計(jì)算機(jī)圖形學(xué)1.3 -計(jì)算機(jī)圖形學(xué)應(yīng)用課件

1.3計(jì)算機(jī)圖形學(xué)應(yīng)用

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造

可視化與可視計(jì)算

圖形實(shí)時(shí)繪制與自然景物仿真

計(jì)算機(jī)動(dòng)畫

圖形用戶接口

計(jì)算機(jī)藝術(shù)

娛樂

地理信息系統(tǒng)

虛擬現(xiàn)實(shí)2/3/20231蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院CAD/CAM計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在工業(yè)界最廣泛、最活躍的應(yīng)用領(lǐng)域建筑、機(jī)械結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)（結(jié)構(gòu)分析和外形設(shè)計(jì)）、布局（各種管道，電子線路），包括設(shè)計(jì)飛機(jī)、汽車、船舶的外形和發(fā)電廠、化工廠等的布局以及電子線路、電子器件等Boeing777（整體設(shè)計(jì)和模擬，其中包括飛機(jī)外型、內(nèi)部零部件的安裝和檢驗(yàn)）,無紙?jiān)O(shè)計(jì)。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的異地異構(gòu)系統(tǒng)協(xié)同設(shè)計(jì)基于工程圖紙的三維形體重建AutoCAD,GHCAD,SolidWorks,Pro/E,UG,CATIA,MDT,優(yōu)點(diǎn)：設(shè)計(jì)周期短，成本低，質(zhì)量高2/3/20232蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院CAD產(chǎn)品設(shè)計(jì)2/3/20233蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院奧迪效果圖和線框圖2/3/20234蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

CAD/CAM2/3/20235蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院CAD建筑設(shè)計(jì)2/3/20236蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2/3/20237蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2/3/20238蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院boeing7772/3/20239蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院三維形體重建三維形體重建就是從二維信息中提取三維信息，通過對這些信息進(jìn)行分類、綜合等一系列處理，在三維空間中重新構(gòu)造出二維信息所對應(yīng)的三維形體，恢復(fù)形體的點(diǎn)、線、面及其拓?fù)潢P(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)形體的重建。優(yōu)勢：可以做裝配件的干涉檢查、以及有限元分析、仿真、加工等后續(xù)操作，代表CAD技術(shù)的發(fā)展方向2/3/202310蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院三維形體重建例子之一（a）工程圖

（b）線框圖

（c）實(shí)體圖計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件需要用戶繪制出對象的精確圖形由計(jì)算機(jī)構(gòu)造對象的線框圖模型2/3/202311蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院三維形體重建例子之二（a）工程圖

（b）線框圖

（c）實(shí)體圖2/3/202312蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

目前主要的三維形體重建算法是針對多面體和對主軸方向有嚴(yán)格限制的二次曲面體的。任意曲面體的三維形體重建，至今仍是一個(gè)未解決的世界難題。2/3/202313蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院可視化與可視計(jì)算海量的數(shù)據(jù)使得人們對數(shù)據(jù)的分析和處理變得越來越難，用圖形來表示數(shù)據(jù)的迫切性與日俱增科學(xué)計(jì)算可視化(VisualizationinScientificComputing)1986年，美國科學(xué)基金會(huì)（NSF）專門召開了一次研討會(huì)，會(huì)上提出了“科學(xué)計(jì)算可視化（VisualizationinScientificComputing）”。為科學(xué)計(jì)算、工程和醫(yī)藥的數(shù)據(jù)集成過程生成的圖形表示，指空間數(shù)據(jù)場的可視化。目標(biāo)：用圖形表現(xiàn)抽象的數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域：醫(yī)學(xué)圖象重建，數(shù)據(jù)融合，遙感，流場、氣象、核爆模擬，有限元分析……。2/3/202314蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院科學(xué)可視化2/3/202315蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院科學(xué)計(jì)算可視化2/3/202316蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院科學(xué)計(jì)算可視化2/3/202317蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2/3/202318蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2/3/202319蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，可視化有著廣闊的發(fā)展前途是機(jī)械手術(shù)和遠(yuǎn)程手術(shù)的基礎(chǔ)將醫(yī)用CT掃描的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為三維圖象，幫助醫(yī)生判別病人體內(nèi)的患處由CT數(shù)據(jù)產(chǎn)生在人體內(nèi)漫游的圖象可視化的前沿與難點(diǎn)可視化硬件的研究實(shí)時(shí)的三維體繪制體內(nèi)組織的識別分割——Segmentation2/3/202320蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院信息可視化用于貿(mào)易、工業(yè)和其他非科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域的數(shù)據(jù)可視化，指非空間數(shù)據(jù)的可視化－信息流量，商業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，股市行情……。－發(fā)展：機(jī)器學(xué)習(xí)，數(shù)據(jù)挖掘2/3/202321蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院信息可視化例子2/3/202322蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院圖形實(shí)時(shí)繪制與自然景物仿真

