VR虚拟现实简介
科普：虚拟现实VR是什么原理
科普：虚拟现实VR是什么原理VR(Virtual Reality，即虚拟现实，简称VR)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)丰要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设各等方面。
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。
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。
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。
自主性指虚拟环境中的物体依据现实世界物理运动定律动作的程度。
关键技术虚拟现实是多种技术的综合，包括实时三维计算机图形技术，广角(宽视野)立体显示技术，对观察者头、眼和手的跟踪技术，以及触觉/力觉反馈、立体声、网络传输、语音输入输出技术等。
虚拟现实技术介绍
虚拟现实技术介绍虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）是一种通过计算机技术，模拟人类感知系统，创造一种虚拟环境并使使用者沉浸其中的交互式技术。
虚拟现实技术已经被广泛应用于多个领域，包括游戏、医疗、教育、建筑和娱乐等。
本文将介绍虚拟现实技术的原理、应用以及未来发展趋势。
一、虚拟现实技术的原理虚拟现实技术的基本原理是通过计算机生成虚拟场景，并通过头戴式显示器、手柄等设备将用户置身于这个虚拟场景中。
用户可以通过感知设备（如摄像头和传感器）对虚拟环境进行实时感知，通过交互设备（如手柄、触摸屏、手势识别装置）进行互动，从而模拟真实世界的视觉、听觉、触觉等感官体验。
二、虚拟现实技术的应用1. 游戏虚拟现实技术在游戏领域具有广泛应用。
通过虚拟现实设备，游戏玩家可以身临其境地参与游戏，享受更加沉浸式的游戏体验。
例如，玩家可以使用头戴式显示器和手柄控制器，在虚拟世界中进行射击、驾驶和探索等活动，更加真实地感受游戏的乐趣。
2. 医疗虚拟现实技术在医疗领域的应用越来越多。
医生可以使用虚拟现实设备进行手术模拟和训练，提高手术精确度和安全性。
同时，虚拟现实还可以用于治疗恐惧症和心理疾病等情况，帮助患者进行心理疏导和康复。
3. 教育虚拟现实技术在教育领域的应用可以提供更加生动、互动的学习体验。
学生可以利用虚拟现实设备参观名胜古迹、进行科学实验，甚至参与历史事件的重现，从而增强对知识的理解和记忆。
4. 建筑虚拟现实技术在建筑领域的应用可以实现虚拟房屋设计、房产演示、建筑预览等功能。
设计师和用户可以通过虚拟现实设备实时漫游建筑，调整设计方案，提前感受房屋的真实效果，帮助决策过程中的调整和改进。
5. 娱乐虚拟现实技术已经在娱乐领域得到广泛应用。
除了游戏之外，虚拟现实还被用于电影、音乐会等娱乐活动中。
观众可以通过虚拟现实设备获得更加身临其境的观影和听音体验，增加娱乐活动的乐趣。
三、虚拟现实技术的未来发展趋势虚拟现实技术作为前沿的科技领域，其未来发展前景广阔。
简述虚拟现实的基本概念
虚拟现实技术简称VR，起源于1965年，又被称为虚拟环境、灵境或人工环境。
通过计算机生成一种模拟环境，同时发出电子信号，使参与者沉浸其中并被施加视觉、听觉和触觉等感知感受，且支持人机交互的技术。
简单说，就是虚拟和现实通过技术相互结合，形成一种可以体验虚拟世界的计算机仿真系统，具有多感知性、存在感、交互性、自主性四大特征。
虚拟现实技术作为一门崭新的集成型技术，涵盖了计算机软硬件、传感器技术、立体显示技术、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，目前已被广泛应用于医学、游戏娱乐、军事航天、室内设计、房产开发、工业仿真、应急推演、文物古迹、web3d、道路桥梁、地理监测、教育、演播室、水文地质、虚拟维修、船舶制造、汽车仿真、轨道交通、生物力学、康复训练、数字地球等领域。
未来，虚拟现实技术仍将遵循“低成本、高性能”这一基本原则，在以下五个方向蓬勃发展：
1. 动态环境建模技术：目的是获取实际环境的三维数据，并根据需要建立相应的虚拟环境模型。
2. 实时三维图形生成和显示技术：在不降低图形质量和复杂程度的前提下提高刷新频率将是今后的重要研究内容。
3. 新型交互设备的研制：VR技术能够让参与者与虚拟世界中的对象自由进行交互。
4. 智能化语音虚拟现实建模：通过语音识别技术，能将对模型的描述转化成建模所需要的数据，然后利用计算机的图形处理技术和人工智能技术进行设计，将基本模型用对象表示出来，最终形成一个完整的系统模型。
5. 网络分布式虚拟现实应用：这一应用能将零散的VR系统或仿真器借由网络联系组合到一起，并采用符合要求的标准、结构、协议以及数据库构成在空间和时间上能够互相耦合的虚拟合成环境，使参与者可以自由进行交互。
