虚拟现实技术的概念与类型
什么是虚拟现实技术
什么是虚拟现实技术虚拟现实技术的概念虚拟现实技术，又称VR技术（Virtual Reality），是一种基于计算机图形学、计算机模拟技术、传感技术和多媒体技术的交叉领域，使用户可以身临其境地虚拟体验到现实中不存在的场景和场景元素。
虚拟现实技术的实现方式虚拟现实技术的实现方式一般分为四步：建立虚拟环境、建立用户交互接口、模拟用户动作和感官反馈。
其中，建立虚拟环境需要利用计算机图形学和计算机模拟技术生成具有真实感的虚拟场景。
建立用户交互接口则需利用传感技术、手持设备或者头戴式显示器等设备将用户与虚拟环境连接起来。
模拟用户动作和感官反馈则需要利用虚拟现实技术中的体感控制、触感反馈等技术。
通过这四个步骤的结合，虚拟现实技术可以让用户真实地感受到身临其境的虚拟场景中。
虚拟现实技术在游戏领域的应用虚拟现实技术最广泛的应用领域是游戏领域。
在游戏中，虚拟现实技术可以让玩家完全沉浸在游戏世界中，以身临其境的方式体验游戏。
例如，虚拟现实技术可以让玩家像游泳一样在水下探险，可以让玩家驾驶飞机自由飞翔等等。
而且，虚拟现实技术还能让玩家身临其境地感受到游戏的刺激和冒险，增加游戏的趣味和挑战性。
虚拟现实技术在教育领域的应用虚拟现实技术还可以应用于教育领域。
例如，虚拟现实技术可以用来模拟历史事件、地理情况和天文现象等，让学生可以亲身体验，从而更好地理解学科知识。
另外，虚拟现实技术还可以用于医学教育中。
在医学教育中，虚拟现实技术可以提供更严谨和更真实的医学实验环境，使医学学生能够更加深入地学习医学知识和处理医学问题的技能。
虚拟现实技术的发展前景虚拟现实技术的发展前景非常广阔。
未来，虚拟现实技术可以应用于很多领域，例如娱乐、教育、医学、交通、制造业和军事等。
通过虚拟现实技术，人们可以在不同的领域中获得更好的体验和效益。
虚拟现实技术的发展也将推动计算机图形学、模拟技术、传感技术和多媒体技术等领域的进步。
因此，虚拟现实技术的发展趋势非常好。
什么是虚拟现实技术
●什么是虚拟现实技术?它具有那些特征?1)虚拟现实技术是一种综合计算机图形技术、多媒体技术、传感器技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术以及仿真技术等多种科学及时而发展起来的计算机领域的新技术。
2)沉浸、交互和构想三大基本特征。
沉浸:指用户进入虚拟环境之后,由于他所接触到的一切都非常逼真,他相信这一切都“真实”存在,而且相信自己正处在所感受到的环境当中。
交互:指用户进入虚拟环境后,不仅可以通过各种先进的传感器获得逼真的感受,而且可以用自然的方式对虚拟环境中的物体进行操作。
构想:由虚拟环境的逼真性与实时交互性而使用户产生更丰富的联想,是获得沉浸感的一个必要条件。
●虚拟现实技术的关键技术:1)动态环境建模技术2)立体显示和传感器技术3)系统开发工具应用技术4)实时三维图形生成技术5)系统集成技术●虚拟现实技术在安全中的主要应用1)对出现的危险情况进行模拟,现实中引发事故的原因多种多样,事故具有很强的不可预知性,利用VR技术可以事先模拟事件发生过程及可能造成的严重后果。
2)通过虚拟现实针对模拟的情况进行必要改进,可以对现场更多地了解,采用措施改进。
3)通过VR重现事故现场,分析事故原因,对已发生的事故进行现场模拟,再现事故现场,了解事故原因,杜绝同类事故发生。
4)用VR技术进行现场模拟进行安全教育,直观生动,效果好。
●什么是射频识别?基本FRID系统由那几部分组成,各有什么功能?射频识别又称电子标签,是一种利用射频信号自动识别目标对象并获取相关信息的技术。
由FRID标签、FPID阅读器及应用支撑软件等几部分组成。
