虛擬現(xiàn)實技術(shù)考試地的題目及詳解

1、虛擬現(xiàn)實技術(shù)試題（一）1、虛擬現(xiàn)實是一種高端人機接口，包括通過視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺等多種感覺通道的實時模擬和實時交互。2、虛擬現(xiàn)實與通常CAD系統(tǒng)所產(chǎn)生的模型以及傳統(tǒng)的三維動畫是不一樣的。3、虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)該具備的三個特征:Immersion（沉浸）Interaction（交互）Imagination（想象）4、一個典型的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的組成主要由頭盔顯示設(shè)備多傳感器組力反饋裝置5、從虛擬現(xiàn)實技術(shù)的相關(guān)概念可以看出，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在人機交互方面有了很大的改進。常被稱之為“基于自然的人機界面”計算機綜合技術(shù)，是一個發(fā)展前景非常廣闊的新技術(shù)。6、根據(jù)虛擬現(xiàn)實對“沉浸性”程度和交互程度的不同，可

2、把虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)劃分為四種典型類型沉浸式桌面式增強式分布式。7、有關(guān)虛擬現(xiàn)實的輸入設(shè)備主要分為兩類。三維位置跟蹤器8、在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的輸入設(shè)部分，基于自然交互設(shè)備主要有力反饋設(shè)備數(shù)據(jù)手套三維鼠標(biāo).9、三維定位跟蹤設(shè)備是虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中關(guān)鍵設(shè)備之一，一般要跟蹤參與對象的寬度、高度、深度、俯仰角（pitch）、轉(zhuǎn)動角（yaw）和偏轉(zhuǎn)角（roll），我們稱為6自由度（6DOF）。10、空間位置跟蹤技術(shù)有多種，常見的跟蹤系統(tǒng)有機械跟蹤器電磁跟蹤器超聲波跟蹤器慣性跟蹤器光學(xué)跟蹤器。11、所謂力反饋，是運用先進的技術(shù)手段將虛擬物體的空間無能運動轉(zhuǎn)變成物理設(shè)備的機械運動，使用戶能夠體驗到真實的力度感和方向感，從

3、而提供一個嶄新的人機交互界面。該項技術(shù)最早應(yīng)用于尖端醫(yī)學(xué)和軍事領(lǐng)域。12、立體顯示技術(shù)是虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的一種極為重要的支撐技術(shù)。要實現(xiàn)立體的顯示?，F(xiàn)已有多種方法與手段進行實現(xiàn)。主要有互補色偏振光時分式光柵式真三維顯示.12、正是由于人類兩眼的視差，使人的大腦能將兩眼所得到的細微差別的圖像進行融合，從而在大腦中產(chǎn)生有空間感的立體物體視覺。13、HMD（Head_Mounted_Display），頭盔式顯示器，主要組成是顯示元件光學(xué)系統(tǒng)14、洞穴式立體顯示裝置（CAVEComputerAutomaticVirtualEnviroment）系統(tǒng)是一套基于高端計算機的多面式的房間式立體投影解決方案,CA

4、VE主要組成由高性能圖形工作站投影設(shè)備跟蹤系統(tǒng)聲音系統(tǒng)。13、三維視覺建模又可細分為幾何建模、物理建模、行為建模技術(shù),分別是基于物體的幾何信息來描述物體模型的建模方法、涉及到物體的物理屬性，行為建模反映研究對象的物理本質(zhì)及其內(nèi)在的工作原理。14、在真實感實時繪制技術(shù)中，為了提高顯示的逼真度，加強真實性，常利用的方法有紋理映射反走樣環(huán)境映射。15、在基于幾何圖形的實時繪制技術(shù)實現(xiàn)過程中，目前有下面幾種用來降低場景的復(fù)雜度，以提高三維場景的動態(tài)顯示速度的方法：預(yù)測計算法、脫機計算法、3D剪切法、可見消隱法、細節(jié)層次模型法。其中細節(jié)層次模型法應(yīng)用較為普遍。16、為了保證虛擬環(huán)境的真實性，常需要對虛擬

