虚拟现实与增强现实跟踪技术
虚拟现实与增强现实技术
虚拟现实与增强现实技术一、虚拟现实技术1.定义：虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）是一种通过计算机技术模拟出的一种人工环境，用户可以通过头盔显示器、手柄等设备，全方位地感受和操作这个环境中的内容，如同真实世界一般。
2.原理：虚拟现实技术利用头戴式显示器、传感器、计算机等设备，将用户的视觉、听觉、触觉等感官与虚拟环境相结合，使用户产生身临其境的感觉。
3.应用领域：虚拟现实技术在游戏、教育、医疗、军事、房地产等领域有着广泛的应用。
例如，虚拟现实游戏可以让玩家沉浸在游戏世界中；虚拟现实教育可以提供更加生动、直观的学习体验；虚拟现实医疗可以用于心理治疗和康复训练等。
二、增强现实技术1.定义：增强现实技术（Augmented Reality，简称AR）是一种将虚拟信息与现实世界融合的技术。
通过智能手机、平板电脑、头戴式显示器等设备，在现实世界中叠加虚拟信息，使用户能够实时地看到虚拟信息与现实世界的结合。
2.原理：增强现实技术利用计算机图形学、视觉识别等技术，将虚拟信息实时地渲染到用户的视野中。
用户可以通过设备看到现实世界的同时，也能看到虚拟信息，从而实现虚拟与现实的融合。
3.应用领域：增强现实技术在游戏、教育、医疗、购物等领域有着广泛的应用。
例如，增强现实游戏可以让玩家在现实世界中与虚拟角色互动；增强现实教育可以提供更加生动、直观的教学方式；增强现实购物可以用于试穿、试戴等场景，提高购物体验。
三、虚拟现实与增强现实技术的区别与联系1.区别：虚拟现实是完全模拟出一个全新的环境，使用户沉浸在其中；而增强现实是在现实环境中叠加虚拟信息，使用户能够看到现实与虚拟的融合。
2.联系：虚拟现实与增强现实技术都是计算机视觉领域的重要应用，它们在技术上有相似之处，如计算机图形学、视觉识别等。
同时，这两种技术都可以为用户提供丰富、直观的交互体验。
四、未来发展1.硬件设备的发展：随着技术的进步，虚拟现实与增强现实设备的性能将不断提高，更加轻便、舒适、低延迟的头戴式显示器将逐渐普及。
计算机视觉中的虚拟现实与增强现实技术
计算机视觉中的虚拟现实与增强现实技术虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）和增强现实（Augmented Reality，简称AR）是两种在计算机视觉领域中广泛运用的技术。
虚拟现实技术创造了一个全新的虚拟世界，让用户能够沉浸其中；而增强现实技术则将计算机生成的虚拟信息与真实世界相融合，为用户提供丰富的交互体验。
本文将深入探讨这两种技术的原理、应用领域以及未来的发展趋势。
首先，我们来了解一下虚拟现实技术。
虚拟现实通过使用头戴式显示器、手柄、体感设备等硬件设备，让用户身临其境地感受到虚拟环境。
其中，头戴式显示器通常由两个小屏幕组成，将不同的图像呈现在使用者的眼睛中，通过追踪用户的头部运动，实现视角的变化，从而让用户感觉自己处于虚拟环境中。
此外，体感设备可以追踪用户的身体动作，使得用户能够进行互动操作，增强了虚拟环境的沉浸感。
虚拟现实技术已经在多个领域得到广泛应用。
在娱乐方面，虚拟现实游戏大受欢迎。
游戏玩家可以身临其境地参与到游戏中，与游戏角色进行互动。
虚拟旅游是另一个重要的应用领域，用户可以在家中通过虚拟现实设备，体验到富有沉浸感的旅行体验，比如参观世界各地的名胜古迹。
此外，虚拟现实技术还在医疗、设计和培训等领域得到应用。
在医疗方面，虚拟现实技术被用于手术模拟和心理治疗等方面；在设计领域，虚拟现实技术可用于建筑设计和产品原型制作；在培训方面，虚拟现实技术可以模拟各种场景，提供更加真实的培训体验。
接下来，我们将讨论增强现实技术。