FRID标签:有芯片和天线组成,每个标签具有唯一的电子编码,标签附着在物体上识别目标对象。
FRID阅读器:主要任务是控制射频模块向标签发射读取信号,并接受标签的应答,对标签的对象标识相关进行解码,将对象标识信息连带标签上其他相关信息传输到主机以共处理。
FRID应用支撑软件:除了标签和阅读器上运行的软件外,介于阅读器与应用之间的中间件是其中的一个重要组成部分,主要任务是对阅读器读取的标签数据进行过滤、汇集和计算,减少从阅读器传往企业应用的数据量。
虚拟现实技术应用研究论文
虚拟现实技术应⽤研究论⽂2019-06-12摘要：虚拟现实技术是⼆⼗世纪末才兴起的⼀门崭新的综合性信息技术，在最近⼏年发展迅速，其应⽤领域设计到教育、军事、娱乐和医学等许多⾏业。
本⽂概述了虚拟现实技术的概念、基本特征和技术分类，提出了虚拟现实技术发展的技术瓶颈，阐述了虚拟现实技术应⽤和优势。
关键词：虚拟现实；沉浸；交互；想象；VirtualReality；Immersion；Interaction；Imagination1、虚拟现实技术的概念虚拟现实技术（VirtualRealityTechnology）是⼀项综合集成技术，它的出现是计算机图形学、⼈机交互技术、传感器技术、⼈机接⼝技术以及⼈⼯智能技术等交叉与综合的结果。
它利⽤计算机⽣成逼真的三维视觉、听觉、嗅觉等各种感觉，使⽤户通过适当装置，⾃然地对虚拟现实世界进⾏体验和交互作⽤。
简单地说，虚拟现实技术就是⽤计算机创造现实世界。
2、虚拟现实技术特征1993年BurdeaG在Electro93国际会议上发表的“VirtualRealitySystemandApplication”⼀⽂中，提出了虚拟现实技术三个特征，即：沉浸感、交互性、想象性。
沉浸感是指⽤户可以沉浸于计算机⽣成的虚拟环境中和使⽤户投⼊到计算机⽣成的虚拟场景中的能⼒，⽤户在虚拟场景中有“⾝历其境”之感。
它所看到的、听到的、嗅到的、触摸到的，完全与真实环境中感受的⼀样。
它是虚拟现实系统的核⼼。
交互性是指⽤户与虚拟场景中各种对象相互作⽤的能⼒。
它是⼈机和谐的关键性因素。
⽤户进⼊虚拟环境后，通过多种传感器与多维化信息的环境发⽣交互作⽤，⽤户可以进⾏必要的操作，虚拟环境中做出的相应响应，亦与真实的⼀样，如拿起虚拟环境中的⼀个篮球，你可以感受到球的重量，扔在地上还可以弹跳。
交互性包含对象的可操作程度及⽤户从环境中得到反馈的⾃然程度、虚拟场景中对象依据物理学定律运动的程度等，例如，当物体受到⼒的作⽤时，物体会沿着⼒的⽅向移动、翻到或者从桌⾯落到地⾯等。
虚拟现实技术应用概述
目录
1. 虚拟现实技术概述 2. 虚拟现实硬件系统 3. 虚拟现实软件系统 4. 虚拟现实交互技术 5. 虚拟现实应用场景 6. 虚拟现实与游戏娱乐 7. 虚拟现实与教育培训 8. 虚拟现实未来展望
虚拟现实技术应用
Index
虚拟现实技术概述
虚拟现实技术概述
虚拟现实技术定义
1.虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机技术。 2.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，并使用户沉浸到该环境中。
▪ 军事应用
1.虚拟现实技术在军事领域应用广泛，如模拟训练、作战指挥 、侦察探测等。 2.通过虚拟现实技术，军事人员可以进行模拟训练，提高实战 能力。 3.虚拟现实技术也可以用于作战指挥和侦察探测，提高军事行 动的效率和准确性。
虚拟现实技术应用
Index
虚拟现实与游戏娱乐
虚拟现实与游戏娱乐
▪ 虚拟现实游戏概述
虚拟现实与游戏娱乐