5、物體進行碰撞檢測，實現(xiàn)方法有多種，但其中的層次包圍盒法方法是碰撞檢測算法中廣泛使用的一種方法，它是解決碰撞檢測問題復(fù)雜性的一種有效方法。實時繪制技術(shù)場景簡化快速消隱紋理化對象限時繪制17、VRML(VirtualRealityModelingLanguage)即虛擬現(xiàn)實建模語言。是一種用于建立真實世界的場景模型或人們虛構(gòu)的三維世界的場景建模語言，也具有平臺無關(guān)性。18、分布式虛擬現(xiàn)實(DistributedVirtualReality,DVR):位于不同物理位置的多個用戶或多個虛擬環(huán)境通過網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)結(jié),19、HMD:頭盔顯示器是虛擬現(xiàn)實應(yīng)用中的3DVR圖形顯示與觀察設(shè)備，可單獨與主機相連以接受來

6、自主機的3DVR圖形信號。20、簡述虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中有哪些主要技術(shù)？1立體顯示技術(shù)2環(huán)境建模技術(shù)3真實感圖形繪制技術(shù)4三維虛擬聲音的實現(xiàn)技術(shù)5自然交互與傳感技術(shù)6實時碰撞檢測技術(shù)VR系統(tǒng)的典型硬件組成：顯示和觀察設(shè)備交互設(shè)備傳感設(shè)備三維立體聲系統(tǒng)三維數(shù)據(jù)獲取設(shè)備虛擬現(xiàn)實技術(shù)試題(二)選擇題：1、虛擬現(xiàn)實的本質(zhì)特征：沉浸感交互性想象性2、沉浸感是最弱的,是虛擬現(xiàn)實最重要的技術(shù)特征。3、視覺感知設(shè)備：頭盔顯示器；立體眼鏡顯示系統(tǒng)；洞穴式立體顯示系統(tǒng)；響應(yīng)工作臺立體顯示系統(tǒng)；墻式立體顯示系統(tǒng)；裸體立體顯示系統(tǒng)。4、電磁式位置跟蹤設(shè)備可分為交流電發(fā)射器型與直流電發(fā)射器型。5、觸覺反饋設(shè)備：充氣式觸覺反饋

7、裝置；振動式觸覺反饋裝置；視覺式觸覺反饋裝置；電刺激式觸覺反饋裝置；神經(jīng)肌肉刺激式觸覺反饋裝置。6、虛擬對象建模：幾何建模、圖像建模、圖像與幾何相結(jié)合建模、視覺外觀設(shè)計。7、分形技術(shù)屬于物理建模。8、虛擬環(huán)境建模：物理建模、行為建模、運動建模、聲音建模。9、幾何建模的方法：多邊形；非統(tǒng)一有理B樣條；構(gòu)造立體幾何。10、碰撞檢測的方法：直接檢測法；包圍盒檢測法；分割檢測法；Lin-Canny檢測法。名詞解釋:虛擬現(xiàn)實技術(shù)：虛擬環(huán)境是人工構(gòu)造的，存在于計算機內(nèi)部的環(huán)境。用戶應(yīng)該能夠以自然的方式與這個環(huán)境交互（包括感知環(huán)境并干預(yù)環(huán)境），從而產(chǎn)生置身于相應(yīng)的真實環(huán)境中的虛幻感，沉浸感，身臨其境的感覺的

8、一種技術(shù)。LOD技術(shù)：即LevelOfDetails，細節(jié)層次。我們用LOD來描述一個物體在不同的距離上進行渲染時可選的細節(jié)程度。在不影響畫面視覺效果的條件下，通過逐次簡化景物的表面細節(jié)來減少場景的幾何復(fù)雜性，從而提高繪制算法效率的技術(shù)。消隱技術(shù)：就是要解決形體的二義性問題，通過消隱線或消隱面方法，提高圖形的真實感的技術(shù)。要消除二義性，必須在繪制時消除被遮擋的不可見的線或面，稱作消除隱藏線或隱藏面，或簡稱為消隱。消隱技術(shù)就是給定一組三維對象及投影方式（視見約束），判定線、面或體的可見性的過程。景深技術(shù)：指被攝景物中能產(chǎn)生較為清晰影像的最近點至最遠點的距離。簡答題：1 .關(guān)于行為建模、行人的運動

9、建模有哪些？行為建模：基于Agent的行為建模，基于狀態(tài)圖的行為建模，基于物理的行為建模，基于特征的行為建模和基于事件驅(qū)動的行為建模。行人的運動建模有典型代表性模型有：元胞自動機模型、磁力場模型、社會力模型以及排隊論模型等。2 .光照模型反射和透射的光則進入我們的視覺系統(tǒng)，我們便看見物體。為此，我們需要了解已知物理形態(tài)和光源性質(zhì)的條件下，計算物體的光照效果的數(shù)學(xué)模型。最常使用的表面明暗光滑法的方法有兩種：gourand方法和phong模型。Phong模型：phong光滑發(fā)不是采用亮度插值，二十采用法線方向插值。然后，按照插值后每一點的法線方向，用光照模型求其亮度。用phong方法可以產(chǎn)生很好地