增强现实技术通过在真实世界中叠加计算机生成的虚拟信息，为用户提供丰富的交互体验。
与虚拟现实技术不同的是，增强现实技术不需要完全取代用户的现实感知，而是在现实世界上叠加虚拟信息。
增强现实技术的核心是实时的跟踪和识别真实世界中的物体和场景，并将相应的虚拟信息与之相匹配。
增强现实技术也在多个领域得到广泛应用。
在教育方面，增强现实技术可以为学生提供更加生动直观的学习体验。
虚拟现实与增强现实技术
虚拟现实和增强现实技术提供了全新的交互方式，如手势 识别、语音识别、脑机接口等，使得人机交互更加自然、 便捷和高效。
推动产业发展
随着虚拟现实和增强现实技术的不断发展和普及，将会带 动相关产业的快速发展，如游戏娱乐、教育培训、医疗健 康、工业制造等。
发展趋势预测
融合发展
虚拟现实和增强现实技术将不断融合发展，形成更加自然、真实和沉浸式的用户体验，同 时结合5G、AI等技术，实现更高层次的人机交互和智能化应用。
教育培训领域
模拟实践
远程教育
通过虚拟现实技术，学生可以模拟实 践各种操作和技能，提高学习效果和 实践能力。
虚拟现实和增强现实技术可以打破地 域限制，实现远程教育和在线学习。
场景化教学
利用增强现实技术，教师可以创建生 动的教学场景，帮助学生更好地理解 和掌握知识。
工业设计领域
虚拟原型设计
利用虚拟现实技术，设计师可以 在计算机上创建虚拟原型，进行
目前，Байду номын сангаасR/AR技术已经应用于游戏、影 视、教育、医疗、工业设计等领域，并 取得了显著的成果。同时，随着5G、 AI等技术的融合应用，VR/AR技术的发
展前景将更加广阔。
02
虚拟现实技术
硬件设备
头戴式显示器
提供沉浸式体验，通过头戴设 备将用户的视觉、听觉等感官 隔离，创造出一种身临其境的
虚拟环境。
3D眼镜/头盔
类似于头戴式显示器，但更为 轻便，通常用于手机或电脑的 虚拟现实体验。
空间定位设备
通过红外线、超声波等定位技 术，实现用户在虚拟空间中的 位置追踪。
数据手套
穿戴在用户手上，通过传感器 捕捉手部动作，实现与虚拟环
虚拟现实与增强现实技术比较
虚拟现实与增强现实技术比较虚拟现实（Virtual Reality，VR）与增强现实（Augmented Reality，AR）是目前技术领域中备受关注的两个概念。
虽然它们都涉及到数字技术与人类感知之间的交互，但它们在实现原理、应用场景和用户体验上存在一些显著的差异。
本文将对虚拟现实和增强现实进行比较，并详细介绍它们的实现原理、应用场景、技术挑战以及前景展望。
一、实现原理：1. 虚拟现实：虚拟现实技术通过使用专门的设备（如头盔、手套、体感器等）将用户完全隔离于真实环境，并通过电脑图形技术创建一个与真实环境类似的虚拟场景。
2. 增强现实：增强现实技术则是通过添加虚拟元素到真实世界中，将现实世界与虚拟世界进行融合。
通常使用智能手机、平板电脑或者AR眼镜等设备来实现。
二、应用场景：1. 虚拟现实：- 游戏与娱乐：虚拟现实可提供身临其境的游戏体验，玩家可以在虚拟世界中进行互动。
- 教育与培训：虚拟现实可以模拟各种场景，如危险环境、手术操作等，为学生提供更实际的学习体验。
- 视觉艺术与设计：艺术家可以使用虚拟现实技术创作出令人惊叹的虚拟作品。
2. 增强现实：- 商业与零售：增强现实可以为商家提供更丰富的购物体验，让顾客通过AR 技术在现实场景中试穿衣物或佩戴配饰。
- 教育与培训：增强现实可以将虚拟元素融合到教学中，使学生更深入地理解知识。
- 医疗保健：医生可以通过AR技术在手术过程中获得更准确的信息，提高手术成功率。
三、技术挑战：1. 虚拟现实：- 显示技术：低分辨率、延迟和眩晕问题仍是虚拟现实面临的挑战。
- 交互体验：如何与虚拟世界进行真实且自然的交互仍然需要进一步研究和发展。
- 系统成本：虚拟现实设备的价格较高，限制了其普及程度。