在計(jì)算機(jī)中重現(xiàn)真實(shí)世界的場景叫做真實(shí)感繪制真實(shí)感繪制的主要任務(wù)實(shí)現(xiàn)逼真物理模型模擬真實(shí)物體的物理屬性：物體的形狀、光學(xué)性質(zhì)、表面的紋理和粗糙程度以及物體間的相對位置、遮擋關(guān)系等等光照模型光照和表面屬性是最難模擬的。從簡單到復(fù)雜排列分別是：簡單光照模型、局部光照模型和整體光照模型。繪制方法有模擬光的實(shí)際傳播過程的光線跟蹤法，也有模擬能量交換的輻射度方法。

2/3/202323蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院加速算法及其他研究加速算法，力求能在最短時(shí)間內(nèi)繪制出最真實(shí)的場景

求交算法的加速光線跟蹤的加速，如包圍體樹、自適應(yīng)八叉樹都是著名的加速算法陰影算法、紋理合成2/3/202324蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院基于多層陰影翼的軟影繪制2/3/202325蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院真實(shí)感圖形實(shí)時(shí)繪制物體網(wǎng)格模型的面片簡化，LOD,Occlusionculling網(wǎng)格模型的面片簡化，就是指對網(wǎng)格面片表示的模型，在一定誤差的精度范圍內(nèi)，刪除點(diǎn)、邊、面，從而簡化所繪制場景的復(fù)雜層度，加快圖形繪制速度。吳建華的牛頭

研究熱點(diǎn)2/3/202326蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院基于圖像的繪制（IBRImageBasedRendering）、基于Vedio繪制IBR完全摒棄傳統(tǒng)的先建模，然后確定光源的繪制的方法。它直接從一系列已知的圖象中生成未知視角的圖象。這種方法省去了建立場景的幾何模型和光照模型的過程，也不用進(jìn)行如光線跟蹤等極費(fèi)時(shí)的計(jì)算。該方法尤其適用于野外極其復(fù)雜場景的生成和漫游。

以“畫中游”為例畫中游http://koigakubo.hitachi.co.jp/little/DL_TipE.htmlVideofromHKUST:http://www.cs.ust.hk/~cpegnel/glTIP/intro.html2/3/202327蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院大量模擬野外自然景物真實(shí)感繪制已經(jīng)從最初繪制簡單的室內(nèi)場景發(fā)展到現(xiàn)在大量模擬野外自然景物，比如繪制山、水、云、樹、火等等。繪制火和草的粒子系統(tǒng)（ParticleSystem），基于生理模型的繪制植物的方法，繪制云的細(xì)胞自動(dòng)機(jī)方法等。也出現(xiàn)了一些自然景物仿真繪制的綜合平臺(tái)，德國Lintermann和Deussen的繪制植物的平臺(tái)Xforg，清華大學(xué)自主開發(fā)的自然景物設(shè)計(jì)平臺(tái)。野外自然景物的模擬實(shí)例2/3/202328蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院真實(shí)感云日本YoshinoriDobashi等人繪制的真實(shí)感云（Siggraph’2000）2/3/202329蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院Xfrog3.0生成的挪威云杉2/3/202330蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院王希的樹皮VDMSiggraph032/3/202331蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院紋理與表面細(xì)節(jié)VDM