▪ 虚拟现实游戏市场前景
1.随着虚拟现实技术的不断发展和普及，虚拟现实游戏市场的 规模将会不断扩大。 2.未来虚拟现实游戏将会成为游戏市场的重要发展方向，吸引 更多的玩家和投资者进入该领域。 3.虚拟现实游戏将会与其他领域进行融合，如教育、医疗等， 为虚拟现实技术的应用带来更多的商业价值。
1.游戏娱乐：虚拟现实软件系统在游戏领域有广泛的应用，提 供沉浸式的游戏体验。 2.教育培训：通过虚拟现实软件系统，可以模拟现实场景进行 教育和培训，提高效率和安全性。 3.医疗健康：虚拟现实软件系统可以用于医学模拟和康复治疗 ，提高医疗水平和患者的生活质量。
▪ 虚拟现实软件系统的发展趋势
1.人工智能技术的应用：结合人工智能技术，提高虚拟环境的 智能化程度和用户体验。 2.云虚拟现实技术的发展：通过云计算技术，实现高性能的虚 拟现实体验，降低设备要求，提高普及率。 3.跨界融合创新：与其他领域的技术结合，开拓新的应用领域 和商业模式。
虚拟现实技术的复习资料
虚拟现实技术第一章1、虚拟现实的概念：用计算机技术来生成一个逼真的三维视觉、听觉、触觉或嗅觉等感觉世界；让用户可以从自己的视点出发，利用自然的技能和某些设备对这一生成的虚拟世界客体进行浏览和交互考察。
虚拟现实是计算机与用户之间的一种理想化的人-机界面形式。
通常用户戴一个头盔（用来显示立体图象的头式显示器），手持传感手套，仿佛置身于一个幻觉世界中，在虚拟环境中漫游，并允许操作其中的“物体”。
2、虚拟现实的特征与传统计算机相比，虚拟现实系统具有四个重要特征：临界性，交互性，想象性，多感知性3、虚拟现实系统的构成：a.虚拟世界（包含三维模型或环境定义的数据库） b.虚拟现实软件（提供实现观察和参与虚拟世界的能力） c.计算机 d.输入设别（观察和构造虚拟世界；如三维鼠标，数据手套，定义跟踪器等） e.输出设备（现实虚拟世界；如显示器，头盔等）4、虚拟现实系统的类型桌面虚拟现实系统，沉浸式虚拟现实系统，混合虚拟现实系统5、虚拟现实的硬件设备跟踪系统（把使用者身体位置的变动反馈给主机，以实时改变图像和声音）知觉系统（人及交互的各种界面，包括视觉装置：头盔显示器等；触觉装置:数据手套跟踪球等）音频系统：立体声耳机等图像生成和现实系统：产生视觉图象和立体显示6、虚拟现实有哪些软件VR系统开发工具：能够接受各种高性能传感器的信息，如头盔的跟踪信息；能生成立体显示图行；能把各种数据库，各种CAD软件进行调用和互联3DSMax：三维制作软件Maya：三维动画以及虚拟现实制作软件，实时三维模型创建软件Multigen Creator7、眼睛的作用、视觉暂留和临界融合频率的概念眼睛的作用：调节和聚焦，明暗适应，视觉暂留，立体视觉，视场视觉暂留：视觉暂留是视网膜的电化学县乡造成视觉的反应时间。
当观看很短的光脉冲时，视杆细胞得到越0.25s的峰，视椎细胞快4倍（0.04s）。
这种现象造成视觉暂留。
临界融合频率：临界融合频率（CFF）效果会产生把离散图像序列组合成连续视觉的能力，CFF最低20Hz，冰取决于图像尺寸和亮度。
虚拟现实技术
虚拟现实技术摘要：虚拟现实技术是许多相关学科领域交叉、集成的产物，它的研究内容涉及到人工智能、计算机科学、电子学、传感器、计算机图形学、智能控制等。
我们必须清醒的认识到，虽然这个领域的技术潜力是巨大的，应用前景也是很广阔的，但仍存在着许多尚未解决的理论问题和尚未克服的技术障碍。
关键词：虚拟传感器智能控制1、虚拟现实的概念虚拟现实是一种高度逼真地模拟人在现实生活中视觉、听觉、动作等行为的人机界面交互技术.它用计算机加上先进的外围设备，模拟现实世界中的一切，模拟过去发生的事件或将来可能要发生的事件.虚拟现实是目前最先进的人机交互界面，提供给用户一种临境和多感觉通道的体验，试图寻找一种最佳的人机通信方式。