2. 增强现实：- 真实感觉：如何将虚拟元素与真实世界完美融合，使用户感到虚拟与现实无缝衔接仍然是一个挑战。
- 技术设备：现有设备如AR眼镜在舒适性、视觉效果等方面还有待改进。
虚拟现实和增强现实
虚拟现实和增强现实虚拟现实（Virtual Reality）和增强现实（Augmented Reality）是当今科技领域备受关注的两个热门概念。
虚拟现实技术通过模拟环境，使用户彷如身临其境，而增强现实技术则是在现实世界上叠加数字信息，为用户提供更多的信息和交互方式。
这两种技术在娱乐、教育、医疗和工业等领域都展现出了巨大的潜力。
本文将从技术原理、应用场景和未来发展等角度对虚拟现实和增强现实进行探讨。
一、虚拟现实技术虚拟现实技术是一种模拟环境的技术，通过计算机生成的虚拟世界，使用户可以身临其境地感受到其中的情景和体验。
虚拟现实技术的核心是构建一个虚拟世界，用户可以通过佩戴设备如头盔、手套等与虚拟环境进行交互。
虚拟现实技术的应用非常广泛。
在游戏领域，虚拟现实技术为游戏玩家提供了更加沉浸式的游戏体验，使得他们可以身临其境地参与其中。
在教育领域，虚拟现实技术可以用于模拟实验环境，提供更加安全和经济的教育资源。
在医疗领域，虚拟现实技术可以用于训练医生进行手术操作，减少患者的风险。
二、增强现实技术增强现实技术是指在现实世界上叠加数字信息，为用户提供更多的信息和交互方式。
与虚拟现实不同，增强现实并不是完全取代现实，而是在现实环境的基础上增加虚拟信息。
增强现实技术的核心技术有图像识别、定位跟踪和显示技术。
通过摄像头识别物体或场景，定位跟踪用户的位置和移动，然后在显示设备上叠加数字信息，实现增强现实的效果。
增强现实技术具有广泛的应用场景。
在游戏领域，增强现实技术可以将虚拟角色和物品融合到现实世界中，提供更丰富的游戏体验。
在商业领域，增强现实技术可以为消费者提供更直观、便捷的购物体验，比如通过试穿虚拟衣物来选择合适的尺寸和款式。
三、虚拟现实和增强现实的发展趋势虚拟现实和增强现实技术在未来的发展势头非常迅猛。
随着硬件设备的不断进步和价格的下降，虚拟现实和增强现实技术将更加普及。
同时，人们对于沉浸式体验和更直观的交互方式的需求也在推动着虚拟现实和增强现实技术的发展。
虚拟现实与增强现实技术的基本原理与开发方法
虚拟现实与增强现实技术的基本原理与开发方法虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术是两种近年来发展迅猛的前沿技术，它们带给人们全新的视觉和身临其境的体验。
本文将详细介绍虚拟现实和增强现实技术的基本原理，并探讨它们的开发方法。
一、虚拟现实技术的基本原理和开发方法1. 虚拟现实技术的基本原理虚拟现实技术通过模拟人类的视觉、听觉、触觉等感官的反馈，让用户感觉到身临其境的感觉。
这种效果主要是通过以下几个方面实现的：- 头戴式显示器：使用头戴式设备可实现实时的高清显示效果，用户可以通过双眼承载镜片观察3D图像。
- 捕捉和追踪技术：通过使用传感器追踪用户的头部和手部动作，将用户的动作实时传输到虚拟环境中，使人们能够真实地控制和交互。
- 交互设备：如手柄、手套等，用于与虚拟环境进行交互，增强用户体验。
2. 虚拟现实技术的开发方法虚拟现实技术的开发主要包括以下几个步骤：- 确定需求和目标：开发之前需要明确项目的需求和目标，比如开发虚拟游戏、虚拟教育等。
- 场景建模和渲染：使用专业建模软件创建虚拟环境，为其添加材质、纹理等，以实现真实感的效果。
- 用户交互设计：设计虚拟环境中的用户交互方式，包括控制、手势等，以提供更好的用户体验。
- 编程和测试：利用虚拟现实开发工具进行编程，实现交互效果，并进行测试和修复漏洞。
- 上线和更新：完成开发后，将应用发布到相关平台上，提供给用户下载和体验，并及时更新修复漏洞和改进用户体验。
