虚拟现实知识汇总

虚拟现实知识汇总 (1)

1 虚拟现实的世界背景 (1)

2 虚拟现实是什么 (1)

3 虚拟现实设备的技术指标 (3)

3.1延时 (3)

3.2屏幕分辨率和尺寸 (4)

3.3透镜 (5)

3.4兼容性 (5)

3.5整机重量 (6)

3.6 SDK！SDK！SDK！重要的事情说三遍 (6)

4 关于Oculus CV1屏幕参数分析依据 (6)

1 虚拟现实的世界背景

随着2014年3月Facebook用20亿美金收购Oculus虚拟现实创业公司，虚拟现实技术重新出现的在人们的视野之中。随着计算机技术的高速发展，计算机能够更加高速的进行大量运算，从而能够迅速的产生大量复杂的图像，使得高沉浸感的虚拟现实效果成为可能。2014到2015国外目前已知的就有十几家处于创业研发阶段的公司。这个情景和1994年的互联网发展的时候非常类似，但是国内已知具有工程样机以及具有自主VR应用的公司也寥寥无几。

2 虚拟现实是什么

目前阶段的虚拟现实技术主要是模拟现实中的视觉和听觉信息，达到一定程度上的虚拟现实的效果。人的头部或者身体动作的运动可以被捕捉，计算机根据人体的动作实时更新图像。一个具体的例子是：当我们的头部转动的时候，我们眼前的图像的视角也随之转动，模拟现实中的效果，如图一所示。也为了比较好的虚拟现实中效果，图像和音频信息的变化应该和电脑的工作机制匹配。前几年，由于运算速度等技术因素导致图像的更新速度较慢，延迟达到了100ms，使得大

脑产生较大的不适应感，许多人会因此感觉到头晕。现在，随着计算机速度的提高，目前延迟达到了20ms, 基本解决了困扰了虚拟现实几十年的眩晕的问题。人脑产生立体感的原因是因为双眼的观察角度和位置不同，经过大脑的处理得到立体的图像。因为计算机在输出图像的时候，也是模拟双眼的位置和角度，对左右眼产生相应的图像，如图二所示。最后在大脑中产生立体的效果。

图一

图二

技术框架：微处理器通过IMU（惯性测量单元）从得到头部的位置信息，通过USB端口传输到计算机中，计算机得到信息后实时计算生成新的图像之后输

送虚拟现实头盔的中的显示屏中，最终到达大脑。

3 虚拟现实设备的技术指标

3.1 延时

延时是虚拟现实设备最为重要的参数，其决定了佩戴者是否会晕眩。目前市面上所有虚拟现实设备的延时主要由4种延时构成（如图三所示），其中，屏幕延时和显卡处理延时两者以延时最大的为主体。

原因如下：

若屏幕刷新率为60hz，显卡处理频率为50fps，则最终以显卡处理频率的50fps 为主，也就是50hz，折算成延时就是20ms。

若屏幕刷新率为60hz，显卡处理频率为120fps，则最终以屏幕刷新率的60hz 为主，折算成延时就是16.66667ms。

图三

3.1.1 屏幕延时

屏幕延时是最受关注的参数，下面给出其计算方式：

●若一块屏幕的刷新率是60hz

●则意味着画面是每秒钟（1s=1000ms）更新60次

则其延时就可以很简单的计算出来：1000ms/60hz=16.6667ms。

3.1.2 显卡处理延时

实际上虚拟现实的延时大部分是由显卡造成的，如果显卡性能不够，则延时将会非常大，这里无法计算显卡延时，不同的显卡差异很大。

3.1.3 HDMI传输延时

HDMI传输延时固定1ms。

3.1.4 USB传输和协议交互延时

USB传输延时固定是1ms，协议交互延时是1ms，总计2ms。

3.2 屏幕分辨率和尺寸

虚拟现实设备的屏幕分辨率是决定了佩戴者所能看到的图像的清晰度，理论上屏幕分辨率越高越好，屏幕尺寸越大越宽越好，这样佩戴者所能看到的视野就越大，图像就越清晰。

目前主要使用的屏幕分为两种：IPS真彩屏和AMOLED屏。Oculus Rift DK2采用的是一块三星1920*1080 75hz AMOLED屏，而CV1根据LAPUTA VR合理的技术分析，预计也是采用两块1080*1440的90hz AMOLED屏，分析依据在本文的后面会给出。

下面分析两种屏幕的优劣：

3.2.1 IPS真彩屏

这种屏幕的优点在于是RGB排列的，色彩饱满，分辨率在实际显示的时候不会打折扣，目前市面上主要是1920*1080和2560*1440的屏幕，后者的显示效果要远超前者。但其缺点是刷新率以目前的技术无法高于75hz。LAPUTA VR采用的就是5.98寸2560*1440 75hz的屏幕，是全网首个发布2k版虚拟现实眼镜的公

司。

3.2.2 AMOLED屏

这种屏幕最大的优点就是如果和三星厂家合作，可以定制成高达90hz的刷新率，目前市面上只有Oculus CV1会采用这种屏幕并且刷新率为90hz，其他都是75hz。

但其缺点非常致命，三星的AMOLED屏幕是Pentile排列的，因此实际显示的分辨率要低于其参数标出来的。例如1920*1080的AMOLED屏幕，实际显示的分辨率只相当于IPS屏的720P，显示效果比较糟糕。

3.3 透镜

透镜的好坏决定了虚拟现实设备的显示效果，理论上透镜的直径越大，畸变和放大倍数越大，视野越宽广，但是畸变越大也会导致更容易晕眩。目前市面上虚拟现实设备采用的透镜有3种：球面镜片、非球面镜片、菲涅耳镜片，这3种镜片都会有树脂和玻璃两种材质，树脂不易碎，轻薄，但使用寿命稍短，一般只有半年；玻璃易碎，较重，但使用寿命很长。