虚拟现实也称为人工环境，虚拟现实的出现，最初源于对一些特殊环境的需要。
如对化工训练等一些带有危险性的环境的模拟，或是源于物理实验、化学试验等一些微观世界的模拟，以及对牛顿力学世界、数学环境等一些抽象概念的模拟，对一些不存在的环境的模拟，或是对昂贵的试验设备和实验环境的模拟等。
虚拟现实的概念，可以从狭义和广义两方面去理解[1]。
（1）狭义的概念根据“虚拟现实术语工作组”提交的ieee的标准草案中的解释，虚拟现实是指用于创建人造世界的计算机系统，在这个世界里，使用者有沉浸于其中的感觉，能在其内漫游并能操纵其内的物体。
这是对虚拟现实的狭义的定义，是针对沉浸式虚拟现实而言的[2]。
这种虚拟现实的典型特征即为沉浸感，即使用者完全沉浸于计算机所创造的虚拟环境中，分辨不出真实与虚拟之间的差别。
使用者的感觉与行动都与人在自然状态下相似。
要实现这种沉浸感，必须使计算机能对人的视、听、触、嗅、味觉进行模拟，这就要有一些最新发展起来的计算机软硬件技术支持，如数字手套，数字外套等。
另一特征是强大的交互性，即使用者能通过专用设备，用人类的自然技能在模拟的环境里漫游，对其中的物体进行操作。
以虚拟现实目前的技术来看，使用者还是可以感觉到它是处于一个非真实的环境中。
虚拟现实技术及其应用
虚拟现实技术及其应用学号姓名班级内容摘要：虚拟现实技术的发展史，虚拟现实技术的概念，虚拟现实技术的特征，虚拟现实系统的分类，虚拟现实技术的应用领域，虚拟现实技术的研究现状。
关键词：Virtual Realit系统、计算机、交互性、模拟仿真一、虚拟现实技术的发展史虚拟现实技术（Virtual Reality）简称VR技术，是20世纪末逐渐兴起的一门综合性信息技术，融合了数字图像处理、计算机图形学、人工智能、多媒体、传感器、网络以及并行处理等多个信息技术分支的最新发展成果。
1929年，Edward Link设计出用于训练飞行员的模拟器1956年，Morton Heilig开发出多通道仿真体验系统Sensorama1965年，Ivan Sutherland发表论文“Ultimate Display”（终极的显示）1968年，Ivan Sutherland研制成功了带跟踪器的头盔式立体显示器（Head Mounted Display，HMD）1972年，Nolan Bushnell开发出第一个交互式电子游戏Pong1977年，Dan Sandin、Tom DeFanti和Rich Sayre研制出第一个数据手套——Sayre Glove20世纪80年代，美国国家航空航天局（NASA）组织了一系列有关VR技术的研究：1984年，NASA Ames研究中心的M.McGreevy 和J. Humphries开发出用于火星探测的虚拟环境视觉显示器；1987年，Jim Humphries设计了双目全方位监视器（BOOM）的最早原型。
1990年，在美国达拉斯召开的Siggraph会议上，明确提出VR技术研究的主要内容包括实时三维图形生成技术、多传感器交互技术和高分辨率显示技术，为VR技术的发展确定了研究方向。
从20世纪90年代开始，VR技术的研究热潮也开始向民间的高科技企业转移。
著名的VPL公司开发出第一套传感手套命名为“DataGloves”，第一套HMD 命名为“EyePhones”。
简述虚拟现实技术的原理
虚拟现实技术的原理一、虚拟现实技术的定义和发展历程1.1 虚拟现实技术的概念虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术是指利用计算机技术、模拟技术和感知技术来创建一种模拟、仿真的人机环境，使用户可以沉浸其中，与虚拟环境进行实时交互和体验。