二、增强现实技术的基本原理和开发方法1. 增强现实技术的基本原理增强现实技术是一种将虚拟内容叠加到现实世界中的技术，它通过识别和跟踪现实世界中的物体，将虚拟对象实时叠加到场景中，让用户在现实世界中与虚拟对象进行交互。
以下是增强现实技术的基本原理：- 传感器：使用摄像头、陀螺仪等传感器获取现实世界的环境信息。
- 物体识别和跟踪：使用计算机视觉算法对现实世界中的物体进行识别和跟踪。
- 虚拟对象生成和叠加：根据识别和跟踪结果，在现实世界中生成虚拟对象，并将其叠加到场景中。
虚拟现实和增强现实的开发技术
虚拟现实和增强现实的开发技术虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）和增强现实（Augmented Reality，简称AR）是近年来备受关注的新兴技术，促使了数字娱乐、教育、医疗、工业等领域的创新发展。
本文将详细分析虚拟现实和增强现实的开发技术，并探讨其应用前景。
一、虚拟现实技术的开发1. 头戴式设备头戴式设备是虚拟现实体验的关键，主要由显示屏、传感器和运算装置等组成。
近年来，随着技术的进步，虚拟现实设备逐渐变得更小、更轻、更舒适。
领先的VR头戴设备如Oculus Rift、HTC Vive等都在不断优化，提供更好的沉浸式体验。
2. 位置跟踪技术在虚拟现实中，位置跟踪技术是至关重要的一环。
通过使用摄像头、传感器或激光雷达等装置，可以精确追踪用户在虚拟世界中的位置和动作。
其中的核心技术包括光电式跟踪、磁力式跟踪和惯性式跟踪等。
3. 虚拟环境建模为了创造逼真的虚拟现实体验，开发者需要构建具有真实感的虚拟环境。
虚拟环境建模主要包括三维建模、纹理映射、动画设计等技术。
其中，三维建模技术是非常重要的，可以通过计算机生成三维模型，并为其添加纹理、光照等效果，使虚拟环境更加逼真。
4. 用户交互技术用户交互是虚拟现实体验的关键之一。
传统的交互方式主要是通过手柄或控制器实现，用户可以通过手势、按钮等方式与虚拟环境进行交互。
而如今，虚拟现实设备开始采用手势识别、眼球追踪等新技术，使得用户交互更加自然、便捷。
二、增强现实技术的开发1. 智能眼镜/头盔增强现实技术的入口设备主要是智能眼镜或头盔。
这些设备使用透明显示器，将虚拟图像叠加在用户看到的真实世界之上。
目前市面上较为知名的增强现实设备有Microsoft HoloLens、Google Glass等。
2. 传感器和相机增强现实技术依靠精确的传感器和相机来感知和识别真实世界中的元素。
传感器能够感知用户的位置、姿态和动作，而相机则用于捕捉和识别现实世界中的物体、图像或文字。
互联网时代下的虚拟现实技术和增强现实技术
互联网时代下的虚拟现实技术和增强现实技术随着科技的发展和社会的进步，人们对于现实世界的认知和需求也在不断变化。
虚拟现实技术和增强现实技术作为人工智能领域中的重要代表，正逐渐崭露头角。
它们不仅给人们带来了全新的视觉和感官体验，还能在很多领域中发挥重要作用。
本文旨在介绍互联网时代下的虚拟现实技术和增强现实技术，包括其定义、发展历程及应用场景等方面。
一、虚拟现实技术虚拟现实技术（Virtual Reality,简称VR）是一种将真实世界的感官体验通过计算机和传感器等技术手段有效地模拟出来的技术，在虚拟空间中提供给人们身临其境的感受。
它给人们带来更加真实的感官体验和沉浸式的场景，包括视觉、听觉、触觉、嗅觉等多个方面。
虚拟现实技术的发展历程可以追溯到二十世纪六十年代，美国的艾伦-梅洛医学中心开发出了一款类似于头部显示器的设备，使人能够通过翻转头部来改变显示屏中的角度，至此可视化体验开始飞速的发展。
二十一世纪时，虚拟现实技术得到了前所未有的发展，尤其是在游戏、电影、教育等领域中的应用日益广泛。