经过综合考虑，LAPUTA VR找国际大厂专门定制了顶级的菲涅耳镜片，消除了色散等问题，轻薄体验俱佳，直径高达48.5mm，视野范围极大。Oculus CV1和HTC Vive采用的都是菲涅耳镜片。

当然透镜还有很多其他的属性，如：防蓝光、防起雾等等，这里不一一赘述，有兴趣的读者可以自行研究。

3.4 兼容性

这里的兼容性是指是否兼容国外Oculus的应用，目前LAPUTA VR兼容Oculus DK1和DK2的应用，兼容性的高低决定了目前能否玩到大量的VR应用。

兼容Oculus应用是一个艰难的过程，LAPUTA VR团队实际研发过程中发现，兼容Oculus的设备很容易产生画面漂移现象，也就是视角会不断的左移或者右移，这和Oculus校准的方式有关，必须使用其摄像头进行校准，这个问题国内

包括3glasses在内很多虚拟现实设备商都没有解决，LAPUTA VR团队已近乎完美的解决了这个问题。

3.5 整机重量

整机重量决定了佩戴是否轻便舒适，LAPUTA VR做到了300g的整机重量，佩戴者佩戴时会非常舒适。

3.6 SDK！SDK！SDK！重要的事情说三遍

评价一家虚拟现实公司的产品核心技术是否是自主研发的重要标准就是其是否拥有自己的SDK（Software Development Kit 软件开发包），因为捷联体惯性导航算法是虚拟现实硬件的核心算法，只有能够提供给开发者SDK，其产品才能算作是自主研发的。LAPUTA VR将会提供给开发者简单易用的SDK，让开发者能够轻易得将其应用转化为虚拟现实应用，大幅度节省开发成本。

4 关于Oculus CV1屏幕参数分析依据

众所周知，索尼也在搞自己的VR设备（梦神计划），因此索尼的真彩OLED 屏幕不太可能提供给Oculus，毕竟是竞争对手。

并且Oculus从一开始用的就是三星的AMOLED屏幕，并且已经和三星达成了战略合作关系，没理由突然选择其他的合作伙伴，这样会砸了自己的招牌，因此，Oculus的OLED屏最有可能采用的还是三星的AMOLED方案，既然采用AMOLED屏，则其真实的显示分辨率要比IPS 2K屏要低。

虚拟现实技术考试题答案

虚拟现实技术试题（一） 1、虚拟现实是一种高端人机接口，包括通过视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等多种感觉通道的实时模拟和实时交互。 2、虚拟现实与通常CAD系统所产生的模型以及传统的三维动画是不一样的。 3、虚拟现实技术应该具备的三个特征:Immersion(沉浸) Interaction(交互) Imagination(想象) 4、一个典型的虚拟现实系统的组成主要由头盔显示设备\多传感器组\力反馈装置 5、从虚拟现实技术的相关概念可以看出，虚拟现实技术在人机交互方面有了很大的改进。常被称之为“基于自然的人机界面”计算机综合技术，是一个发展前景非常广阔的新技术。 6、根据虚拟现实对“沉浸性”程度和交互程度的不同，可把虚拟现实系统划分为四种典型类型沉浸式\桌面式\增强式\分布式。 7、有关虚拟现实的输入设备主要分为两类。三维位置跟踪器 8、在虚拟现实系统的输入设部分，基于自然交互设备主要有力反馈设备\数据手套\三维鼠标. 9、三维定位跟踪设备是虚拟现实系统中关键设备之一，一般要跟踪参与对象的宽度、高度、深度、俯仰角(pitch)、转动角(yaw)和偏转角（roll）,我们称为6自由度（6DOF）。 10、空间位置跟踪技术有多种，常见的跟踪系统有机械跟踪器\电磁跟踪器\超声波跟踪器\惯性跟踪器\光学跟踪器。 11、所谓力反馈，是运用先进的技术手段将虚拟物体的空间无能运动转变成物理设备的机械运动，使用户能够体验到真实的力度感和方向感，从而提供一个崭新的人机交互界面。该项技术最早应用于尖端医学和军事领域。 12、立体显示技术是虚拟现实系统的一种极为重要的支撑技术。要实现立体的显示。现已有多种方法与手段进行实现。主要有互补色\偏振光\时分式\光栅式\真三维显示 . 12、正是由于人类两眼的视差，使人的大脑能将两眼所得到的细微差别的图像进行融合，从而在大脑中产生有空间感的立体物体视觉。 13、HMD（Head_Mounted_Display）,头盔式显示器，主要组成是显示元件\ 光学系统 14、洞穴式立体显示装置（CAVE Computer Automatic Virtual Enviroment）系统是一套基于高端计算机的多面式的房间式立体投影解决方案,CAVE主要组成由高性能图形工作站\投影设备\跟踪系统\声音系统。 13、三维视觉建模又可细分为几何建模、物理建模、行为建模技术，分别是基于物体的几何信息来描述物体模型的建