10、鏡面反射的高光效果，真實感更強，但同時，計算工作量也大。3 .紋理映射過程：當(dāng)光柵化程序檢索到對應(yīng)的紋理像素的顏色后，用它來改變明暗模型中的像素顏色。這個過程成為調(diào)制，用紋理顏色乘以幾何處理引擎輸出的表面顏色。4 .消隱技術(shù)分類：包圍盒技術(shù)、空間分割技術(shù)論述題：關(guān)于虛擬現(xiàn)實的構(gòu)成部分，應(yīng)用方向發(fā)展方向？構(gòu)成部分：計算機：是系統(tǒng)的心臟，也稱之為虛擬世界的發(fā)動機。負(fù)責(zé)虛擬世界的生成、人與虛擬世界的自然交互等功能的實現(xiàn)輸入與輸出設(shè)備（接口）：特殊的設(shè)備，用以識別用戶各種形式的輸入，并實時生成相應(yīng)反饋信息應(yīng)用軟件：虛擬世界中物體的幾何模型、物理模型、運動模型的建立；三維虛擬立體聲的生成；模型管理技術(shù)及

11、實時顯示技術(shù)、虛擬世界數(shù)據(jù)庫的建立與管理等數(shù)據(jù)庫：存放整個虛擬世界中所有物體的各方面信息。發(fā)展方向：動態(tài)環(huán)境建模技術(shù)；實時三維圖形生成和顯示技術(shù)；新型人機交互設(shè)備的研制；智能化語音虛擬現(xiàn)實建模；網(wǎng)絡(luò)分布式虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究與應(yīng)用。常見的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)？仿真駕駛系統(tǒng)；軍事作戰(zhàn)系統(tǒng)；醫(yī)學(xué)；虛擬城市系統(tǒng)。實際生活中缺少的應(yīng)用難點，導(dǎo)致因素：成本高虛擬現(xiàn)實技術(shù)試題（三）一.填空題1 .虛擬現(xiàn)實技術(shù)的三大基本特征：交互性，沉浸感，想象力。2 .虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類：桌面式VR系統(tǒng)、沉浸式VR系統(tǒng)、增強式VR系統(tǒng)、分布式VR系統(tǒng)3 .虛擬現(xiàn)實技術(shù)：利用計算機生成一種模擬環(huán)境，并通過多種專用設(shè)備使用戶“投入”到

12、該環(huán)境中，實現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進行自然交互的技術(shù)。4 .一個典型的VR系統(tǒng)主要由計算機軟、硬件系統(tǒng)（包括VR軟件和VR環(huán)境數(shù)據(jù)庫）和VR輸入、輸出設(shè)備等組成。5 .VR系統(tǒng)中常用的立體顯示設(shè)備可分為固定式、頭盔式和手持式3大類.6 .跟蹤定位設(shè)備：1、電磁波跟蹤器2、超聲波跟蹤器3、光學(xué)跟蹤器4、機械慣性其他類型跟蹤器7 .建模軟件：3dsMax、Maya及Creator等8 .影響實時動態(tài)現(xiàn)實的決定性因素（1）數(shù)據(jù)空間和視頻圖像的好壞，（2）等待時間是實時動態(tài)繪制技術(shù)的另一個關(guān)鍵指標(biāo)9 .常用實時動態(tài)現(xiàn)實的方法有：場景分塊，可見消隱，細節(jié)選擇10 .VRML源程序文件主要由VRML文件頭、造

13、型、腳本以及路由等構(gòu)成11 .VRML的空間坐標(biāo)系：X軸的正向水平向右，Y軸的正向垂直向上，Z軸的正向垂直向前12 .VRML描述旋轉(zhuǎn)等角度的計量單位是弧度。13 .VRML使用紅綠藍（RGB）顏色：0.0值表示該顏色被關(guān)閉，1.0值表示該顏色完全打開。14 .Shape（形狀）節(jié)點的功能是創(chuàng)建一個Geometry域（集合屬性），appearance域（包含一個appearance節(jié)點）指定的材質(zhì)和紋理等外觀屬性應(yīng)用到geometry域的造型節(jié)點上。15 .Geometry的節(jié)點有4種：Box（立方體），Cone（圓錐體），Cylinder（圓柱體），Sphere（球體）16 .VRML對節(jié)點

