虚拟现实技术及其应用现状和发展25

2019/8/26虚拟现实技术及其应用现状和发展趋势吴访升WUFangsheng2019/8/26计算机交互和显示发展目标:终极显示UltimateDisplay–1965IvanSutherland–1968Ahead-mountedthree-dimensionaldisplay实际:GUI以及多媒体交互–缺乏身临其境–缺乏真实感–交互功能不强2019/8/26二、虚拟现实技术简介VirtualRealityTechnology,VR2019/8/26虚拟现实技术简介80年代后期出现新型的人机接口沉浸其中、超越其上、进出自如、交互作用的多维信息空间由多媒体与仿真技术相结合而产生的一种交互技术，可创造一种身临其境、完全真实的虚拟环境(VirtualEnvironment,VE)。2019/8/26虚拟现实技术简介表现形式沉浸式–头盔式三维立体显示器＋数据手套＋立体声耳机＋高性能计算机（图形工作站）等特殊设备–丰富的视觉、听觉、触觉及嗅觉信息非沉浸式–传统的标准设备＋软件技术–丰富的视觉和听觉信息–经济、便利2019/8/26虚拟现实技术简介设备2019/8/26虚拟现实技术简介典型类型桌面VR–常规计算机显示器来呈现虚拟世界视频映射–用户轮廓影象作为视频+二维计算机图形=屏幕显示用户身体和虚拟世界交互过程遥现–用户的感觉和真实世界中的远程传感器连接起来消防人员使用远程操作车辆处理危险外科医生使用连着电缆的小工具进行外科手术混合–计算机图形+遥现输入+用户看到的真实世界脑外科医生看到真实图像、CT扫描图像、实时超声图2019/8/26虚拟现实技术简介优势利用VR技术，根据现实世界中存在的数据，计算机可生成交互式三维虚拟环境，从而实现视觉、听觉、触觉及嗅觉等感觉形式不仅使参与者能够感到由景物或模型组成的虚拟环境十分逼真地存在，而且能实时准确地响应参与者的操作和行为，达到身临其境的感觉对现实世界的虚拟表达方式具有直观、自然、真实的特点，既可以虚拟实现真实物体，也可以虚拟实现抽象模型VR在航空航天、军事、医学、设计、艺术、娱乐等领域已得到广泛的应用2019/8/26三、VR的典型应用2019/8/26VR在教学中应用现状–人口多，区域经济发展不平衡，穷国办大教育–资源共享名师工程–多媒体教学现代教育技术远程教育VR的应用现状–各课程的实验物理碰撞，分子运动，天体运行–直观参与感–激发学习积极性创造能力，实践能力的培养2019/8/26VR在教学中应用前景个性化学习伙伴系统指导和辅导合作能力多人协作研讨创新能力动手实践探索不受时间空间限制，学习辅导，终身学习分布式多用户协同学习的虚拟环境2019/8/26VR在电子商务中应用现状–网络电子商务–商品展示和介绍：文字、图片、动画VR的应用现状–产品3D展示，动画，全景图浏览–初步的导购、语音功能–缺乏身临其境，产品的互动，购物的真实体验2019/8/26VR在电子商务中应用前景产品定制海尔家电，服装，房产…真实展示产品3D真实感购物体验多人参与——导购，顾客…购物环境——3D虚拟数字虚拟商城规模不受限制重装修成本小不受时空限制居家购物及时调整库存、分析顾客心理体现个性化，人性化，人文化2019/8/26VR在电子商务中应用实例2019/8/26VR在城市规划建设中应用现状–在城市发展中占有至关重要的地位城市发展战略、区域功能以及生存环境居民生活方式和质量–管理体制自上而下命令式、强制控制等级式忽视公众参与–画图和利用木头、纸板等制作成精细城市模型VR的应用现状–电子沙盘虚拟城市模型–Internet、多媒体技术、GIS技术和虚拟现实技术虚拟城市、赛博（Cyber）城市和数字城市2019/8/26VR在城市规划建设中应用典型应用2019/8/26VR在城市规划建设中应用典型应用2019/8/26VR在城市规划建设中应用前景利用VR技术，GIS功能更加完善公众可以参与多专家异地参与城市宣传，向导虚拟城市VRGIS2019/8/26VR在制造业中应用现状–开发设计CAD–商务市场销售展销电子商务VR的应用现状–3D虚拟设计、虚拟制造–展销实物2019/8/26VR在制造业中应用前景个性化需要市场反馈及时设计高效率分布式协同CAD系统虚拟产品展示和定制系统2019/8/26VR在制造业中应用前景厂家顾客系统功能产品建模数据维护产品上传展厅建模客户管理信息维护产品维护展厅维护生产管理展厅维护信息浏览产品浏览展厅浏览购物车咨询台购物导航系统维护定制订单执行2019/8/26四、关键技术2019/8/26关键技术3D建模技术web的三维虚拟校园–语言VRMLJAVA3DOpenGLDirect3D–工具如3DS–图像重建2D照片的3D模型重建实时绘制技术数据量庞大的大规模场景–高性能计算机图形工作站–算法多细节层次模型和多分辨率技术等–全景图中添加3D模型漫游技术光照系统2019/8/26关键技术交互技术交互性能是VR技术水平重要标志–技能培训–沉浸式VR–多用户分布式虚拟环境实验系统–可听化技术多用户远程语音交流语音识别和合成–agent技术人文关怀实现多用户环境和协同基础图形压缩技术及网络技术实时、动态VR要求–海量的图形、图像数据–网络带宽人体动画和虚拟生命的实现拓展和集成VR功能2019/8/26欢迎提问题谢谢！