虚拟现实课程标准

《虚拟现实》课程标准一、课程概况注：课程类别填公共基础课、专业基础课、专业核心课、岗位方向课。二、专业对课程要求虚拟现实课程是岗位方向课，操作性强,应用前景广阔。该课程主要以学习VR交互的实现流程与技术。课程主要考核学生制作VR游戏的模型制作、UI设计、交互功能等。重视学生分析问题和解决问题能力的培养，使他们具有进一步学习相关知识和技能的能力。另外通过该课程的“教、学、做”一体化教学，培养学生良好的创新能力，提高学生的职业技能与职业素养，为培养创新型、发展型的高素质数字媒体技术人才服务。三、课程培养目标 1、总体目标通过学习这门课程使学生掌握Unity的基础知识，熟悉Unity游戏制作的工作流程、创作方法。更重要的是让学生能熟悉VR制作与开发的整体设计与实现过程，提高学生实践操作能力。同时培养吃苦耐劳、爱岗敬业、团队协作的工匠精神和诚实、守信、善于沟通与合作的良好品质，为发展职业能力奠定良好的基础。 2、知识目标（1）掌握虚拟现实技术基础知识；（2）掌握Unity3d软件的基本使用流程；（3）掌握三维交互的基本原理。 3、能力目标（1）能操作Unity软件，完成地形的制作；（2）掌握虚拟场景中的UI设计流程；

（3）掌握C#编程在Unity中的使用；（4）Unity在实际项目中的开发能力。 4、素养目标（1）具有正确的职业观；（2）具有胜任相关工作的良好业务素质；（3）具备基本的审美修养和创造性思维能力；（4）具备运用所学知识分析和解决问题的能力。四、课程设计思路《虚拟现实》课程目标的设计主要遵循前导课程的掌握情况以及学生个体能力发展方向的需求与特点，旨在体现《虚拟现实》课程标准的整体性、灵活性。 1、根据实际项目制作为教学主线，整个课程内容由以下几个模块组成，构建由“Unity 基础知识——UI交互——C#编程语言——项目开发”的课程内容体系，每个模块都有相关的项目与任务来支撑。运用“以训带练，以练带学”的教学方法构建以实践为主渠道的教学体系。以能力培养为主线，把知识传授、能力培养和素质教育融为一体。 2、在教学中，采取个别辅导、分组教学等多种手段，激发学生学习的主动性和创造性。让学生学会发现问题、研究问题，并能独立解决问题。 3、以推动学科建设为目的，不断更新教学手段和方法，学习其它先进的教学成果来丰富课堂教学，使本课程的教学始终适应专业发展的要求，并为学生后续的专业学习提供强有力的支撑。五、课程内容设计 1、课程整体设计

基于虚拟现实技术的虚拟农场的研究和实现

技术创新《微计算机信息》2012年第28卷第10期 120元/年邮局订阅号：82-946 《现场总线技术应用200例》博士论坛基于虚拟现实技术的虚拟农场的研究和实现 Research and Implementation of Virtual Farm Based on Virtual Technology (南京农业大学工学院) 李东阳 LI Dong-yang 摘要:本系统基于虚拟现实在农业方面的应用,在VC++6.0的软件平台、在Win32框架下,使用C 语言和行业领域中最为广泛接纳的2D/3D 图形API---OpenGL,创建一个以真实农场为模板的虚拟农场,通过DirectInput 接口实现逻辑方向盘与计算机的交互性,并通过Socket 编程使系统具有网络传输信息的功能,从而实现相应的远程控制,和现实的农场进行交互。实验系统成功创建了一个三维果园、仓房场景、漫游小车及附属设施,可以根据应用的侧重不同进行改善,从而实现虚拟现实技术在农业方面的相应应用。关键字:虚拟现实;OpenGL;虚拟农场;交互性;网络通信中图分类号:TP311文献标识码:A Abstract:A system that a virtual farm based on virtual reality technology is created using C language and OpenGL-most widely ac -cepted 2D/3D API,in VC++6.0platform and Win32framework ,is introduced in this paper.This system realizes the interaction be -tween computer and logic steering wheel through the DirectInput interfaces,and it has the function of the transmission of information online to communicate with the reality farm so as to achieve remote control,with the method of Socket programming.This trail sys -tem consists of a 3D orchard,warehouse,a small card wandering in the farm and so on,and it can be improved according to differ -ent application to realize all kind of application in agriculture based on virtual reality technology.Key Words:Virtual reality;OpenGL;Virtual farm;Interactivity;Network communication 文章编号:1008-0570(2012)10-0010-02 1引文虚拟现实(VR)技术最早在20世纪中期由美国VPL 探索公司和它的创始人Jamn IJaIlier 提出这一概念,后来美国宇航局(NASA)的艾姆斯空间中心利用流行的液晶显示电视和其它设备,开始研制低成本的虚拟现实系统,推动了该技术硬件的进步。虚拟现实,又称灵境技术,是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。他综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术,模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能,使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中,并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互,创建了一种适人化的多维信息空间。虚拟现实具有多感知性、浸没感(Immersion)、交互性(Interactivity)、构想性(Imagination)。在医学、娱乐、教育、科研、军事、航天、城市规划、工业仿真等很多方面都有广泛而重要的应用。但在农业方面却是空白,因此本文就虚拟现实在农业方面的应用进行了研究和探讨。图1、图2、和图3展示了虚拟现实的应用例子及本文所研究的虚拟农场场景图。图1模拟天宫一号图2城市规划图图3虚拟农场本文研究了基于虚拟现实技术思想的三维虚拟农场的系统的创建,借助于OpenGL 和C/C++语言在VC++6.0的开发环境下、在Win32程序框架下实现系统的搭建。系统可分为三个部分:三维场景、人机交互、数据通信。系统的三维场景通过创建天空盒、地面、纹理贴图和导入3D Max 创建的3D 模型;人机交互主要是通过Direct SDK 里提供的DirectInput 实现;数据通信则是通过套接字网络编程接口创建C/S 模式的通信连接,实现数据的传输。研究结果表明通过创建农场的三维场景确实能够给农业装备的研发和测试提供一个非常真实的平台,解决农业装备研发和测试所需的环境的季节性弊端。 2虚拟现实 OpenGL 遵循C 语言的调用约定,可以与Visual C++紧密接口。有七大功能:建模、变换、颜色模式设置、光照和材质设置、:纹理映射、位图显示和图象增强、双缓存动画。OpenGL 还能实现深度暗示、运动模糊等特殊效果。本文将利用这些功能来搭建虚拟农场场景并且实现控制。 OpenGL 被设计成独立于硬件、以流水线的方式工作,其工作流程和绘图的流程如图4和图5所示。图4OpenGL 工作流程图5OpenGL 绘图流程因此首先当系统收到WM_CREATE 消息后,要首先对OpenGL 进行设置李东阳:学生 10--