14、的書寫尤其要注意到大小寫。節(jié)點類型名稱第一個單詞的首字母要大寫。17 .利用Transform（變換）節(jié)點可以在VRML中隨意translation（平移）、rotation（旋轉(zhuǎn)）和scale（縮放）。18 .Text文本造型節(jié)點有四個域分別為：string（內(nèi)容）length（長度）fontStyle（外觀）和maxExtend（最大有效長度）19 .在coordindex坐標(biāo)系列表中，索引值-1用來標(biāo)記一個面坐標(biāo)索引表的結(jié)束。20 .VRML提供了3種紋理節(jié)點，包括ImageTexture（圖像紋理）節(jié)點、PixelTexture（像素紋理）節(jié)點和MovieTexture（電影紋理）節(jié)點

15、。21 .使用Group節(jié)點可以將多個相同或不同的節(jié)點進行編組，以構(gòu)造復(fù)雜造型。22 .紋理映射使用Appearance節(jié)點的texture域或textureTransform域。23 .VRML的聲音涉及兩個部分：聲源和聲音發(fā)射器。24 .可引用的聲音文件類型：WAV、MID和MPEG等3種。25 .VRML中光源節(jié)點：PointLight點光源，DirectionalLight平行光源，SpotLight錐光源26 .通過設(shè)置NavigationInfo節(jié)點headlight域的值域，關(guān)閉由VRM空間默認(rèn)提供的燈頭可以增強附加光源昌盛的光照效果。27 .動畫實現(xiàn)必備的兩個要素：一用來制作動

16、畫時間值的時鐘，另一個隨時間如何改變物體的描述。28.VRML提供了PositionInterpolator（位置）、OrientationInterpolator（朝向旋轉(zhuǎn)）、ColorInterpolator（顏色）、ScalarInterpolator（標(biāo)量）等多個插補器節(jié)點來控制動畫。29 .插補器使用關(guān)鍵時刻和關(guān)鍵值,關(guān)鍵時刻在key域中指定，關(guān)鍵值列表在keyValue域中指定。30 .TimeSensor（時間傳感器）它設(shè)置開始動畫，結(jié)束動畫和控制動畫的播放速度等屬性。31 .TouchSensor傳感器必須和感知接觸的造型節(jié)點放在同一個組節(jié)點下，否則無法正確感知事件。二.單項選

17、擇題1、網(wǎng)絡(luò)帶寬是網(wǎng)絡(luò)能夠發(fā)送數(shù)據(jù)到目的主機的（A）A、速率B、最大值C、時間D、最小值2、基于組播的系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境設(shè)計中最難的決定是在不同的組播級中劃分（B）A、數(shù)據(jù)流B、信息流C、工作流D、編碼3、（C）提供有關(guān)實體的動態(tài)位置，方向和結(jié)構(gòu)的最高層次細節(jié)。A、I/O通道B、中體通道C、全體通道D、剛體通道4、網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境劃分技術(shù)帶來的最大效率來自與通過利用一個特定服務(wù)器的客戶端問的（D）降低中間服務(wù)器間的通信開銷。A、數(shù)據(jù)流B、數(shù)據(jù)包C、信息分時D、信息定位5、下面屬于擴展幾何對象是（B）A、立方體B、圓角柱體C、幾何球體D、圓錐體6、平衡好即指任務(wù)的分配充分利用有限的（A）時間以及存儲

18、空間。A、處理器B、周期運行C、位置配制D、渲染7、二維造型的Boolean運算有三種，而Boolean對象的運算有四種，下面哪一種不屬于二維造型的Boolean運算（D）A、Union（合并）B、Subtraction（相減）C、Intersection（交集）D、Cut（刪除）8、下面不屬于對象變換的是（D）A、旋轉(zhuǎn)對象B、移動對象C、縮放對象D、組合對象9、材質(zhì)基本參數(shù)中通過三個顏色塊來控制材質(zhì)的顏色，下面屬于材質(zhì)基本參數(shù)顏色塊的是（B）A、Ambient（環(huán)境色）B、Reffection（反射色）C、Diffuse（漫反射）D、Specular（高光色）三.問答題1 .虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)