2/3/202332蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院大規(guī)模復(fù)雜場景的點(diǎn)繪制2/3/202333蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院PointZ-Buffer

http://www.gris.uni-tuebingen.de/areas/large/xrendering/

Video:http://www.gris.uni-tuebingen.de/areas/large/xrendering/video.mpg2/3/202334蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院清華大學(xué)自然景物平臺(tái)生成的野外場景

2/3/202335蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)動(dòng)畫

計(jì)算機(jī)動(dòng)畫也只是生成一幅幅靜態(tài)的圖象，但是每一幅都是對前一幅做一小部分修改（如何修改便是計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的研究內(nèi)容），這樣，當(dāng)這些畫面連續(xù)播放時(shí)，整個(gè)場景就動(dòng)起來了。早期的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫靈感來源于傳統(tǒng)的卡通片，在生成幾幅被稱做“關(guān)鍵幀”的畫面后，由計(jì)算機(jī)對兩幅關(guān)鍵幀進(jìn)行插值生成若干“中間幀”，連續(xù)播放時(shí)兩個(gè)關(guān)鍵幀就被有機(jī)地結(jié)合起來了。2/3/202336蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院二維動(dòng)畫 圖象變形形狀混合三維動(dòng)畫關(guān)鍵幀動(dòng)畫變形物體的動(dòng)畫過程動(dòng)畫關(guān)節(jié)動(dòng)畫與人體動(dòng)畫基于視頻(Video)的動(dòng)畫2/3/202337蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院基于特征的圖像變形2/3/202338蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院三維自由形體變形由三維FFD操作得到的魚的變形圖TheVisualComputer2001.2/3/202339蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院布料與人體動(dòng)畫(PG2002)2/3/202340蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院基于連續(xù)力學(xué)的變形/~shimin/video/Gym.m1v2/3/202341蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院/people/tu/animations.html智能生命之人工魚2/3/202342蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院基于video的動(dòng)畫(Siggraph’04)2/3/202343蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院網(wǎng)格技術(shù)網(wǎng)格參數(shù)化(Mathofsurface,03)2/3/202344蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院幾何紋理的遷移與合成(ACMSPM’05,MIT)2/3/202345蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院基于幾何優(yōu)化的注冊算法2/3/202346蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院非真實(shí)感之動(dòng)畫2/3/202347蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院我國第一部利用計(jì)算機(jī)輔助攝制的動(dòng)畫片是《咪咪釣魚》，1991年由北方工業(yè)大學(xué)和北京電視臺(tái)合作制作，以二維動(dòng)畫為主。用386微機(jī)和C語言編程，利用數(shù)字化儀和攝象機(jī)產(chǎn)生關(guān)鍵幀，再由計(jì)算機(jī)在相鄰兩幅關(guān)鍵幀之間內(nèi)插生成中間幀，并自動(dòng)跟蹤上色。多層畫面疊加在一起，形成完整的畫面。10分鐘的片子，5人小組花了10個(gè)月時(shí)間。2/3/202348蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院這是一種嶄新的方法，該方法大量運(yùn)用彈性力學(xué)和流體力學(xué)的方程進(jìn)行計(jì)算，力求使動(dòng)畫過程體現(xiàn)出最適合真實(shí)世界的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。然而要真正到達(dá)真實(shí)的運(yùn)動(dòng)是很難的，比如人的行走或跑步是全身的各個(gè)關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)的結(jié)果，要實(shí)現(xiàn)很自然的人走路的動(dòng)畫，計(jì)算方程非常復(fù)雜和計(jì)算量極大，基于物理模型的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫還有許多內(nèi)容需要進(jìn)一步研究。