现如今可以通过简单的智能手机应用程式就可以体验虚拟现实技术。
如海量在线游戏虚拟现实技术，可以让玩家在虚拟空间中自由游走、体验，完全沉浸在虚拟的环境中。
虚拟现实技术的应用场景是非常广泛的，包括游戏、电影、工具开发、广告和教育等领域。
作为一种崭新的教学模式，虚拟现实可以为学生们提供全新的学习体验，使他们更加具有创造力、独立思考能力和实践能力。
在医学与保健方面，虚拟现实技术可以为医生们提供3D模型，便于更好地对患者进行诊断和治疗。
此外，在极端天气的自然灾害、核辐射危机等方面，虚拟现实可以为岗位操作员提供现场逼真仿真训练，提升应对能力。
虚拟现实技术在使人们接触到更真实的体验的同时，也存在一定的安全风险和心理轻度障碍，例如头晕、恶心等生理反应，以及恐慌、焦虑等心理障碍。
因此在使用虚拟现实技术时需要注意合理的安排时间、场景和对身体的保护。
虚拟现实和增强现实技术及其教育应用
虚拟现实和增强现实技术及其教育应用汇报人：日期:•虚拟现实和增强现实技术概述•虚拟现实技术及其教育应用•增强现实技术及其教育应用目录•虚拟现实和增强现实技术的优势与挑战•虚拟现实和增强现实技术的教育应用前景与建议01虚拟现实和增强现实技术概述虚拟现实（VR）定义虚拟现实是一种计算机技术，通过模拟人的视听感知，创造出一种沉浸式的虚拟环境，使用户能够身临其境地感受和交互。
增强现实（AR）定义增强现实是一种计算机技术，通过将虚拟信息叠加到真实世界中，实现对真实世界的增强和扩展。
增强现实（AR）特点虚实结合、实时交互、三维跟踪。
用户可以通过增强现实技术，在真实世界中看到由计算机生成的虚拟物体，这些物体可以与真实物体交互，并实时调整位置和姿态。
虚拟现实（VR）特点沉浸性、交互性、想象性。
用户可以通过虚拟现实技术，进入一个由计算机生成的三维环境，通过视觉、听觉、触觉等多种感官的参与，体验到身临其境的感觉。
定义与特点技术发展历程虚拟现实技术自20世纪50年代以来不断发展，经历了早期的头戴式显示器、3D模型和图像的生成，到现代的沉浸式体验、实时交互和高度逼真的虚拟环境。
增强现实发展历程增强现实技术自20世纪90年代以来逐渐发展，早期主要应用于军事和工业领域，近年来随着移动设备的普及和技术的进步，增强现实开始广泛应用于教育、娱乐、旅游等领域。
虚拟现实设备主要包括头戴式显示器、3D眼镜、手柄等，用于提供沉浸式体验和交互。
此外，还需要高性能的计算机和图形处理器来生成和处理虚拟环境中的图像和数据。
虚拟现实设备增强现实设备主要包括移动设备（如手机、平板电脑）、智能眼镜等，用于显示虚拟信息并实时跟踪用户的动作和位置。
此外，还需要相应的软件开发工具和平台来创建和应用增强现实应用。
增强现实设备主要设备和硬件要求02虚拟现实技术及其教育应用通过头戴式显示器、手柄等设备，使用户完全沉浸在虚拟世界中，实现身临其境的体验。
沉浸式虚拟现实增强现实分布式虚拟现实通过将虚拟元素与现实场景相结合，使用户在现实世界中看到虚拟物体，实现虚实结合的效果。
虚拟现实与增强现实的技术对比
虚拟现实与增强现实的技术对比在当今科技飞速发展的时代，虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）和增强现实（Augmented Reality，简称 AR）这两项技术正逐渐走进我们的生活，为我们带来前所未有的体验。
虽然它们都属于沉浸式技术的范畴，但在技术原理、应用场景和用户体验等方面存在着显著的差异。
一、技术原理虚拟现实技术旨在创建一个完全虚拟的环境，让用户沉浸其中。
通过头戴式显示器（HMD）等设备，用户的视觉和听觉被完全封闭，使其感受到仿佛置身于一个全新的、与现实世界毫无关联的虚拟世界。
为了实现这种高度的沉浸感，VR 技术需要强大的图形处理能力、高分辨率的显示屏以及精确的头部追踪系统，以实时更新用户的视角，并提供流畅的视觉体验。