19、用領(lǐng)域：1、教育與訓(xùn)練（仿真教學(xué)與實驗、特殊教育、多種專業(yè)訓(xùn)練、應(yīng)急演練和軍事演習(xí)）2、設(shè)計與規(guī)劃3、科學(xué)計算可視化4、商業(yè)領(lǐng)域5、藝術(shù)與娛樂2,虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究目標(biāo)：消除人所處的環(huán)境和計算機系統(tǒng)之間的界限，即在計算機系統(tǒng)提供的虛擬空間中，人可以使用眼睛、耳朵、皮膚、手勢和語言等各種感覺器官直接與之發(fā)生交互，這就是虛擬環(huán)境下的自然交互技術(shù)。即為自然交互。3 .試述典型的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的工作原理一個典型的VR系統(tǒng)主要由計算機軟、硬件系統(tǒng)（包括VR軟件和VR環(huán)境數(shù)據(jù)庫）和VR輸入、輸出設(shè)備等組成。其中，計算機是VR系統(tǒng)的心臟，負(fù)責(zé)構(gòu)建虛擬世界和實現(xiàn)人機交互。VR軟件負(fù)責(zé)提供友好的人機交互界面，使用

20、戶具備實時構(gòu)建和參與虛擬世界的能力。VR輸入輸出設(shè)備用于觀察和操縱虛擬世界。用戶與虛擬世界交互的大致過程：用戶首先激活頭盔、手套和話筒等輸入設(shè)備。為計算機提供輸入信號，VR軟件收到由跟蹤器和傳感器送來的輸入信號后加以處理，然后對虛擬環(huán)境數(shù)據(jù)庫做必要的更新，調(diào)整當(dāng)前的虛擬環(huán)境場景，并將這一新視點下的三維視覺圖像以及其他（如聲音，觸覺，力反饋等）信息立即傳送到相應(yīng)的輸出設(shè)備（頭盔顯示器，耳機，數(shù)據(jù)手套等），以便用戶及時獲得多種感官上的虛擬效果。4 .發(fā)展虛擬現(xiàn)實技術(shù)的目的性他的實時三維空間表現(xiàn)能力、自然交互式的操作環(huán)境以及給人帶來的身臨其境的感覺，不但為人機交互技術(shù)開創(chuàng)了新的研究領(lǐng)域，為智能工程的

21、應(yīng)用提供了新的界面工具，為各類工程大規(guī)模數(shù)據(jù)可視化提供了新的描述方法，同時還為人們探索宏觀世界和微觀世界的運動變化規(guī)律提供了極大的便利.5 .三維虛擬聲音的特點（1）、全向三維定位特性：（在三維虛擬環(huán)境中實時跟蹤虛擬聲源的能力。使用戶準(zhǔn)確判斷精確位置，符合真實世界的聽覺方式）（2）、三維實時跟蹤特性：（三維虛擬環(huán)境中實時跟蹤虛擬聲源位置變化或虛擬影像變化的能力）6 .VR系統(tǒng)中常用的人機自然交互的技術(shù)以及他們分別適用的工作(1)手勢識別技術(shù)。適用于：導(dǎo)航、位置重置，它還適用于一些快速但不要求很精確的三維物體操作。(2)面部表情識別技術(shù)。該技術(shù)的三個步驟：表情的跟蹤，表情的編碼，表情的識別(利用

22、6種表情的簡化FACS規(guī)則進行識別)(3)眼動跟蹤技術(shù)。多被用于軍事(如飛行員觀察記錄)、閱讀以及幫助殘疾人進行交互等領(lǐng)域.7,全三維景技術(shù)的基本原理三維全景技術(shù)是日趨流行的一種視覺新技術(shù)，它的原始資料不是利用計算機生成的模擬圖像，而是利用照相機平移或旋轉(zhuǎn)所得的序列圖像樣本，通過拼接技術(shù)生成全景圖像，因而具有強烈的動感影像透視效果，并能帶來全新的真實現(xiàn)場感和交互感71.物理仿真技術(shù)需要解決的問題(1)、設(shè)計數(shù)學(xué)模型(利用數(shù)學(xué)模型來實現(xiàn)，描述虛擬對象行為和運動的一組方程式)(2)、創(chuàng)建物理屬性(從基本幾何建模出發(fā)，將時間、長度、質(zhì)量和力經(jīng)過抽象處理，與圖形學(xué)中的元素，如幀、絕對坐標(biāo)、節(jié)點和面等結(jié)合起來)(3)、實現(xiàn)碰撞檢測(對用戶和虛擬對象加以限制，防止出現(xiàn)兩個對象自由穿透的情景)8. VRML和HTML有何區(qū)別HTML(超文本標(biāo)記語言)用于定義可