2022年虚拟现实与增强现实 .pdf

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1、虚拟现实是一门综合技术以计算机技术为主综合利用计算机图形、图像、可视化、人机交互、人工智能、计算机网络、高性能计算等许多领域的技术，是一个复杂而庞大的系统生成一个逼真的三维视觉、触觉以及嗅觉等感觉世界让用户可以从自己的视点出发，利用自身的功能和一些设备对所产生的虚拟世界这一客体进行浏览和交互式考察虚拟现实有三大特点：浸沉感、交互性和构想性由于三者的英文名称均以“I ”打头，又被称为3“I ”特性浸沉感指的是人浸沉在虚拟环境中，具有和在真实环境中一样的感觉交互性指在虚拟环境中体验者不是被动地感受，而是可以通过自己的动作改变感受的内容构想性指虚拟的环境是人构想出来的，因而可用以实现一定目标的用途虚

2、拟现实系统按其功能高低大体可分为四类：一、桌面虚拟现实系统也称窗口中的VR 。它可以通过桌上型机实现，所以成本较低，功能也最简单，主要用于CAD 、CAM 、建筑设计、桌面游戏等领域二、沉浸式虚拟现实系统如各种用途的体验器，使人有身临其境的感觉，各种培训、 演示以及高级游戏等用途均可用这种系统v 虚拟现实系统按其功能高低大体可分为四类：三、分布式虚拟现实系统它在因特网环境下，充分利用分布于各地的资源，协同开发各种虚拟现实应用。它通常是沉浸式虚拟现实系统的发展，也就是把分布于不同地方的沉浸式虚拟现实系统，通过互联网连接起来，共同实现某种用途四、增强现实又称混合现实系统它把真实环境和虚拟环境结合起

3、来，既可减少构成复杂真实环境的开销（虚拟环境取代部分真实环境），又可对实际物体进行操作（真实环境取代部分虚拟环境），达到了亦真亦幻的境界，是今后发展的方向在硬件方面需要有以下几种设备的支持：1. 跟踪系统：确定参与者的头、手和身躯的位置2. 触觉系统：提供力与压力的反馈3. 音频系统：提供立体声源和判定空间位置4. 图像生成和现实系统：产生视觉图像和立体现实5. 高性能计算处理系统：高处理速度、大容量、强联网特性在软件方面，要一个虚拟环境工具集或虚拟环境“ 外壳 ”它至少应该具有以下功能：1. 能够接受各种高性能传感器的信息，如头盔的跟踪信息2. 能生成立体的现实图形3. 能把各种数据库（如地

4、形地貌数据库、物体形象数据库等）、各种CAD 软件进行调用和互联的集成环境大规模数据的场景建模技术动态实时的立体视觉、听觉等生成技术三维定位、方向跟踪、触觉反馈等传感技术和设备名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 符合人类认知心理的三维自然交互技术三维交互软件及系统集成技术等1）使用基于图像的绘制技术或与图形绘制相结合，以提高图形生成的速度；2）各种新的交互设备譬如三维力反馈设备，美国Sensable Tech公司的

5、PHANTOM系统等3）增强现实（Augmented Reality ）也称混合现实， 它是将真实环境和虚拟现实的景象结合起来的一种技术，既可减少生成复杂环境的开销，又便于对实际物体的操作4）分布式虚拟现实环境在互联网环境下，充分利用各地的资源优势，协同开发虚拟现实的应用，如美国大型军用交互仿真系统及互联网上的多人游戏等5）多通道人机交互技术采用人体多种自然交互手段向系统输入，如手势、语音、身体动作等互联网络上的虚拟现实技术互联网 /网络的基础上，把各种信息变为虚拟现实的所有技术在已经普及的文字、图像以及动画为主的互联网环境中，引入三维技术当前，以网络 /互联网为基础的虚拟现实技术，大约有20

6、 余种又可划分为几个范畴一个是以图像为基础的Panorama技术QuicktimeVR 就是这种技术一个是以3D 网格为基础的Web3D 技术像 Cult3D ，Virtools ，VRML ， X3D 等都属于这个范畴虚拟建筑场景漫游技术及其应用1.真实建筑场景的虚拟漫游这种虚拟漫游的最大特点是：被漫游的对象是客观真实存在的，只不过是异地虚拟漫游形式而已，同时，漫游对象制作是基于对象的真实数据2.虚拟建筑场景的虚拟漫游虚拟建筑是指客观上并不存在是完全虚构的，或者虽有设计数据但尚未建造的建筑物。虚拟建筑场景漫游是一种应用越来越广泛、前景十分看好的技术领域。在建筑设计、城乡规划、室内装潢等建筑行