VR+BIM基础知识介绍[详细]

BI米+VR BI米(Building Infor米ation米odeling,建筑信息模型)将成为建筑供给端同时也是最前端(设计环节)引领行业变革的重要推动力之一,VR(虚拟现实)提升BI米应用效果并加速其推广应用.BI米是以建筑工程项目各项相关信息数据作为模型的基础,进行建筑模型的建立,通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息,具有可视化,协调性,模拟性,优化性和可出图性五大特点.VR沉浸式体验,加强了具象性及交互功能,大大提升BI米应用效果,从而推动其在建筑设计加速推广使用. BI米同时受益于国家政策支持、工业4.0需求(精益建造及工业化生产)以及互联网技术进步的推动,可提高生产效率、节约工程造价和缩短建设工期,也是建筑工业化生产最核心的推动力之一.建筑工程管理长期面临着工期紧张、工程复杂、协作困难等问题,应用BI米进行项目管理有助于协助各施工部门沟通、加强成本管理和安全管理,从而降低工程复杂度,缩短工期,加速资金周转.房地产行业健康发展,居民对住房质量及个性化需求,国家智慧城市、工业4.0战略要求企业采用数字化建筑平台,大数据、云计算以及3D打印等技术进步,共同推动BI米系统加速发展. VR逐步照进建筑设计领域,已有效应用于西方工业设计;未来五年内有望在中国建筑设计领域广泛推广使用,目前已在样板房展示等营销领域落地.目前国外在视频拍摄、电子游戏等领域已经有了完善的VR产品,在工业设计中谷歌、微软、索尼等产品逐渐进入工业设计中.欧美知名建筑设计公司目前已在建筑设计模型测试中使用VR技术,英国IVR NATION公司搭建了的VR模型应用于建筑设计,模型真实度达到90%.我们预计未来五年VR技术有望在建筑设计中逐步推

基于虚拟现实技术的景物仿真

基于虚拟现实技术的景物仿真毕业基于虚拟现实技术的景物仿真摘要：虚拟现实（Virtual Reality，简称VR），是1种基于可计算信息的沉浸式交互环境。具体地说，就是采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉1体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生亲临等同真实环境的感受和体验。本设计是1个基于VRML（虚拟现实建模语言）的虚拟校园系统，它要求实现虚拟现实中基本的场景建立和在场景中漫游，本程序建立场景所需的建筑物均在3DS MAX 中建立，然后以VRML97的格式导出并保存为.wrl文件，这样在VrmlPad编辑器中可以打开这些文件了。然后在VRML编辑环境下，通过添加材质、纹理、传感器、声音、动画等来完善该虚拟校园系统，并通过内联(Inline)、锚点(Anchor)造型节点来实现室外与室内的链接和切换。最后在VRML浏览器中通过键盘和鼠标的移动来漫游观看该虚拟系统。为了使场景漫游更真实，还须在场景图中设置碰撞节点，从而防止观察者从场景中的物体（如教学楼）中穿过或进入不可见的视角观察。关键字：虚拟现实；VRML；漫游；场景；碰撞检测。 Scenery Simulation base on Virtual Reality Technology Abstract: Virtual Reality(VR), It is a immersing type base on the communication that could be calculate. Concretely to say, adopt taking technology of the computer as the core modern Hi-Tech turn into lifelike look ,listen,sense of touch integrated specific fictitious environment of range, users carry on the reciprocation , influence each other with the target in the fictitious environment by way of nature through the essential equipment, thus produced and came personally the feeling and experience of the true environment equally. It is a system of virtual reality school based on VRML technology，and it demands realizing that the basic scene is set up and one can roam in the scene of virtual reality, This procedure sets up buildings of the scene in 3DS MAX then exports and saves them in the format of .wrl files. Under the environment of VrmlPad, we can open these files and perfect the scenes by adding material，texture，sensors，sounds and interpolators.By the node of inline，anchor,we can realize linking or transfering between different scenes.In the end,we can roam the virtual reality system through the movement of the keyboard and mouse in the VRML explorer.In order to approach Reality,a node of collision must be set up to prevent observer from wear or enter impossible visual angle which can’t be observed from object of scene. Keywords: Virtual Reality;VRML;roaming;scene;Collision detecting. 目录前言 1 1 虚拟现实介绍 2 1.1 虚拟现实的定义 2 1.2 虚拟现实系统的发展历史 2 1.3 虚拟现实系统的应用 3 1.4虚拟现实系统的发展方向 4 2 系统开发环境介绍 5 2.1 VRML概

vr技术基本常识

vr技术基本常识虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统它利用计算机生成一种模拟环境是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。简介虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术（VR）主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。发展历史虚拟现实技术演变发展史大体上可以分为四个阶段有声形动态的模拟是蕴涵虚拟现实思想的第一阶段（1963）年以前虚拟现实萌芽为第二阶段（1963 -1972 ）虚拟现实概念的产生和理论初步形成为第三阶段（1973 -1989 ）虚拟现实理论进一步的完善和应用为第四阶段（1990 -2004 ）。特征多感知性指除一般计算机所具有的视觉感知外，还有听觉感知、触觉感知、运动感知，甚至还包括味觉、嗅觉、感知等。理想的虚拟现实应该具有一切人所具有的感知功能。虚拟现实存在感指用户感到作为主角存在丁模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该达到使用户难辨真假的程度。虚拟现实交互性指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度。虚拟现实自主性