基于物理模型的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫2/3/202349蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院圖形用戶接口定義：介于人與計(jì)算機(jī)之間，人與機(jī)器的通信，人機(jī)界面（HCI）：軟件＋硬件用戶接口是人們使用計(jì)算機(jī)的第一觀感。一個(gè)友好的圖形化的用戶界面能夠大大提高軟件的易用性圖形學(xué)已經(jīng)全面融入計(jì)算機(jī)的方方面面，很多軟件幾乎可以不看任何說明書，而根據(jù)它的圖形、或動(dòng)畫界面的指示進(jìn)行操作2/3/202350蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院由指示燈和機(jī)械開關(guān)組成的操縱界面→由終端和鍵盤組成的字符界面（80年代）→由多種輸入設(shè)備和光柵圖形顯示設(shè)備構(gòu)成的圖形用戶界面（GUI），（90年代）PC，工作站W(wǎng)IMP(W-windows、I-icons、M-menu、P-pointingdevices)界面，所見即所得→VR技術(shù)（發(fā)展方向）。科學(xué)計(jì)算型→無處不在的計(jì)算機(jī)，人機(jī)溶合，提高交互效率目前幾個(gè)大的軟件公司都在研究下一代用戶界面，開發(fā)面向主流應(yīng)用的、自然、高效多通道的用戶界面。研究多通道語義模型、多通道整合算法及其軟件結(jié)構(gòu)和界面范式是當(dāng)前用戶界面和接口方面研究的主流方向，而圖形學(xué)在其中起主導(dǎo)作用。發(fā)展2/3/202351蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院舉例2/3/202352蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)藝術(shù)廣泛用于藝術(shù)品的制作，如各種圖案、花紋、工藝外形設(shè)計(jì)及傳統(tǒng)的油畫、中國國畫和書法等，還成功地用來制作廣告、動(dòng)畫片和電視電影。

美術(shù)創(chuàng)作的軟件二維平面的畫筆程序：Coreldraw,Photoshop,PaintShop

,專門的圖表繪制軟件：Visio三維建模和渲染軟件包：3DMAX，Maya一些專門生成動(dòng)畫的軟件：Alias，Softimage2/3/202353蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院優(yōu)點(diǎn)：提供多種風(fēng)格的畫筆畫刷提供多種多樣的紋理貼圖，甚至能對圖象進(jìn)行霧化，變形等操作可以任意修改，取消敗筆不足：無法達(dá)到傳統(tǒng)繪畫中風(fēng)格化的藝術(shù)效果很難得到有素描效果、油畫效果的藝術(shù)品2/3/202354蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2/3/202355蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2/3/202356蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2/3/202357蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院用于模擬藝術(shù)效果，研究方法有別于真實(shí)感圖形學(xué)鋼筆素描是非真實(shí)感繪制的一個(gè)重要內(nèi)容，目前仍然是一個(gè)非常活躍的研究領(lǐng)域。鋼筆素描產(chǎn)生于中世紀(jì)，從19世紀(jì)開始成為一門藝術(shù)，然而用計(jì)算機(jī)模擬鋼筆繪畫卻是20世紀(jì)90年代的事情了。中國國畫與書法的生成相片真實(shí)感模擬與自然媒體仿真技術(shù)分形藝術(shù)模擬藝術(shù)效果的非真實(shí)感繪制（NPRNon-PhotorealisticRendering）2/3/202358蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院鋼筆素描GeorgesWinkenblach繪制的壺和碗（Siggraph’96）

2/3/202359蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院Salisbury繪制的茶壺（Siggraph’97）

2/3/202360蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院Salisbury繪制的熊（Siggraph’97）

2/3/202361蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院OliverDeussen繪制的素描樹（Siggraph’2000）2/3/202362蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院分形幾何中的自相似圖形(b)分形樹(a)Koch曲線生成雪花(c)三分康托集2/3/202363蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院分形圖片2/3/202364蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2/3/202365蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2/3/202366蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院圖片欣賞Fractal2/3/202367蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院圖片欣賞Fractal2/3/202368蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院圖片欣賞Fractal2/3/202369蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院圖片欣賞Fractal2/3/202370蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院圖片欣賞Fractal2/3/202371蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院圖片欣賞Fractal2/3/202372蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院圖片欣賞Fractal2/3/202373蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院圖片欣賞Fractal2/3/202374蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院圖片欣賞Fractal2/3/202375蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院圖片欣賞Fractal2/3/202376蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院照片真實(shí)感模擬和自然媒體實(shí)例2/3/202377蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

