拟现实,的,的种类,虚拟现实,系,系统按其,功,功能高低,大,大体可分,为,为四类：,三、分布,式,式虚拟现,实,实系统,它在因特,网,网环境下,，,，充分利,用,用分布于,各,各地的资,源,源，协同,开,开发各种,虚,虚拟现实,应,应用。它,通,通常是沉,浸,浸式虚拟,现,现实系统,的,的发展，,也,也就是把,分,分布于不,同,同地方的,沉,沉浸式虚,拟,拟现实系,统,统，通过,互,互联网连,接,接起来，,共,共同实现,某,某种用途,四、增强,现,现实又称,混,混合现实,系,系统,它把真实,环,环境和虚,拟,拟环境结,合,合起来，,既,既可减少,构,构成复杂,真,真实环境,的,的开销（,虚,虚拟环境,取,取代部分,真,真实环境,）,），又可,对,对实际物,体,体进行操,作,作（真实,环,环境取代,部,部分虚拟,环,环境），,达,达到了亦,真,真亦幻的,境,境界，是,今,今后发展,的,的方向,AnimationSchool of CUC,6,虚拟现,实,实的软,硬,硬件环,境,境,在硬件,方,方面需,要,要有以,下,下几种,设,设备的,支,支持：,1.,跟,跟踪系,统,统：确,定,定参与,者,者的头,、,、手和,身,身躯的,位,位置2.,触,触觉系,统,统：提,供,供力与,压,压力的,反,反馈,3.,音,音频系,统,统：提,供,供立体,声,声源和,判,判定空,间,间位置,4.,图,图像生,成,成和现,实,实系统,：,：产生,视,视觉图,像,像和立,体,体现实,5.,高,高性能,计,计算处,理,理系统,：,：高处,理,理速度,、,、大容,量,量、强,联,联网特,性,性,AnimationSchool of CUC,7,虚拟现,实,实的软,硬,硬件环,境,境,在软件,方,方面，,要,要一个,虚,虚拟环,境,境工具,集,集或虚,拟,拟环境,“,外壳,”,它至少,应,应该具,有,有以下,功,功能：,1.,能,能够接,受,受各种,高,高性能,传,传感器,的,的信息,，,，如头,盔,盔的跟,踪,踪信息2.,能,能生,成,成立体,的,的现实,图,图形,3.,能,能把各,种,种数据,库,库（如,地,地形地,貌,貌数据,库,库、物,体,体形象,数,数据库,等,等）、,各,各种,CAD,软件进,行,行调用,和,和互联,的,的集成,环,环境,AnimationSchool of CUC,8,虚拟,现,现实,的,的关,键,键技,术,术,大规,模,模数,据,据的,场,场景,建,建模,技,技术,动态,实,实时,的,的立,体,体视,觉,觉、,听,听觉,等,等生,成,成技,术,术,三维,定,定位,、,、方,向,向跟,踪,踪、,触,触觉,反,反馈,等,等传,感,感技,术,术和,设,设备,符合,人,人类,认,认知,心,心理,的,的三,维,维自,然,然交,互,互技,术,术,三维,交,交互,软,软件,及,及系,统,统集,成,成技,术,术等,AnimationSchoolofCUC,9,虚拟,现,现实,技,技术,的,的最,新,新进,展,展,1）,使,使用,基,基于,图,图像,的,的绘,制,制技,术,术,或与,图,图形,绘,绘制,相,相结,合,合，,以,以提,高,高图,形,形生,成,成的,速,速度,；,；,2）,各,各种,新,新的,交,交互,设,设备,譬如,三,三维,力,力反,馈,馈设,备,备，,美,美国,SensableTech,公司,的,的,PHANTOM,系统,等,等,3）,增,增强,现,现实,（,（,AugmentedReality）,也称,混,混合,现,现实,，,，它,是,是将,真,真实,环,环境,和,和虚,拟,拟现,实,实的,景,景象,结,结合,起,起来,的,的一,种,种技,术,术，,既,既可,减,减少,生,生成,复,复杂,环,环境,的,的开,销,销，,又,又便,于,于对,实,实际,物,物体,的,的操,作,作,AnimationSchoolofCUC,10,虚拟,现,现实,技,技术,的,的最,新,新进,展,展,4）分布式虚拟,现,现实环境,在互联网环境下,，,，充分利用各地,的,的资源优势，协,同,同开发虚拟现实,的,的应用，如美国,大,大型军用交互仿,真,真系统及互联网,上,上的多人游戏等,5）多通道人机,交,交互技术,采用人体多种自,然,然交互手段向系,统,统输入，如手势,、,、语音、身体动,作,作等,Animation School of