虚拟现实文献综述

《VRML虚拟现实技术在数字校园系统中应用研究》文献综述摘要：教育部在一系列相关的文件中，多次涉及到了数字校园，阐明了数字校园的地位和作用。虚拟数字校园模拟真实世界，提供了一个生动的校园空间。将虚拟现实技术应用在数字校园系统的开发，有助于大学自身的宣传和信息的高度集中、配置和互动。它在数字校园的应用，可以大大提高校园展示效果，也能够体现校园个性方面的优势，对校园今后的推广及展示带来非常大的帮助关键词：虚拟现实；数字校园；基本概况前言教育部在一系列相关的文件中，多次涉及到了虚拟校园，阐明了虚拟校园的地位和作用。建设虚拟三维数字校园可以比较直观的了解校园的各个区域，在这个三维的校园里，空间次序的视觉理解和感知变得非常容易，使浏览者对校园环境产生身临其境的感觉[1]，其中的教学楼、实验楼、图书馆、宿舍楼、食堂、道路及绿化地带和种植的植物，都栩栩如生的呈现在我们的眼前，三维虚拟校园模拟真实世界，提供了一个生动的校园空间。三维虚拟校园可直接嵌入到大学的网站，直接通过网络浏览器察看，其丰富的、人性化的信息查询等功能，有效提高大学的美誉度，有助于大学自身的宣传和信息的高度集中、配置和互动。三维虚拟校园的直观特性，可以优化领导管理，对于校园信息管理、校园规划、建设等能够全局掌控。一、虚拟现实技术的发展状况的研究虚拟现实（Virtual Reality）技术是20世纪90年代初崛起的一种实用技术，它由计算机硬件、软件以及各种传感器构成三维信息的虚拟环境，可以真实地模拟现实中能实现的物理上的、功能上的事物和环境[2]。在虚拟现实环境中可以直接与虚拟现实场景中的事物交互，产生身临其境的感受，从而使人在虚拟空间中得到与自然世界同样的感受。该技术的兴起，为科学及工程领域大规模的数据及信息提供了新的描述方法。虚拟现实技术大量应用于建筑设计及其相关领域，该技术提供了“虚拟建筑”这种新型的设计、研究及交流的工具手段[3]。在虚拟现实的发展过程中总结出虚拟现实系统应具有以下四个特征：（1）多感知性。指除一般计算机所具有的视觉感知外，还有听觉感知、触觉感知、运动感知、甚至还包括味觉、嗅觉、感知等。理想的虚拟现实应该具有一切人所具有的感知功能。（2）存在感。指用户感动作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该达到使用户难辨真假的程度。（3）交互性。指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度。（4）自主性。指虚拟环境中物体依据现实世界物理运动定律动作的程度[4]。虚拟现实技术自诞生以来，其应用一直受到科学界、工程界的重视，并不断取得进展，虚拟现实蕴藏的技术内涵与艺术魅力不断地激发着人们丰富的想象思维和创造的热情。从本质上讲，虚拟现实技术就是一种先进的人机交互技术[5]，其追求的技术目标就是尽量使用户与电脑虚拟环境进行自然式的交互。因此，虚拟现实技术为我们架起了一座人与数字世界沟通的桥梁。二、虚拟现实技术在数字校园系统的应用解析目前，数字校园存在有2个定义，并分别带来不同的研究与实践。一种定义是从信息、网络和媒体技术发展角度，数字校园被理解为一个以计算机和网络为平台的、远程教学为主的信息主体；另一个事从因特网、虚拟现实技术、网络虚

虚拟现实技术基础与应用代码-8 综合实例

8.3.2 场景模型的构建建立了消防车的3ds模型后，我们就可以来定义一个消防车类了。消防车类中包含车身、云梯、吊篮成员对象，这些对象通过前节介绍的3ds载入类C3DSLoader来定义。此外我们在吊篮上安置一个消防水枪来模拟喷水效果，为此用前章定义好的粒子系统类CparticleSys来定义一个水枪效果对象。为实现云梯的交互运动，增加了云梯水平旋转的变量theta，和俯仰运动的变量phi。车身的运动由变量Position来控制。其消防车类的定义如下： //注：以下代码写在文件Motor.h中 #include "gl/glut.h" #include "3DSLoader.h" #include "Particle.h" class CMotor //消防车类 { public: float Position[3]; //车位置 float theta; //云梯支架旋转角 float phi; //云梯俯仰角 //定义3ds载入对象 C3DSLoader m_3DSMotor; //车身 C3DSLoader m_3DSSupport; //云梯支架 C3DSLoader m_3DSLadder; //云梯 C3DSLoader m_3DSBasket; //篮子 CParticleSys m_WaterGun; //水枪效果 CMotor(); //构造函数 virtual ~CMotor(); //析构函数 void DrawMotor(); //绘制车 void Init(); //初始化 }; 车身模型，云梯模型和吊篮模型的载入以及水枪的初始化通过成员函数Init来完成，其实现形式如下： //注：以下代码写在文件Motor.cpp中 void CMotor::Init() { m_3DSMotor.Load3DSModel("3DSModel\\武警学院车身1.3DS"); m_3DSSupport.Load3DSModel("3DSModel\\云梯支架.3ds"); m_3DSLadder.Load3DSModel("3DSModel\\云梯.3ds"); m_3DSBasket.Load3DSModel("3DSModel\\吊篮.3ds"); m_WaterGun.SetPosition(0,0,0); //水枪位置 m_WaterGun.SetMode(0.5,100, 10,-0.8,1); //粒子系统模式设置 m_WaterGun.Init(PI/2,PI/3);//水枪方向 } 消防车的绘制过程在成员函数DrawMotor中来完成，其实现形式如下： //注：以下代码写在文件Motor.cpp中 void CMotor::DrawMotor()