輸入工具：鍵盤、鼠標(biāo)、手寫筆等等

軟件工具：PhotoShop、CorelDraw、PaintBrush等等

優(yōu)點(diǎn)：功能多、創(chuàng)作輕松、調(diào)色方便等等

缺點(diǎn)：目前難以容入人的靈感（未來的研究課題）2/3/202378蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院娛樂應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)生成各種二維、三維的圖形和動(dòng)畫，制作出各種游戲，大大豐富了人們的娛樂活動(dòng)?！耠娔X游戲：實(shí)時(shí)性、逼真性蘊(yùn)含了先進(jìn)的圖形處理技術(shù)●電視廣告，節(jié)目片頭，科教演示（CAI）●QuakeIII，“古墓麗影”，“侏羅紀(jì)公園”、“皇帝的新衣”、完美風(fēng)暴………●MAYA,3D-MAX,SOFTIMAGE…2/3/202379蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院娛樂2/3/202380蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2/3/202381蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2/3/202382蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院《FinalFantasy》2/3/202383蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2/3/202384蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院《Abyss》《HollowMan》2/3/202385蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院《SpiderMan》2/3/202386蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院廣告2/3/202387蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院模擬與訓(xùn)練2/3/202388蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2/3/202389蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院地理信息系統(tǒng)（GIS）建立在地理圖形之上的關(guān)于各種資源的綜合信息管理系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)對圖形和圖像的空間分析和管理。數(shù)字地球，地形數(shù)據(jù)作為載體，（70％）全球信息化.應(yīng)用于軍事，政府決策，旅游，資源調(diào)查。2/3/202390蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院數(shù)字地球指數(shù)字化的三維顯示的虛擬地球，或指信息化的地球，包括數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化與可視化的地球技術(shù)系統(tǒng)。1998年1月31日美國副總統(tǒng)戈?duì)栐诼迳紮C(jī)加利福尼亞科學(xué)中心召開的地理信息系統(tǒng)年會(huì)上提出了這一設(shè)想。比如，可以設(shè)想一個(gè)小孩來到地方博物館的一個(gè)數(shù)字地球陳列室，當(dāng)他戴上頭盔顯示器，她將看到就象是出現(xiàn)在空中的地球。使用“數(shù)據(jù)手套”，她開始放大景物，伴隨越來越高的分辨率，她會(huì)看到大洲，隨之是區(qū)域、國家、城市、最后是房屋、樹木以及其它各種自然和人造物體。在發(fā)現(xiàn)自己特別感興趣的某地塊時(shí)，她可乘上“魔毯”，即通過地面三維圖象顯示去深入查看。當(dāng)然，地塊信息只是她可以了解的多種信息中的一種。使用數(shù)字地球系統(tǒng)的聲音識別裝置，小孩還可以詢問有關(guān)的土地覆蓋、植物和動(dòng)物種類的分布、實(shí)時(shí)的氣候、道路、行政區(qū)線，以及人口等方面的信息。在這里，她還可以看到自己以及世界各地的學(xué)生們?yōu)椤叭蝽?xiàng)目”收集的環(huán)境信息。這些信息可以無縫地融入數(shù)字地圖或地面數(shù)據(jù)里。用數(shù)據(jù)手套向超連接部分敲擊，她還可以獲得更多的有關(guān)她所見物體的信息。比如，為了準(zhǔn)備全家去國家黃石公園渡假，她策劃一個(gè)完美的步行旅游，去觀看剛從書中讀到的噴泉、北美野牛和巨角巖羊。甚至在離開她家鄉(xiāng)的地方博物館之前，她就可以把要去步行旅游的地方從頭到尾地瀏覽一遍。2/3/202391蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院地理信息系統(tǒng)實(shí)例2/3/202392蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality）這是一個(gè)應(yīng)用非常廣泛的領(lǐng)域，尤其是近幾年，虛擬現(xiàn)實(shí)的研究工作進(jìn)展較快，并已在航空航天、建筑、醫(yī)療、教育、藝術(shù)、體育等領(lǐng)域應(yīng)用。2/3/202393蘇大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality）定義：

VirtualReality或稱虛