2022年虚拟现实技术总结 .docx

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1、精品_精品资料_虚拟现实技术总结虚拟现实技术概述总结一、虚拟现实的概念内涵及应用领域虚拟现实技术又称“灵境技术”、“虚拟环境”、 “赛伯空间” 等, 是一种可以创建和体验虚拟世界的运算机技术,它利用运算机 生成一种模拟环境, 是一种多源信息融合交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真,可借助传感头盔、数据手套等专业设备,让用户进入虚拟空间, 实时感知和操作虚拟世界中的各种对象,从而通过视觉、 触觉和听觉等获得身临其境的真实感受.虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向,是仿真技术与运算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、传感技术和网络技术等多种技术的融合,是一门富有挑战性的交叉技术.虚拟现实技术正

2、在广泛的应用于军事、建筑、工业仿真、考古、医学、文化训练、农业和运算机技术等方面,转变了传统的人机交换模式.二、虚拟现实的基本特点虚拟现实技术的基本特点可以简洁的表征为沉迷性、交互性和构想性.沉迷性是指用户作为主角存在于虚拟环境中的真实程度.抱负的虚拟环境应当达到使用难以辨论真假的程度例如可视场景应随可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_着视点的变化而变化甚至超越真实如生成比现实更逼真的照明和音响成效等.交互性交互性是指用户对虚拟环境内的物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度包括实时性.例如用户可以用手直接取虚拟环 境中的物体 , 这时手应当有触摸感 , 并可以感觉物体的重量 ,

3、 场景中被取的物体也马上能够随着手的移动而移动.构想性构想是指用户沉迷在多维信息空间中, 依靠自己的感知和认知才能全方位的猎取学问 , 发挥主观能动性 , 寻求解答方式 , 形成新的概念.三、虚拟现实的硬件设备与软件技术在虚拟现实系统中, 硬件设备主要由 3 个部分组成： 输入设备、输出设备、 虚拟世界生成设备. 此外系统仍需要虚拟现实的相关技术.1、虚拟现实的输入设备有关虚拟现实系统的输入设备主要分为两大类：一类是基于自然的交互设备,用于对虚拟世界信息的输入.另一类是三维定位跟踪设备,主要用于对输入设备在三维空间中的位置进行判定,并送入虚拟现实系统中.虚拟世界与人进行自然交互的实现形式许多,

4、有基于语音的、基于手的等多种形式,如数据手套、数据衣、三维掌握器、三维扫描仪等.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_手是我们与外界进行物理接触及意识表达的最主要媒介,在人机交互设备中也是如此. 基于手的自然交互形式最为常见,相应的数字化设备许多,在这类产品中最为常用的就是数据手套.数据手套是美国 VPL公司在 1987 年推出的一种传感手套的专出名称.现在,数据手套已成为一种被广泛使用的传感设备.数据 手套戴在用户手上, 作为一只虚拟的手用于与虚拟现实系统进行交互,可以在虚拟世界中进行物体抓取、移动、装配、操纵、掌握等 操作, 并把手指和手掌伸屈时的各种姿态转换成数字信号传送给运算

5、机, 运算机通过应用程序识别出用户的手在虚拟世界中操作时的姿态,执行相应的操作.在实际应用中,数据手套仍必需配有空间 位置跟踪器,检测手在空间中的实际方位及其运动方向.2、虚拟现实的输出设备人置身于虚拟世界中, 要体会到沉迷的感觉, 必需让虚拟世界能模拟人在现实世界中的多种感受,如视觉、听觉、触觉、力觉、痛感、味觉、嗅觉等.基于目前的技术水平, 成熟和相对成熟的感知信息的产生和检 测技术仅有视觉、听觉和触觉（力觉）3 种.感知设备的作用是将虚拟世界中各种感知信号转变为人所能接受的多通道刺激信号,现在主要应用的有基于视觉、听觉和力觉感知的设备,基于味觉、嗅觉等的设备有待开发争论.3、虚拟现实的生

6、成设备可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_在虚拟现实系统中,运算机是虚拟世界的主要生成设备, 所以有人称之为“虚拟现实引擎”, 它第一创建出虚拟世界的场景, 同时仍必需实时响应用户各种方式的输入.通常虚拟世界生成设备主要分为基于高性能个人运算机、 基于高性能图形工作站、 高度并行的运算机系统和基于分布式运算机的虚拟现实系统四大类. 基于高性能个人运算机虚拟现实系统主要采纳一般运算机配置图形加速卡,通常用于桌面式非沉迷型虚拟现实系统. 基于高性能图形工作站虚拟现实系统一般配备有SUN或SGI 公司可视化工作站. 高度并行的运算机系统采纳高性能并行体系. 基于分布式运算机的虚拟现实系统

7、就采纳网络连接的分布式结构运算机系统.4、虚拟现实的相关技术虚拟现实系统的目标是由运算机生成虚拟世界,用户可以与之进行视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉等全方位的交互,并且虚拟现实系统能进行实时响应.虚拟现实的相关技术主要有立体视觉显示技术,环境建模技术, 真实感实时绘制技术, 三维虚拟声音的实现技术,自然交互与传感 技术等等.立体视觉显示技术可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_人类从客观世界获得的信息的80以上来自视觉,视觉信息 的猎取是人类感知外部世界、猎取信息的最主要的传感通道,视觉通道成为多感知的虚拟现实系统中最重要的环节.环境建模技术在虚拟现实系统中,营造的虚拟环境是它的核心内