虚拟现实系统的组成

虚拟现实系统的组成 1 构建虚拟现实系统的目的使参与者沉浸于多维信息空间中，进行仿真、建模，获取知识和形成新概念。目标:利用并集成高性能的计算机软硬件及各类先进的传感器，去构建一个使参与者处于身临其境的沉浸感、具有完善的交互作用、能帮助和启发构思的信息环境。技术支持:各种传感器技术、三维显示和音响器、虚拟环境产生器、程序设计工具集、计算机高速网络和高性能计算机平台。 2 虚拟现实系统的组成用户通过头盔、手套和话筒等输入设备为计算机提供输入信号，虚拟现实软件收到输入信号后加以解释，然后对虚拟环境数据库进行必要更新，调整当前虚拟环境视图，并将这一新视图及其它信息如声音立即传送给输出设备，以便用户及时看到效果。系统由输入部分、输出部分、虚拟环境数据库、虚拟现实软件组成。 2.1输入部分虚拟现实系统通过输入部分接收来自用户的信息。用户基本输入信号包括用户的头、手位置及方向、声音等。其输入设备主要有: (1)数据手套用来监测手的姿态，将人手的自然动作数字化。用户手的位置与

方向用来与虚拟环境进行交互。如在使用交互手套时，手势可用来启动或终止系统。类似地，手套可用来拾起虚拟物体，并将物体移到别的位置。 (2)三维球用于物体操作和飞行控制。 (3)自由度鼠标用于导航、选择及与物体交互。 (4)生物传感器用来跟踪眼球运动。 (5)头部跟踪器通常装在HMD头盔上跟踪头部位置，以便使HMD显示的图像随头部运动而变化。用户头的位置及方向是系统重要的输入信号，因为它决定了从哪个视角对虚拟世界进行渲染。 (6)语音输入设备通过话筒等声音输入设备将语音信息输入，并利用语音识别系统将语音信号变成数字化信号。 2.2 输出系统虚拟现实系统根据人的感觉器官的工作原理，通过虚拟现实系统的输出设备，https://www.360docs.net/doc/082994162.html,使人对虚拟现实系统的虚拟环境得到虽假犹真、身临其境的感觉。主要是由三维图像视觉效果、三维声音效果和触觉 (力觉)效果来实现的。 (1)三维图像生成与显示

虚拟现实实验室项目(基于虚拟现实技术的教育解决方案开发应用)

基于虚拟现实技术的教育解决方案的研制与开发科技项目可行性报告

目录一、项目提出的目的及意义………………………………………… 二、与项目相关的国内外发展概况及市场需求分析……………… 三、主要攻关内容及技术路线（技术可行性分析）……………… 四、该项目的技术创新点…………………………………………… 五、现有工作基础和条件…………………………………………… 六、申请的基础条件（包括主要研究成果）……………………… 七、进度安排和实施方案（包括运行机制）……………………… 八、预期成果和考核目标…………………………………………… 九、推广及应用前景………………………………………………… 十、经费概算及来源…………………………………………………十一、结论……………………………………………………………附件---虚拟现实沉浸技术实验室条件建设需求……………………

一、项目提出的目的及意义互联网、虚拟现实和人工智能被喻为改变人类认知世界的三大信息技术。互联网从少被社会广泛认知，到今天对社会生活的全面颠覆与渗透不过二十余年。如今互联网+已为国家战略。当互联网在我们生活中掀起一个又一个骇浪时，虚拟现实正悄然从幕后走向前台。今天虚拟现实正演绎着当年互联网对人类生活，从无足轻重到全面颠覆的革命性过程。科技以虚拟现实给人类生活再创造出一次惊喜己为期不远。虚拟现实技术与教育： “虚拟现实”（Virtual Reality，英文缩写VR）技术，利用计算机硬件+软件资源+传感器的一种集成技术，构成实时三维图形生成的技术、仿真技术、多传感交互技术以及显示技术等，生成实时的、具有三维信息的人工虚拟环境，演练者（操作人员）根据需要通过多种交互设备（如头盔、数据手套和刚性外骨架衣服等）来驾驭该环境，以及用于操纵环境中的对象，如在真实世界中一样地与该环境中的人和事物进行行为和思想等的实时交流，并产生逼真的身临其境感。虚拟现实技术不是相关技术的简单组合，而是一种创新性的综合，并且在思想方式上有质的飞跃。虚拟现实技术对教育产生不可估量的作用，主要理由如下： 1.虚拟现实技术创建全新的教育环境人们普遍认为，虚拟现实技术将使21世纪的教育发生质的变化。虚假现实技术支持下的教育之所以会发生质的变化，是因为虚拟教育环境拥有现实教育培训环境无可比拟的优势。所谓虚拟教育环境，是指由虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟教育的人工环境，它可以是某一现实世界的基础或设施的真实实现，也可以是虚拟构想成的世界。在21世纪，可能兴办起依托虚拟现实技术的各种新型的学校教育，如基础教育、军事教育、各类培训教育，许多学员在虚拟环境中接受各种教育体验与训练。由虚拟现实技术所支撑的教育系统将使得人员可以在虚拟环境中方便地取得感性知识和实际经验。与现实教育基地或设施相比，在虚拟现实技术支持下的虚拟教育环境大致有如下特征和优势： 1.1仿真性学生通过虚拟设施训练，与在现实教学基地里同样方便。这是因为虚拟环境无论对于现实的环境或是对于想象的环境，都是虚拟的但又是逼真的。理想的虚拟环境应该达到使受训者难以分辩真假的程度（例如可视场景应随着视点的变化而变化），甚至比真