1.2 虚拟现实技术的发展历程虚拟现实技术的发展可以追溯到20世纪60年代，随着计算机技术和图形学的发展，虚拟现实技术得到了快速的进步。
1979年，美国的艾姆斯研究中心推出了第一个成套的VR系统。
1990年代，随着硬件设备的进一步发展和价格的下降，VR技术开始逐渐商业化并进入大众视野。
近年来，随着图像处理、模拟仿真、人机交互等各方面技术的不断提升，虚拟现实技术得到了进一步的发展和应用。
二、虚拟现实技术的基本原理2.1 环境模拟和生成虚拟现实技术的关键在于创建一个模拟的虚拟环境，使用户可以感受到虚拟环境中的存在。
环境模拟和生成是实现这一目标的基本原理之一。
它包括三个方面的内容：2.1.1 图形渲染图形渲染是指将计算机中的三维模型和纹理等信息转化为用户可以看到的图像。
它通过计算机生成的图像和真实环境的信息融合，以达到模拟真实场景的效果。
常用的图形渲染方法包括光栅化、光线追踪等。
2.1.2 音频渲染音频渲染是指通过计算机生成的声音，使用户可以听到虚拟环境中的声音。
它通过对声波的模拟和音频数据的处理，以模拟真实环境中的声音效果。
音频渲染是虚拟现实中的重要组成部分，可以增强用户对虚拟环境的沉浸感。
2.1.3 物理模拟物理模拟是指对虚拟环境中物体的运动和力学特性进行模拟和计算。
通过对物理规律的模拟，可以让用户感受到虚拟环境中物体的真实性和交互性。
物理模拟通常涉及刚体运动、碰撞检测、力学仿真等方面的计算。
2.2 用户交互和感知虚拟现实技术另一重要的原理是用户交互和感知。
用户交互是指用户通过一系列的输入设备（如手柄、眼镜、手套等）与虚拟环境进行实时的交互，而感知是指用户在虚拟环境中所接收到的各种感觉。
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虚拟现实技术的概念和类型
虚拟现实技术的概念和类型
1. 虚拟现实的概念
虚拟现实技术是利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨显示技术，生成三维逼真的虚拟环境，使用者戴上特殊的头盔、数据手套等传感设备，或利用键盘、鼠标等输入设备，便可以进入虚拟空间，成为虚拟环境的一员，进行实时交互，感知和操作虚拟世界中的各种对象，从而获得身临其境的感受和体会。
2. 虚拟现实的特征
(1) 沉浸性
虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理心理特点，由计算机产生逼真的三维立体图像．使用者戴上头盔显示器和数据手套等交互设备，便可将自己置身于虚拟环境中，成为虚拟环境中的一员。
使用者和虚拟环境中的各种对象的相互作用，就如同在现实世界中的一样。
当使用者移动头部时，虚拟环境中的图像也实时地跟随变化，拿起物体可使物体随着手的移动而运动，而且还可以听到三维仿真声音。
使用者在虚拟环境中，一切感觉都是那么逼真，有一种身临其境的感觉。
(2) 交互性
虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互，
使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互，而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。
计算机能根据使用者的头、手、眼、语言及身体的运动，来调整系统呈现的图像及声音。