CUC,11,互联网络上的虚,拟,拟现实技术,互联网/网络的,基,基础上，把各种,信,信息变为虚拟现,实,实的所有技术,在已经普及的文,字,字、图像以及动,画,画为主的互联网,环,环境中，引入三,维,维技术,当前，以网络/,互,互联网为基础的,虚,虚拟现实技术，,大,大约有20余种,又可划,分,分为几,个,个范畴,一个是,以,以图像,为,为基础,的,的,Panorama,技术,QuicktimeVR,就是这,种,种技术,一个是,以,以 3,D,网格,为,为基,础,础的,Web3D,技术,像,Cult3D,，,Virtools,，,VRML,，,X3D,等都,属,属于,这,这个,范,范畴,AnimationSchoolofCUC,12,虚拟,建,建筑,场,场景,漫,漫游,技,技术,及,及其,应,应用,1.,真,真实,建,建筑,场,场景,的,的虚,拟,拟漫,游,游,这种,虚,虚拟,漫,漫游,的,的最,大,大特,点,点是,：,：被,漫,漫游,的,的对,象,象是,客,客观,真,真实,存,存在,的,的，,只,只不,过,过是,异,异地,虚,虚拟,漫,漫游,形,形式,而,而已,，,，同,时,时，,漫,漫游,对,对象,制,制作,是,是基,于,于对,象,象的,真,真实,数,数据,2.,虚,虚拟,建,建筑,场,场景,的,的虚,拟,拟漫,游,游,虚拟,建,建筑,是,是指,客,客观,上,上并,不,不存,在,在是,完,完全,虚,虚构,的,的，,或,或者,虽,虽有,设,设计,数,数据,但,但尚,未,未建,造,造的,建,建筑,物,物。,虚,虚拟,建,建筑,场,场景,漫,漫游,是,是一,种,种应,用,用越,来,来越,广,广泛,、,、前,景,景十,分,分看,好,好的,技,技术,领,领域,。,。在,建,建筑,设,设计,、,、城,乡,乡规,划,划、,室,室内,装,装潢,等,等建,筑,筑行,业,业，,在,在虚,拟,拟战,争,争演,练,练场,和,和作,战,战指,挥,挥模,拟,拟训,练,练方,面,面，,在,在游,戏,戏设,计,计与,娱,娱乐,行,行业,，,，乃,至,至在,促,促进,未,未来,新,新艺,术,术形,式,式诞,生,生等,方,方面,，,，它,都,都大,有,有用,武,武之,地,地，,而,而且,代,代表,着,着这,些,些行,业,业的,新,新技,术,术和,新,新水,平,平,（1,）,）建,筑,筑设,计,计、,城,城乡,规,规划,中,中和,新,新型,房,房地,产,产虚,拟,拟广,告,告,（2,）,）电,脑,脑游,戏,戏,（3,）,）虚,拟,拟战,争,争演,练,练场,和,和作,战,战指,挥,挥模,拟,拟训,练,练,AnimationSchoolofCUC,13,真实,名,名胜,景,景观,的,的虚,拟,拟观,光,光旅,游,游,这种,虚,虚拟,漫,漫游,可,可以,使,使游,客,客足,不,不出,户,户地,游,游历,世,世界,各,各地,名,名胜,和,和风,光,光,异地,漫,漫游,的,的对,象,象，,除,除久,负,负盛,名,名的,名,名胜,和,和宏,伟,伟建,筑,筑群,等,等景,物,物景,点,点以,外,外，,还,还包,括,括被,进,进行,虚,虚拟,漫,漫游,式,式检,查,查的,管,管道,纵,纵横,的,的复,杂,杂车,间,间和,厂,厂房,因此，制作虚,拟,拟漫游对象时,，,，对真实数据,的,的测量精确度,要,要求很高,在名胜景点虚,拟,拟漫游系统的,开,开发方面，我,国,国制作的敦煌,莫,莫高窟博物馆,参,参观系统、中,国,国的故宫以及,西,西湖风光虚拟,游,游览系统都具,有,有一定代表性,Animation School of CUC,14,真实名胜景观,的,的虚拟观光旅,游,游,值得一提的是,于,于2003年,完,完成的故宫,VR,紫禁城天子,的,的宫殿项目,安装在故宫博,物,物院的,SGI RealityCenter,是一个沉浸式,剧,剧场，可容纳54位观赏者,，,，高分辨率的,图,图像投射在50 英尺宽,、,、14 英尺,高,高的弧形屏幕,上,上，三台,BarcoGalaxyWARP,立体,DLP,投影机以一个,三,三管道的,Onyx 3800 InfiniteRealit,y 4,系统和千兆专,用,用纹理库为驱,动,动，将高分辨,率,率的图像逼真,地,地投射在屏幕,上,上。参观者能,够,够在虚拟的紫,禁,禁城中自由翱,翔,翔借助操,控,控器可以漫游,于,于康乾盛世的,紫,紫禁城，最近,距,距离地观看太,和,和殿的全景,AnimationSchool ofCUC,15,真实地形地,景,景虚拟漫游,广义地说，,真,真实地形地,景,景虚拟漫游,和