此外，为了增强沉浸感，还会配备触觉反馈设备，让用户在虚拟环境中能够感受到物体的触感。
相比之下，增强现实技术则是在现实世界的基础上叠加虚拟信息。
通常通过智能手机、平板电脑或智能眼镜等设备，利用摄像头捕捉现实场景，并将虚拟的图像、文字、音频等信息与现实世界进行融合。
AR 技术的关键在于准确的空间定位和识别，以便将虚拟信息精确地放置在现实世界的对应位置上。
同时，为了实现逼真的效果，还需要考虑光照、阴影和遮挡等因素，使虚拟信息与现实环境自然地融合在一起。
二、应用场景由于技术原理的不同，VR 和 AR 在应用场景上也各有侧重。
虚拟现实技术在游戏、影视娱乐等领域有着广泛的应用。
玩家可以完全沉浸在虚拟的游戏世界中，身临其境地进行冒险和战斗；观众可以通过VR 设备观看全景电影，获得更加震撼和身临其境的观影体验。
此外，VR 还在教育培训、航空航天模拟、医疗康复等领域发挥着重要作用。
例如，医学生可以通过VR 模拟手术过程，进行实践操作练习；康复患者可以在虚拟环境中进行康复训练，提高治疗效果。
增强现实技术则更多地应用于日常生活和工作场景中。
比如，通过手机上的 AR 应用，用户可以在购物时查看商品的虚拟展示效果，更好地了解产品的特点；在旅游时，通过智能眼镜获取景点的相关历史信息和导航指引；在工业领域，工人可以佩戴 AR 眼镜，获取设备的维修指导和操作提示，提高工作效率和准确性。
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制造和设计
医学 科学计算可视化
娱乐业
一、概述
增强现实系统特征
增强现实系统把计算机生成的虚拟物体、文字和图形等 信息重叠显示在用户所看到的真实物体之上，头盔显示器和 方位跟踪器是必不可少的外设，其头盔显示器是透视式的。
一、概述
增强现实与虚拟现实系统的区别
所使用的显示设备不同
虚拟现实系统使用浸没式头盔显示器或立体投影设备，增强 现实系统使用透视式显示设备。
跟踪注册涵义和精度要求不同。
虚拟现实系统中注册指呈现给用户的虚拟环境与用户的各种 感官匹配。增强现实系统中注册指将计算机产生的虚拟物体与用 户周围的真实环境全方位对准。
对虚拟环境的生成能力的要求不同
增强现实系统可以缓解虚拟现实系统建立逼真的虚拟环境时 对系统计算能力的苛刻要求。
一、概述
增强现实系统应用
目录
一、概述 二、三自由度地磁定姿系统 三、六自由度电磁跟踪系统 四、手指弯曲测量系统 五、户外增强现实系统关键技术 六、总结
一、概述
虚拟现实系统
虚拟现实是“一种利用计算机图形技术创建的真实 世界的仿真环境，而且这一由计算机合成的世界不是静 态的，是依用户输入而变化的，用户的输入方式可以包 括手势、命令语言等”。
一、概述
人机交互商用装置
-三自由度、六自由度跟踪器
一、概述
人机交互商用装置
-手指弯曲测量系统
一、概述
虚拟现实系统国内研究现状
清华大学计算机系智能技术与系统实验室在临界场感技术等 领域进行了卓有成效的研究。 北京科技大学虚拟现实实验室开发出了纯交互式汽车模拟驾 驶培训系统。 北京航空航天大学虚拟现实与多媒体研究室已经在DVENET 上开发了直升机虚拟仿真器、坦克虚拟仿真器、虚拟战场环 境观察器、计算机兵力生成器。 空军第二航空学院研制了我国第一套自行研制并接近实用化 的VR系统。 浙江大学开发了数字故宫、数字敦煌等虚拟现实应用系统。
增强现实系统并非以虚拟世界代替真实世界，而是利用 附加信息去增强使用者对真实世界的感官认识。由于真实环 境的存在能够使用户对周围环境的感知更具真实感，其主要 应用领域为：
医疗研究 装配、维修与教育培训
娱乐及室内装饰设计
军事应用 视频转播
一、概述
虚拟现实系统的国外进展
