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4.1virtualreality4.1虚拟现实技术4.1.1historyvirtualreality4.1.1虚拟现实的历史及应用.historyvirtualreality虚拟现实的历史自1962年，美国青年〔mortonheilig〕，创造了实感全景仿真机开始，虚拟现实技术越来越受到人们的关注。1970年元月1萨瑟兰(ivansutherland)领导研制成功第一个头盔显示器，这一天进行了首次的正式演示。virtualreality的概念由美国vplresearch公司的创始人加隆兰里尔(jaronlanier)在1989年正式提出来，中文通常译作“虚拟现实〞。virtualreality简称vr.applicationvirtualreality近年来vr研究也取得了很大进步，除了一些娱乐系统外，还有飞行模拟器，模拟手术实验室，驾驶模拟器，波音飞机777设计、遥控机器人、欧洲monalisa影视虚拟演播室、美国simnet海陆空战场仿真互联网。vr的一些具体的应用领域有：娱乐、教育与训练、医学、可视化、遥控遥现、通讯与协同工作、设计与规划、虚拟制造技术.application:application:meeting(meeting(virtualenvironment)virtualenvironment).application:fear.fearheights…successstories!fearheights…successstories!.fearspiders(arachnophobia)蜘蛛恐惧症.drivingsimulator.application:yacon高尔夫系统.application:yacon高尔夫系统玩家击打的是真的高尔夫球，经过速度感应器的计算，电脑能实时显示出高尔夫球在虚拟球场上的运动轨迹，以及落点。真实的手感，加上逼真的显示效果带给玩家的是一种超越现实示的满足感。在这里不仅能玩高尔夫球，而且能玩的很尽兴，这家俱乐部还能提供您世界50个顶级高尔夫场地的模拟数据，玩家在这里就能足不出户体验游历世界著名球场，享受挥杆天下的乐趣了.4.1.2basicconceptsvr4.1.2虚拟现实的根本概念虚拟现实的定义virtualrealitydefinition虚拟现实三角形trianglerelationshipvirtualreality虚拟现实的外部设备virtualrealitytools.虚拟现实的定义(1)虚拟现实技术是在计算机pg电子娱乐平台的技术支持下的一种人工环境，是人类与计算机和极其复杂的数据进行交换的一种技术。利用计算机系统可以人为创立一种虚拟空间，虚拟现实系统具有向用户提供视觉、听觉和触觉、味觉和嗅觉等感知功能的能力，人们能够在这个虚拟环境中观察、聆听、触摸、漫游，并与虚拟环境中的实体进行交互，从而使用户亲身体验沉浸在虚拟空间中的感受。.虚拟现实的定义(2)real虚拟现实的最终目的是提高人的认识能力，促进人与环境的交流，更深入的开发人类的智慧。.trianglevirtualreality4.1.2.2虚拟现实三角形(1)virtualreality.trianglevirtualreality4.1.2.2虚拟现实三角形(2)realtimeactionscanimmediatelymodify3dvirtualspace.3dspacemanipulateobjectsgetsomeidea3dspace..trianglevirtualreality4.1.2.2虚拟现实三角形(3)沉浸性是指用户感到被虚拟世界所包围，就好似完全融入其中一样。通常有两种实现方法，一种是多窗口〞显示法，常用于飞行或者驾驶模拟器中，用户能够通过任一窗口〞看见虚拟的世界，就好似通过一个真实的窗口看见外部世界一样；另一种是多数沉浸式虚拟现实系统所采用的头盔法，通过跟踪用户头部的运动，用户能看到变化的景象。交互性是指用户能通过自然的动作与虚拟世界的物体进行交互作用。例如在建筑中穿行〞，你可以开门或关门，也可以开关家电设备；在工程设计时，你可以用手拆散你的设计或者做其他的交互动作。想象力是指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。用一句话来概括3i：人们能够沉浸到计算机系统所描述的环境中，利用多种传感器和多维化的信息环境进行交互作用，从定性和定量结合集成的环境中得到感性和理性的认识。.exampleinputtingdocumentvr实例1：文档录入.exampledrinkinghotcoffeevrvr实例2：人在vr中喝热咖啡真正可以投入实际应用的技术还局限于视觉、听觉、触觉，人们对嗅觉、味觉的研究尚处于开发中…….4.1.2.3virtualrealitytools4.1.2.3虚拟现实外设3dpositiontrackersdataglove3dmousedataclothingforcefeedbackstereodisplaydevices3dsoundgenerators.dataglove.head-mounteddisplay.3dmouse.touchforcefeedback操纵杆joystick式力反响装置：如：游戏手柄、游戏方向盘k.ego-centricemissivevr.newspherevirtualrealityvirtusphereprovidesmechnicalbasistrulyimmersivevirtualrealityenvironments,permittingmoveaboutvirtualspacesimplywalking.deviceconsistslargehollowspherewhichspeciallydesignedplatformrotatefreelyuserwalksanydirection.(noteopenhatchpictureaboveclosedduringuse.)userwearshead-mounteddisplay,whichprovidesvirtualenvironment.sensorsundersphereprovidesubjectspeedcomputerrunningsimulation.userscanevenineractvirtualspaceusingspecialmanipulator..4.1.3structurevr4.1.3vr系统的构成与分类3dhead--mountdisplaydataglove.头部动作跟踪器 头部动作 跟踪设备 眼球运动 跟踪设备 声音 识别设备 手动作 识别设备 触感发生器 计算机 眼球跟踪器 拾音器 数据手套 自由度运动机构 视景生成 子系统 立体声 合成器 耳机 vrclassification 〕vr的分类 vr系统根据沉浸程度的不同，大致分为： 非强制式vr：如kmrtds vr系统根据其原理和规模的不同可分为: 桌面式vr系统 座舱式vr系统 投影式vr系统 .nonmandatory vr 非强制式vr .desktop vr 桌面式vr 系统 .4.1.4vr rendering technology 4.1.4vr 渲染技术 基于图形的渲染技术:rendering based 基于图像的渲染技术：rendering based 基于点的渲染技术：rendering based .基于图形：几何造型 .基于图形：纹理映射 .4.1.4.2 rendering based image4.1.4.2 基于图像的渲染技术 .example 实例 电影?泰坦尼克号? 中“泰坦尼克〞模 建模费用为60m us$ .4.1.4.3 vr 渲染技术演示 .vr 建模 几何建模geometric modeling 运动建模motion modeling