多媒体技术应用基础知识要点

《多媒体技术应用》基础知识要点一、多媒体技术基础（书本第一章和第二章内容） 1、媒体、多媒体及多媒体技术的概念 (1)媒体的含义媒体(medium)在计算机领域有两种含义：一是指存储信息的实体，如磁带、磁盘、光盘等,二是指承载信息的载体，如数字、文字、声音、图形和图像等。多媒体技术中的媒体是指后者。 (2)多媒体及多媒体技术的概念多媒体是指对多种媒体的综合，多媒体技术是指以计算机为平台综合处理多种媒体信息。通常情况下，多媒体不仅指多媒体本身，也包括多媒体技术。 2、多媒体技术的特征多媒体技术有三个显着的特征：集成性、交互性、实时性。 3、多媒体技术的应用 (1)生活中的多媒体 MP3音乐、影视动画、数字电视等。 (2)多媒体技术的现状音频技术、视频技术、数据压缩技术、网络传输技术。 (3)多媒体技术的发展前景虚拟现实、多媒体数据库和基于内容检索、多媒体通信技术。 4、多媒体计算机系统的组成 (1)多媒体计算机的概念多媒体计算机是指具有多媒体信息处理功能的个人计算机。 (2)多媒体计算机配置标准多媒体计算机一般应包括：具有多媒体功能的操作系统；硬件部分至少应包括光盘驱动器、声卡、音箱或耳机等。 (3)常见多媒体硬件设备 CD—ROM驱动器、音频卡、视频卡、扫描仪、数码相机、数码摄像机等。 (4)常用的多媒体软件工具多媒体软件根据它的应用层面可以分为多媒体操作系统、多媒体数据采集和编辑软件、多媒体创作和集成软件三大部分。常见的多媒体数据采集和编辑软件有：Windows系统附件中的“录音机”、PhotoShop、Flash、3DSMAX、Premiere等；常见的多媒体创作和集成软件有：Authorware、方正奥思、Director、PowerPoint等。 5、多媒体作品的规划和设计制作多媒体作品是一个集文本、图像、声音、动画、视频之大成的工程。多媒体作品设计的一般步骤：需求分析、规划设计、脚本编写。需求分析包括应用需求分析和创作需求分析。规划设计包括系统结构设计和功能模块设计。 6、多媒体数据压缩技术数据压缩是为了减少文件所占的存储空间。数据之所以能够被压缩，首先是因为数据本身确实存在着冗余，其次是在许多情况下媒体本身允许有少量的失真。

虚拟现实技术在军事上的应用

虚拟现实技术在军事上的应用李丽荣,陆宇平,王彦民 (南京航空航天大学自动化学院,南京210016) 摘要:虚拟现实技术汇集了计算机图形学、多媒体技术、人工智能、人机接口技术、计算机仿真技术、传感器技术、计算机视觉和人的行为学研究等多项关键技术,是一门基于多种学科发展起来的计算机领域的高新技术。本文主要介绍了虚拟现实技术在军事领域的应用以及真三维立体显示技术,表明基于虚拟现实技术的军事仿真训练系统在飞行训练、海军潜艇训练、立体三维坦克作战指挥系统、立体三维直升机训练系统、立体三维海军作战指挥系统、立体三维实战演示系统等领域具有非常广阔的应用前景。关键词:虚拟现实;军事;真三维立体显示 The App lication of V i r tua l R ea lity Techn i que i n M ilitary A ffa i r s L iL irong,Lu Yup i n g,Wang Yanm in (College ofAuto mati o n Engi n eering,Nanji n g Un i v ersity ofAer onauti c s&Astronautics,Nan jing210016,Ch i n a) Abstr act:V irtual reality technology is a ne w multi-d isci p li n e technology in the co mputer fil e d, i n volving co mputer graph ics,multi m ed ia,artifi c ial inte lligence,m an-co mputer i n terf ace,co mputer si m ulation,co mputer vision and human engi n eer i n g.The paper presents application of the virtual rea l2 ity technol o gy f or m ilitar y aff airs and the true3D vision techn i q ue.M ilitary si m ulati o n training syste m s base on the virtua l reality technol o gy has been f ound to have very w i d e applicati o ns i n fli g ht tra i n i n g, navy submarine training,3D tank ca mpa i g n co mm and syste m,3D he licopter tra i n i n g,3D navy co m2 mand syste m and3D co mbat de monstration syste m. K ey w ord s:virtual reality;m ilitary aff a irs;true3D visi o n 国家保持强大的现代化国防和军事威慑手段的一条重要途径就是要具备现代化的训练和演练水平。现代战争科技水平越来越高,综合性越来越强,耗资越来越巨大。提高军队的训练水平成为各国急需解决的问题,但进行实战训练,耗资太大,并且受到空域和场地的限制,某些训练项目还具有很高的危险性。这些新特点都迫切要求军事仿真训练系统的新突破,通过仿真技术以低廉的成本、逼真的效果最大程度地替代实兵训练与演练。早期军事仿真训练系统的目的是对作战人员的武器操作技能进行训练,后来发展到训练作战人员的协同作战能力与战场对抗能力,并进一步发展为进行战术联合演练、训练作战人员指挥能力及选择最佳战术和作战方案的综合平台;仿真训练的手段和设施也由原来的单武器平台发展为多武器平台,并进一步发展成为大规模远程网络支持的多兵种武器平台环境。军事仿真训练系统主要采用虚拟现实技术、网络技术和人机交互技术等。采用虚拟现实技术可以建立三维逼真战场合成环境,可为参与训练和演练的战斗员和指挥员提供高度逼真的战场环境;网络技术可以建立一个供异地多用户同时参与的分布式虚拟环境,使处于不同地理位置的用收稿日期:20050128