美国从六十年代即开始着手进行虚拟现实的研究工作，并且 一直受到美国国防部的重视。 英国正在利用虚拟现实技术进行高级战斗机座舱设计。 欧洲航天局已制定了一项“人在虚拟现实空间”的研究计划。 澳大利亚国防军开始实施代号为“温杜拉工程”的十年计划 以训练未来的士兵，该计划的核心就是利用虚拟现实系统进 行军事训练。 虚拟现实游戏和加强人机接口能力是日本在虚拟现实方面的 两个主要研究方向，尤其在游戏方面占有重要的市场地位。
目录
一、概述 二、三自由度地磁定姿系统 三、六自由度电磁跟踪系统 四、手指弯曲测量系统 五、户外增强现实系统关键技术 六、总结
二、三自由度地磁定姿系统
概述
在虚拟现实系统中头盔显示器给用户提供一种沉浸在 虚拟环境中的浸没感，计算机必须连续地获得用户头部的 精确姿态信息并实时地调整显示的图像，实现姿态测量的 装置为三自由度定姿系统。
arctan( H X 1 / HY1 )
运动物体处于倾斜状态下姿态角的测量算法
cos H1 0 sin 0 sin 1 0 0 cos 1 0 0 cos 0 sin 0 sin H 3 cos
运动学
Байду номын сангаас
一、概述
虚拟现实技术的应用
虚拟现实系统能够提供一种与以往所有的传统技术不同的 观点-第一人称观点，用户将会沉浸在计算机生成的虚拟环境 中去，而且还可以与其中的物体进行交互。在虚拟环境中，操 作者可以利用天生的空间感来理解所看到的事物，计划所要做 的事情，主要应用领域为:
军事模拟训练
二、三自由度地磁定姿系统
地磁定姿原理
地磁场的强度大约为0.5Gauss，其水平分量与地球表 面平行，指向地磁北极。
二、三自由度地磁定姿系统
地磁定姿原理
目前通过罗盘确定姿态的方法均为首先确定地磁场 的水平分量HX和HY，根据HX和HY的测量值确定与地磁北 极的夹角，然后在计算结果中加入地磁偏角来找到真北。
浸没感
参与者有身临其境的真实感觉。
交互性
可以通过虚拟现实系统中的交互接口设备以自然交互方式 与虚拟现实环境进行交互操作。
一、概述
虚拟现实系统的构成
立体声音响 合成及定位 虚 拟 环 境 生 成 器 头眼身体跟踪 多传感器组 姿态语言识别 力反馈装置 语音合成 图象合成 头 盔 显 示 设 备
语音识别
二、三自由度地磁定姿系统
姿态角测量算法
在刚体动力学中运动物体的姿态(即运动物体在参考 空间中的方位)通过与运动物体相固结的运动参考坐标系 和定参考坐标系之间的夹角表示。
Z(Z1)
Z2 ZC
γ
θ θ O
YC Y1
Y
X X1
γ X2(XC)
二、三自由度地磁定姿系统
姿态角测量算法
运动物体处于水平状态下姿态角的测量算法
看到底部
看到前部
看到顶部
二、三自由度地磁定姿系统
概述
在地面上标定方向的基准是地球自转轴，基于感受地 球自转角速度的定向仪表如陀螺罗经、陀螺经纬仪、指北 陀螺系统和速率陀螺等，不仅技术复杂、造价昂贵、维护 困难和体积庞大，而且启动时间长。 地球自身固有的可做方位基准的矢量除了地球自转角 速度矢量以外，只有地磁场强度。研制了一种采用加速度 计、磁阻传感器和单片机的数字地磁定姿系统及其定姿算 法，通过测量地球的重力场及磁场来计算运动物体的三自 由度姿态数据。由于采用全固态传感器，该套系统具有精 度高、性能稳定、体积小、价格低廉、功耗低的特点。
一、概述
增强现实系统
增强现实技术是虚拟现实技术发展的一个重要分支，借 助光电显示技术、交互技术、计算机图形技术和可视化技术 产生现实环境中不存在的虚拟对象，并通过传感技术将虚拟 对象准确“放置”在真实环境中，借助显示设备将虚拟对象 与真实环境融为一体。
一、概述
虚拟现实系统的特征
虚拟现实系统是一种由计算机和电子技术创造的具有浸没 感的高级人机界面，用户能够通过各种传感设备使用人的各种 自然技能对虚拟世界中的物体进行考察或操作。