1、引言虚拟现实（VirtualReality，简称VR）是人们.doc
1、引言虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）是人们1、引言虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）是人们对计算机仿真环境进行可视化操作和交互的一种全新方式，与传统人机界面相比，在技术思想上有了质的飞跃。
利用计算机生成虚拟环境，通过视、听、触，甚至味觉等多种通道的实时模拟和实时交互[1]。
虚拟现实技术融合了计算机图形学、数字图像处理、人工智能、传感器、多媒体技术、网络以及并行技术等多个信息技术分支的最新发展成果，大大推进了计算机技术的发展，已被广泛应用于军事模拟、视景仿真、飞机汽车制造、科学可视化等领域[2]。
虚拟漫游是虚拟现实技术的重要应用，实现了对三维景观的数字化和虚拟化[3]，在虚拟场景中漫游具有实时性和交互性，使用户产生了身临其境的感受。
2、构建面向漫游的三维虚拟场景构建虚拟场景是整个漫游系统的基础，模型的质量好坏直接影响了场景的逼真程度和运行的效果。
本文采用Maya软件进行建模，得到模型具有很强的逼真度。
虚拟漫游系统中场景的构建主要采用几何建模技术进行建模，根据不同的需求，将多边形建模、曲面建模等多种方法结合起来应用。
正式建模之前，首先要获得整个场景的地图数据，确定需要哪些建筑物以及每个建筑物所处的位置。
本文主要是通过照片和录像资料采集数据，照片由于分辨率较高并且是静态的，通常用来描述场景细节信息，同时也作为纹理贴图的主要参照。
录像资料收集的范围比较广，更适合记录建筑物之间的相对位置。
在建模的过程中，可以将场景分为若干个模块，主次分明，重点的建筑物需要对其精细建模，次要的建筑物则可以粗略建模，逐层逐块的利用Maya提供的强大建模功能和修改工具进行建模。
需要精细建模的部分尽量采用精确的几何体，而粗略的部分可以使用面片数较少的几何体构建，争取用最少的多边形达到理想的效果。
但是，在建好的模型中往往会出现冗余的多边形，不仅增加了面片数，而且在漫游的过程中会出现画面闪烁的现象。
什么是“虚拟现实”？
什么是“虚拟现实”？
虚拟现实（Virtual Reality，VR）是一种基于计算机技术的新型交互方式，通过仿真环境和设备进行人机交互，将人带入到一个虚拟的三维空间中，让人和计算机构成一个交互式、全沉浸的虚拟世界。
下面将从三个方面来介绍虚拟现实。
一、虚拟现实的定义和特点
虚拟现实起源于20世纪60年代，是一种利用计算机生成图像和仿真模拟技术模拟出真实世界，让用户感觉到身临其境的交互式3D环境的技术。
虚拟现实具有全沉浸、交互性、可视化、可感知、多维度等特点。
二、虚拟现实技术在不同领域的应用
虚拟现实技术在游戏、医疗、军事、教育、旅游等领域得到了广泛的应用。
在游戏领域，虚拟现实是游戏厂商想要寻找“突破口”的方向之一；在医疗领域，虚拟现实技术可以帮助医生在手术前进行精细化的诊断和方案设计；在军事领域，虚拟现实技术可以为军事训练提供逼真的环境和情境，提高战士的战斗能力；在教育领域，虚拟现实可以创造出各种教学场景，提高教学效果；在旅游领域，虚拟现实将带来更加真实的旅游体验。
三、虚拟现实技术面临的挑战
虚拟现实技术目前仍面临诸多挑战，如设备过于笨重、折射率较低、设备兼容性问题等。
同时，虚拟现实带来的种种问题也需要进一步研究和解决，如眩晕、头痛、恶心、虚拟现实技术的侵犯等。
综合来看，虚拟现实技术这一全新性质的科技，把人带进了一个全新的空间，创造了无限的发展可能性。
虚拟现实技术将在未来得到广泛应用，助力科技发展，同时具有很大的市场潜力，成为新时代的发展热点。
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2.虚拟驾驶案例（中视典虚拟驾驶技术）
2.2虚拟驾驶定义
虚拟驾驶：也被称为汽车驾驶仿真，或汽车模拟驾驶。是指利用现代高科 技手段如：三维图像即时生成技术、汽车动力学仿真物理系统、 大视场显示技术（如多通道立体投影系统）、六自由度运动平 台（或三自由度运动平台）、用户输入硬件系统、立体声音响、 中控系统等，让体验者在一个虚拟的驾驶环境中，感受到接近 真实效果 的视觉、听觉和体感的汽车驾驶体验。
2.1中视典公司简介
中视典数字科技，是专注于虚拟现实与仿真领域的软 硬件研发与推广的专业机构，是国际领先的虚拟现实 技术解决方案供应商和相关服务提供商。提供的产品 有:虚拟现实编辑器(VRP-Builder)、数字城市仿真平台 (VRP-Digicity)、物理模拟系统(VRP-Physics)、三维 网络平台(VRPIE)、工业仿真平台(VRP-Indusim)，旅 游网络互动教学创新平台系统(VRP-Travel)，三维仿 真系统开发包(VRP-SDK)，以及多通道环幕立体投影 解决方案等，能够满足不同领域不同层次的客户对虚 拟现实的需求。
存在感
又称临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。