虚拟现实基础试题答案

虚拟现实PPT答案文字版 Q1虚拟现实的基本概念，基本类型以及三个重要的特点是什么？基本概念：虚拟现实（Virtual Reality，简称VR），是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境，具体地说，就是采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生亲临等同真实环境的感受和体验。由计算机系统产生的，相对于实环境的，并有人的操作和参与而形成的一种虚构的、视觉上的、听觉上的、感觉上、嗅觉上的存在，是一种物理意义上的人机交互和抽象组合。基本类型： 1.桌面虚拟现实系统（实利用个人计算机和低级工作站进行仿真，将计算机的屏幕作为用户观察虚拟境界的一个窗口。） 2.临境虚拟现实系统（提供完全沉浸的体验） 3.增强型的虚拟现实系统（增强现实中无法感知或不方便的感受） 4.分布式虚拟现实系统（多个用户可通过网络对同一虚拟世界进行观察和操作，以达到协同工作的目的）重要特点：临境(immersion)；交互性(interactivity)；想象(imagination)。 1.沉浸感：用户作为主角存在于虚拟环境中的真实程度。 2.交互性：用户对虚拟环境内的物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度。 3.想象：用户沉浸在多维信息空间中，依靠自己的感知和认知能力全方位地获取知识，发挥主观能动性，寻求解答，形成新的概念。 Q2简述虚拟现实系统的关键技术，主要建模方法。关键技术： 1.三维真实感图象的实时生成（VR系统要对参与者的行为反应灵敏，并保持内部的一致性和连贯性，保证显示图象的“更新率”能满足目标的要求） 2.大视野立体显示技术（通过配戴头盔给人身临其境的感觉，画面围绕着参与者） 3.位置跟踪器（检测到参与者的物理位置和取向，以便输入到计算机中去产生虚拟境界中相应的图象和声音） 4.立体声的产生（真实而且准确，注意声音的方向感） 5.虚拟环境建模（设计出参与者在一种虚拟境界中会遇到的景物，包括物体建立几何模型，附加信息）主要建模方法：基于几何和图像的建模、虚拟对象的物理特性建模与行为建模。（3，增加模型的逼真度：（1）纹理映射贴图：将纹理图像贴在简单物体的几何表面，以近似描述物体表面的纹理细节，加强真实性，实际上是利用二维平面图代替三维模型的局部。（2）环境映射：采用纹理图像来表示物体表面的镜面反射和规则透视效果。（3）反走样：提高像素的密度。最直接的方法：使用实际的航拍卫星图作为地形的纹理。纹理拟合是一个有效的手段。提高系统实时性

虚拟现实技术基础和实用算法

虚拟现实技术基础和实用算法目录第一章虚拟现实技术概论……………………………………………………………( ) 1.1 虚拟现实技术概念和发展 ………………………………………………………………( ) 1.2 虚拟现实系统的分类 ……………………………………………………………………( ) 1.2.1 按数据流向进行分类…………………………………………………………………( ) 1.2.2 按时间和空间进行分类………………………………………………………………( ) 1.2.3 按传感器与人的感觉器官进行分类…………………………………………………( ) 1.2.4 按隔离与融合进行分类………………………………………………………………( ) 1.3 虚拟现实系统的硬件组成 ………………………………………………………………( ) 1.3.1 虚拟世界生成设备 ………………………………………………………………… ( ) 1.3.2 感知设备………………………………………………………………………………( ) 1.3.3 跟踪设备………………………………………………………………………………( ) 1.3.4 基于自然方式的人机交互设备………………………………………………………( ) 1.4 虚拟现实系统的体系结构 ………………………………………………………………( ) 1.4.1 非分布式虚拟现实体系结构…………………………………………………………( ) 1.4.2 分布式虚拟现实体系结构……………………………………………………………( ) 1.5 虚拟现实的研究内容 ……………………………………………………………………( ) 1.6 增强现实技术与随身增强现实技术 ……………………………………………………( ) 1.6.1 增强现实技术的定义…………………………………………………………………( ) 1.6.2 增强现实技术系统的实现分类及其优缺点分析……………………………………( ) 1.6.3 增强现实与虚拟现实比较……………………………………………………………( ) 1.6.4 增强现实的关键技术…………………………………………………………………( ) 1.6.5 随身增强现实技术……………………………………………………………………( )参考文献………………………………………………………………………………………( ) 第二章虚拟现实系统典型硬件装置…………………………………………………( ) 2.1 简介………………………………………………………………………………………( ) 2.2 立体显示原理 ……………………………………………………………………………( ) 2.2.1 人眼的结构与立体视觉机制…………………………………………………………( ) 2.2.2 立体显示原理…………………………………………………………………………( ) 2.3 虚拟现实立体显示器 ……………………………………………………………………( ) 2.3.1 台式立体监示器显示系统……………………………………………………………( ) 2.3.2 头盔式立体显示器……………………………………………………………………( ) 2.3.3 洞穴式立体显示装置（CA VE）…………………………………………………… ( ) 2.3.4 响应工作台立体显示装置……………………………………………………………( ) 2.3.5 墙式立体显示装置……………………………………………………………………( ) 2.4 位置跟踪器 ………………………………………………………………………………( ) 2.4.1 位置跟踪器的性能指标………………………………………………………………( ) 2.4.2 位置跟踪器技术分类及其典型技术…………………………………………………( ) 2.4.3 虚拟现实系统对位置跟踪器的性能要求……………………………………………( )