使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能，就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。
(3) 想象
由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置，因此，使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知，从而达到身临其境的感受。
3.虚拟现实技术的类型
(1) 桌面虚拟现实
(2) 沉浸的虚拟现实
(3) 增强现实性的虚拟现实
(4) 分布式虚拟现实
4.虚拟现实技术在网络教育中的作用
(1) 弥补远程教学条件的不足
在远程教学中，往往会因为实验设备、实验场地、教学经费等方面的原因，而使一些应该开设的教学实验无法进行。
利用虚拟现实系统，可以弥补这些方面的不足，学生足不出户便可以做各种各样的实验，获得和真实实验一样的体会，从而丰富感性认识，加深对教学内容的理解。
(2) 避免真实实验或操作所带来的各种危险
以往对于危险的或对人体健康有危害的实验，一般采用电视录像的方式来取代实验，学生无法直接参和实验，获得感性认识。
利用虚拟现实技术进行虚拟实验．则可以免除这种顾虑。
学生在虚拟实验环境中，可以放心地去做各种危险的或危害人体的实验。
(3) 彻底打破空间、时间的限制
利用虚拟现实技术，可以彻底打破空间的限制。
大到宇宙天体，小至原子粒子，学生都可以进入这些物体的内部进行观察。
例如学生可以进入虚拟发电厂内，考察发电机的每个部件的工作情况以及每个部件之间的相互联系，了解整个发电过程，这是电视录像媒体和实物媒体所无法比拟的。
虚拟技术还可以突破时间的限制，一些需要几十年甚至上百年才能观察的变化过程，通过虚拟现实技术，可以在很短的时间内呈现给学生观察。
例如，生物中的孟德尔遗传定律，用果蝇做实验往往要几个月的时间，而虚拟技术在一堂课内就可以实现.
虚拟现实技术
虚拟现实技术是利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨显示技术，生成三维逼真的虚拟环境，使用者戴上特殊的头盔、数据手套等传感设备，或利用键盘、鼠标等输入设备，便可以进入虚拟空间，成为虚拟环境的一员，进行实时交互，感知和操作虚拟世界中的各种对象，从而获
得身临其境的感受和体会。
VRML （虚拟现实建模语言）
VRML( Virtual Realty Modeling Language)基于客户/ 服务器模式，是一种描述在Internet 上创建三维复杂交互场景和对象的文件格式标准，通过网络传输的只是一个很小的描述文件，在服务器上提供VRML 文件及图像、视频、声音等支持资源，客户端通过本地VRML 浏览器交互地访问这些文件并解释执行。
VRML技术及其使用
1．VRML的概念
VRML （Virtual Realty Modeling Language ，虚拟现实建模语言）基于客户/ 服务器模式，是一种描述在Internet 上创建三维复杂交互场景和对象的文件格式标准，通过网络传输的只是一个很小的描述文件，在服务器上提供VRML 文件及图像、视频、声音等支持资源，客户端通过本地VRML 浏览器交互地访问这些文件并解释执行。
2.VRML的特点
(1)使用方便性
(2)可交互性
(3)可扩展性
(4)和平台无关性
(5)文件体积小，信息量大
(6)良好的接口一致性
3. VRML 在网络教育中的使用
VRML 在各方面都展现除了强大的使用可能性，蕴藏了无限生机，在教育领域Web 站点中，它可广泛用于学习情景创设，增加学习内容的形象性和趣味性、可视化的导航、自然的人机界面等方面。