7、业， 在虚拟战争演练场和作战指挥模拟训练方面，在游戏设计与娱乐行业，乃至在促进未来新艺术形式诞生等方面，它都大有用武之地，而且代表着这些行业的新技术和新水平（1）建筑设计、城乡规划中和新型房地产虚拟广告（2）电脑游戏（3）虚拟战争演练场和作战指挥模拟训练真实名胜景观的虚拟观光旅游这种虚拟漫游可以使游客足不出户地游历世界各地名胜和风光异地漫游的对象， 除久负盛名的名胜和宏伟建筑群等景物景点以外，还包括被进行虚拟漫游式检查的管道纵横的复杂车间和厂房因此，制作虚拟漫游对象时，对真实数据的测量精确度要求很高在名胜景点虚拟漫游系统的开发方面，我国制作的敦煌莫高窟博物馆参观系统、中国的故宫以及西湖风光虚拟

8、游览系统都具有一定代表性名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 值得一提的是于2003 年完成的故宫VR 紫禁城 天子的宫殿项目安装在故宫博物院的SGI Reality Center 是一个沉浸式剧场，可容纳54 位观赏者，高分辨率的图像投射在50 英尺宽、14 英尺高的弧形屏幕上， 三台Barco Galaxy WARP 立体DLP 投影机以一个三管道的Onyx 3800 InfiniteReality 4 系统和千兆

9、专用纹理库为驱动，将高分辨率的图像逼真地投射在屏幕上。参观者能够在虚拟的紫禁城中自由翱翔 借助操控器可以漫游于康乾盛世的紫禁城，最近距离地观看太和殿的全景真实地形地景虚拟漫游广义地说，真实地形地景虚拟漫游和真实景点虚拟观光漫游一样都属于基于真实数据的而且已经存在着的真实场景虚拟漫游两者区别在于获取真实景物数据的方式和传感器不大相同而已这种虚拟漫游在军事上很有用处它的 3I 效果是传统军用沙盘或电子沙盘无法达到的目前多为特定作战或重点保护区域的视景形式的漫游这种视景的制作是真实地景、地物的再现制作过程一般为两步：第一步根据卫星或航空拍照中的高程数据制作某一战区的地形视景，局部可精确到山脉、河流、

10、机场、桥梁、房屋的显现；第二步根据航拍素材为上述地形贴上一层纹理，从而大大增强地形、地景的视觉真实感。如果场面很大，场景还要进行无缝拼接虚拟建筑场景的虚拟漫游（1）建筑设计、城乡规划中和新型房地产虚拟广告建筑师或规划师可将其设计、规划方案或其理念三维地呈现出来，让投资方或审查者“ 身临其境 ” 地在漫游中进行多角度体验性观察，找出不理想之处并当即加以改进，以免交付后特别是施工后再去更改设计。（2）电脑游戏高尚的电脑游戏活动，不仅可达到劳逸交替、消除疲劳的目的，还有陶冶情操和启发想象的益智作用。 电脑游戏节目主要是脚本编排下的虚拟人在人造场景中的行为变化。因此虚拟建筑场景漫游技术在该领域的应用和

11、影响举足轻重。最初的三角洲游戏运用了大量的室内外建筑场景，比如营房、 地道、碉堡、 指挥塔、 军火库、望塔等。后来流行的Quake、VR 特警等运用了地铁、火车及轮船内部建筑场景的即时战略游戏已较普遍。当今网络对抗游戏CS 的场景更是由三维室内外建筑物组成。就连体育类游戏如极品飞车、FIFA ，其中体育场、大桥、隧道等建筑物场景也是不可或缺的。（3） 虚拟战争演练场和作战指挥模拟训练战场虚拟仿真和指挥模拟训练具有虚拟仿真技术的各种优点例如安全性、可重复性、经济性、战场环境难度可调性、方便对抗模拟、容易实现各种战术设定等等其中建筑或广义建筑场景根据训练等级和程度的不同需要可简可繁可侧重于高山峻岭

12、或丘陵，可侧重于江河湖海或沼泽，也可侧重于沙漠荒原或草地；可附设机场、公铁路、桥隧或导弹发射场，可附设大厦、兵营或交通枢纽，也可附设岸炮基地或山头雷达站等等由于上述虚拟建筑场景的侧重或复杂度要视模拟训练的层次不同而调整，所以不强求地形、地景建筑场景数据的真实性增强现实技术(AR)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 新兴的研究领域不是把使用者与真实世界隔离开，而是将计算机生成的虚拟物体或其它信息叠加到真实场景中，从而实

13、现对现实的“ 增强 ” 在虚拟环境与真实世界之间的沟壑间架起了一座桥梁在军事、工业、医疗、教育、文化等领域具有广泛的应用前景虚拟主持人2000 年 4 月 20 日安娜诺娃日本虚拟偶像寺井有纪中国首位虚拟节目主持人言东方（搭档王晓宁）仍活跃的虚拟主持人小龙国籍：日本职业：演员工作地点： www.wgn.co.jp/yuki寺井有纪能够成就今天的名声，真是无心插柳。她原本是日本漫画中的女主角，并未引起多大轰动。但由于天生丽质，被星探相中，出了唱片，还拍过电影，出过写真集，于是名声大噪，轰动整个日本寺井有纪代表着日本虚拟人物制作的最高水平。不过，不像其他大牌明星那样，她不会给你遥不可及的感觉，17 岁的她更像个邻家美少女，喜欢散步、摄影和游泳，亲切而又平和。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -