虛擬現(xiàn)實技術及其應用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

1、2022-1-30 虛擬現(xiàn)實技術及其應用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢WU Fangsheng2022-1-30計算機交互和顯示發(fā)展n目標: 終極顯示 Ultimate Display1965 Ivan Sutherland 1968 A head-mounted three-dimensional displayn實際: GUI 以及多媒體交互 缺乏身臨其境 缺乏真實感 交互功能不強2022-1-30二、虛擬現(xiàn)實技術簡介Virtual Reality Technology,VR2022-1-30虛擬現(xiàn)實技術簡介虛擬現(xiàn)實技術簡介n80年代后期出現(xiàn)n新型的人機接口 沉浸其中、超越其上、進出自如、交互作用的多維信

2、息空間n由多媒體與仿真技術相結合而產(chǎn)生的一種交互技術，可創(chuàng)造一種身臨其境、完全真實的虛擬環(huán)境(Virtual Environment,VE)。 2022-1-30虛擬現(xiàn)實技術簡介虛擬現(xiàn)實技術簡介 表現(xiàn)形式n沉浸式頭盔式三維立體顯示器數(shù)據(jù)手套立體聲耳機高性能計算機（圖形工作站）等特殊設備豐富的視覺、聽覺、觸覺及嗅覺信息n非沉浸式傳統(tǒng)的標準設備軟件技術豐富的視覺和聽覺信息經(jīng)濟、便利2022-1-30虛擬現(xiàn)實技術簡介虛擬現(xiàn)實技術簡介 設備2022-1-30虛擬現(xiàn)實技術簡介虛擬現(xiàn)實技術簡介 典型類型n桌面VR 常規(guī)計算機顯示器來呈現(xiàn)虛擬世界 n視頻映射用戶輪廓影象作為視頻+二維計算機圖形=屏幕顯示用戶

3、身體和虛擬世界交互過程 n遙現(xiàn) 用戶的感覺和真實世界中的遠程傳感器連接起來 消防人員使用遠程操作車輛處理危險 外科醫(yī)生使用連著電纜的小工具進行外科手術 n混合 計算機圖形+遙現(xiàn)輸入+用戶看到的真實世界腦外科醫(yī)生看到真實圖像、CT掃描圖像、實時超聲圖 2022-1-30虛擬現(xiàn)實技術簡介虛擬現(xiàn)實技術簡介 優(yōu)勢n利用VR技術，根據(jù)現(xiàn)實世界中存在的數(shù)據(jù)，計算機可生成交互式三維虛擬環(huán)境，從而實現(xiàn)視覺、聽覺、觸覺及嗅覺等感覺形式n不僅使參與者能夠感到由景物或模型組成的虛擬環(huán)境十分逼真地存在，而且能實時準確地響應參與者的操作和行為，達到身臨其境的感覺n對現(xiàn)實世界的虛擬表達方式具有直觀、自然、真實的特點，既可

4、以虛擬實現(xiàn)真實物體，也可以虛擬實現(xiàn)抽象模型 nVR在航空航天、軍事、醫(yī)學、設計、藝術、娛樂等領域已得到廣泛的應用 2022-1-30三、VR的典型應用2022-1-30VR在教學中應用n現(xiàn)狀人口多，區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展不平衡，窮國辦大教育資源共享 名師工程多媒體教學 現(xiàn)代教育技術 遠程教育nVR的應用現(xiàn)狀 各課程的實驗 物理碰撞，分子運動，天體運行 直觀 參與感 激發(fā)學習積極性 創(chuàng)造能力，實踐能力的培養(yǎng)2022-1-30VR在教學中應用在教學中應用 前景n個性化 學習伙伴系統(tǒng) 指導和輔導n合作能力 多人協(xié)作 研討n創(chuàng)新能力 動手實踐 探索n不受時間空間限制，學習輔導，終身學習n分布式多用戶協(xié)同學習的虛

5、擬環(huán)境2022-1-30VR在電子商務中應用n現(xiàn)狀網(wǎng)絡 電子商務 商品展示和介紹：文字、圖片、動畫nVR的應用現(xiàn)狀 產(chǎn)品3D展示，動畫，全景圖瀏覽 初步的導購、語音功能 缺乏身臨其境，產(chǎn)品的互動，購物的真實體驗2022-1-30VR在電子商務中應用在電子商務中應用 前景n產(chǎn)品定制 海爾家電，服裝，房產(chǎn)n真實展示 產(chǎn)品3D真實感n購物體驗 多人參與導購，顧客 購物環(huán)境3D虛擬n數(shù)字虛擬商城 規(guī)模不受限制 重裝修成本小 不受時空限制 居家購物 及時調(diào)整庫存、分析顧客心理 體現(xiàn)個性化，人性化，人文化2022-1-30VR在電子商務中應用在電子商務中應用 實例2022-1-30VR在城市規(guī)劃建設中應用

6、n現(xiàn)狀在城市發(fā)展中占有至關重要的地位城市發(fā)展戰(zhàn)略、區(qū)域功能以及生存環(huán)境 居民生活方式和質量管理體制 自上而下命令式、強制控制等級式 忽視公眾參與畫圖和利用木頭、紙板等制作成精細城市模型nVR的應用現(xiàn)狀電子沙盤 虛擬城市模型 Internet、多媒體技術、GIS技術和虛擬現(xiàn)實技術 虛擬城市、賽博（Cyber）城市和數(shù)字城市 2022-1-30VR在城市規(guī)劃建設中應用在城市規(guī)劃建設中應用 典型應用2022-1-30VR在城市規(guī)劃建設中應用在城市規(guī)劃建設中應用 典型應用2022-1-30VR在城市規(guī)劃建設中應用在城市規(guī)劃建設中應用 前景n利用VR技術，GIS功能更加完善n公眾可以參與n多專家異地參與

7、n城市宣傳，向導n虛擬城市VRGIS2022-1-30VR在制造業(yè)中應用n現(xiàn)狀開發(fā) 設計CAD 商務 市場銷售 展銷 電子商務nVR的應用現(xiàn)狀 3D虛擬設計、虛擬制造 展銷 實物2022-1-30VR在制造業(yè)中應用在制造業(yè)中應用 前景n個性化需要n市場反饋及時n設計高效率n分布式協(xié)同CAD系統(tǒng)n虛擬產(chǎn)品展示和定制系統(tǒng) 2022-1-30VR在制造業(yè)中應用在制造業(yè)中應用 前景廠家顧客系統(tǒng)功能產(chǎn)品建模數(shù)據(jù)維護產(chǎn)品上傳展廳建?？蛻艄芾硇畔⒕S護產(chǎn)品維護展廳維護生產(chǎn)管理展廳維護信息瀏覽產(chǎn)品瀏覽展廳瀏覽購物車咨詢臺購物導航系統(tǒng)維護定制訂單執(zhí)行2022-1-30四、關鍵技術2022-1-30關鍵技術n3D建模技術 web的三維虛擬校園 語言 VRML JAVA3D OpenGL Direct3D工具 如3DS 圖像重建 2D照片的3D模型重建 n實時繪制技術 數(shù)據(jù)量龐大的大規(guī)模場景 高性能計算機 圖形工作站 算法 多細節(jié)層次模型和多分辨率技術等 全景圖中添加3D模型 漫游技術 光照系統(tǒng) 2022-1-30關鍵技術n交互技術 交互性能是VR技術水平重要標志 技能培訓沉浸式VR多用戶分布式虛擬環(huán)境實驗系統(tǒng) 可聽化技術