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。
自主性
指虚拟环境中物体依据物理定律动作的程度。
1.虚拟现实基本理论
1.3虚拟现实系统构成
检测
用户
传 感 器
控 制
反馈
虚拟环境 现实世界 建模模块
3D模型
.虚拟驾驶案例（中视典虚拟驾驶技术）
2.4中视典虚拟核心技术
1）三维图像即时生成技术 中视典VRP虚拟现实系统，不仅可以模拟道路环境如各类建筑、
虚拟现实的知识点
虚拟现实的知识点虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）是一种通过计算机技术构建虚拟环境，使用户能够身临其境地感受和体验虚拟世界的技术手段。
它包括了三个主要方面：虚拟感知、交互和模拟。
一、虚拟感知虚拟感知是指通过计算机生成的图像和声音等感官输入，让用户进入虚拟环境中感受到真实的触感、视觉、听觉等感知体验。
这是实现虚拟现实的基本方法。
虚拟现实设备通常包括头戴式显示器、手柄或手套以及其他传感器，通过这些设备可以模拟出各种感官体验。
1. 视觉感知：虚拟现实技术可以通过立体显示和追踪技术使用户感受到逼真的视觉效果。
用户戴上VR头显后，屏幕上会呈现出虚拟环境的图像，用户可以360度无死角地观察到周围的一切。
2. 听觉感知：虚拟现实技术通过音频设备模拟真实的声音效果，让用户产生身临其境的感觉。
例如，在虚拟现实游戏中，用户可以听到远处传来的声音，增加了游戏的真实感。
3. 触觉感知：虚拟现实设备可以通过触觉反馈技术模拟不同物体的触感。
例如，用户触摸到一个虚拟物体时，设备会给予相应的力度和震动反馈，使虚拟物体的触感更真实。
二、交互交互是指用户与虚拟环境之间的双向沟通和互动。
虚拟现实技术通过各种输入设备，使用户能够在虚拟环境中进行自由的探索、操作和互动。
1. 手柄或手套：用户可以通过手柄或手套来进行虚拟环境中的交互操作，例如抓取物体、击打怪物等。
2. 语音识别：虚拟现实技术可以利用语音识别技术，让用户通过语音指令与虚拟环境进行交互。
用户可以通过语音来控制角色移动、选择菜单等。
3. 动作捕捉：虚拟现实技术可以通过动作捕捉设备记录用户的动作行为，并将其实时反馈到虚拟环境中。
用户可以通过简单的身体动作来控制虚拟角色的行为。
三、模拟虚拟现实技术可以通过计算机模拟真实世界中的各种情境和场景，让用户在虚拟环境中进行模拟体验和训练。
这对于各种实践场景的模拟和训练具有重要意义。
1. 游戏和娱乐：虚拟现实技术广泛应用于游戏和娱乐领域，为用户提供高度沉浸式的游戏体验。
虚拟现实VR技术概述
虚拟现实软件应用
VRP是国内中视典数字科技独立开发的具有独 立自主知识产权的一款三维虚拟现实软件平台。
VRP可应用于城市规划、室内设计、工业仿真、 古迹复原、桥梁道路设计、军事模拟等行业。
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信息科学与技术学院
3 VRP及设计流程
3.1 VR-Platform
VRP-Bulider 虚拟现实编辑器
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人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。0 1:08:44 01:08:4 401:08 10/16/2 020 1:08:44 AM
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信息科学与技术学院
1 虚拟现实技术(8)
1.4 虚拟现实的应用领域—其他
•城市规划 •室内设计 •文物保护 •交通领域 •房地产领域 •产品展示 •科学研究成果演示
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虚拟现实软件应用 信息科学与技术学院
2 虚拟现实系统开发工具
虚拟现实软件应用
2.1 虚拟现实系统开发模式 (1) 利用C或C++等高级语言，采用OpenGL或者 DirectX支持的图形库进行编程
VRP-DigCity 数字城市平台
VR-Platform 核心引擎
VRP-SDK 三维仿真系统开
发包
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VRP-Indusim 工业仿真平台
虚拟现实软件应用
VRP-IE 三维网络平台
VRP-Physics 物理系统 VRP-Travel 虚拟旅游平台
信息科学与技术学院
3 VRP及设计流程
3.2 虚拟现实项目的设计流程
23
信息科学与技术学院
本讲小结
思考题 •虚拟现实应用于哪些领域 •场景的制作流程 •VRP界面组成
上机实验 •上机实验1
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虚拟现实软件应用 信息科学与技术学院