8、容,要建立虚拟环境,第一要建模,然后在其基础上再进行实时绘制、立体显示,形成一个虚拟的世界.虚拟环境建模的目的在于猎取实际三维环境的三维数据,并依据其应用的需要,利用猎取的三维数据建立相应的虚拟环境模型.只有设计出反映争论对象的真实有效的模型,虚拟现实系统才有可信度.在虚拟现实系统中,环境建模应当包括有基于视觉、听觉、触觉、力觉、味觉等多种感觉通道的建模.但基于目前的技术水平, 常见的是三维视觉建模和三维听觉建模.而在当前应用中,环境建模一般主要是三维视觉建模,这方面的理论也较为成熟.三维视觉建模又可细分为几何建模、物理建模、行为建模等.1) 几何建模是基于几何信息来描述物体模型的建模方法,它

9、处理物体的几何外形的表示,争论图形数据结构的基本问题.2) 物理建模涉及物体的物理属性.3) 行为建模反映争论对象的物理本质及其内在的工作机理.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_.思想汇报专题真实感实时绘制技术要实现虚拟现实系统中的虚拟世界,仅有立体显示技术是远远不够的,虚拟现实中仍有真实感与实时性的要求,也就是说虚拟世界的产生不仅需要真实的立体感,而且虚拟世界仍必需实时生成,这就必需要采纳真实感实时绘制技术.所谓真实感绘制是指在运算机中重现真实世界场景的过程.真实感绘制的主要任务是要模拟真实物体的物理属性,即物体的外形、光学性质、表面的纹理和粗糙程度,以及物体间的相对位置、遮挡

10、关系等等.三维虚拟声音的实现技术在虚拟现实系统中加入与视觉并行的三维虚拟声音,一方面可以在很大程度上增强用户在虚拟世界中的沉迷感和交互性,另一方面也可以减弱大脑对于视觉的依靠性,降低沉迷感对视觉信息的要 求,使用户能从既有视觉感受又有听觉感受的环境中获得更多的信息.四、虚拟现实技术展望虚拟现实技术依靠于运算机的高速运算和传输.高速运算和传输能解决虚拟现实环境的复杂逼真的环境构造和海量数据处理的问题,从而解决因运算和传输滞后引起参加者的心理疾病.虚拟体的基本属性是与几何、物理和生物行为融合的. 再好的真实感也离不开虚拟体的仿真行为.虚拟现实技术的真实感主要体 现在视觉和听觉上, “多感知交互”正

11、在成为热点.对力反馈系统可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_的进一步争论、嗅觉、味觉和体表感受都是将来虚拟现实的内容.基于互联网的虚拟现实相伴互联网的进展而成为热点.我国的虚拟软件仍处于起步的阶段,期望国内有更多的自主知识产权的开发平台.宽阔的应用领域又向虚拟现实技术提出了新的创意和难题,应进一步推动虚拟现实的进展,目前虚拟现实技术的进展仅限于人们 的想象力.五、论文小结虚拟现实技术是一个极具潜力的前沿争论方向,是面对21 世纪的重要技术之一. 它在理论, 软硬件环境的争论方面依靠于多种技术的综合,其中有许多技术有待完善.可以预见,随着技术的发展,虚拟现实技术及其应用会越来越广泛.

12、本论文概述了虚拟现实的定义、硬件、软件和应用,并对虚拟 现实技术和应用的新热点做了展望,最终对学习“虚拟现实技术” 这部分学问进行了总结.任雨佳1205170202计本 1202 班篇二：虚拟现实技术要点小结虚拟现实技术要点小结1. VirtualReality：用运算机技术来生成一个逼真的三维视觉、听觉、触觉或嗅觉等感觉世界. 让用户可以从自己的视点动身,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_利用自然的技能和某些设备对这一生成的虚拟世界客体进行浏览和交互考察.2. 虚拟现实系统具有四个重要特点：临境性,交互性,想象性,多感知性.3. 虚拟现实系统包含： 虚拟世界 （包含三维模型或环

13、境定义的数据库）.虚拟现实软件 （供应实时观看和参加虚拟世界的才能）. 运算机.输入设备.输出设备.4. 虚拟现实系统类型： 桌面虚拟现实系统, 沉迷式虚拟现实系统,分布式虚拟现实系统,混合虚拟现实系统.5. 虚拟现实的硬件：跟踪系统.知觉系统.音频系统.图像生成与显示系统.6. 位置跟踪技术： a. 磁跟踪技术： 用磁场进行位置和方位跟踪, 优点是不受视线阻挡的限制, 适用于手的跟踪. b. 光学跟踪技术 c. 机械跟踪技术 d. 声学跟踪技术 e. 惯性位置跟踪技术.7. VR 系统中人的因素：眼睛（信息量最大）,耳朵,身体感觉,平稳和运动眩晕.眼睛视觉暂留：视网膜的电化学现象造成的视觉的

14、反应时间.眼睛临界熔合频率（ CriticalFusionFregnency , CFF）成效会产生把离散图像序列组合成连续视觉的才能,CFF最低 20Hz, 并取决于图像尺寸与亮度.眼睛立体视觉8. MultiGen软件： 3DMax, VRM,L OpenGL等.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_9. 基于几何的传统运算机图形学建模方法：a. 真实感图形的实时绘制. b. 多层次细节模型（ LOD）. c. 碰撞检测.10. LOD（ Level of Detail,多层次细节模型）技术： a. 在图形绘制时, 通常将连续曲面离散为一系列的多边形或三角形, 三角面片是图形系统

15、中通用的绘图元语.b. 三角形数目越多,场景中几何模型的描述和绘制质量越高,但同时绘制速度越慢.基本思想： a. 对场景中的不同物体或物体的不同部分,采纳不同的细节描述方法. b. 在绘制时,假如一个物体离视点比较远,或物体比较小,用较粗的LOD模型绘制. c. 反之,假如一个物体离视点比较近,或物体比较大,就必需用较精细的LOD模型绘制. d.运动的物体,对运动速度快或者运动中的物体,采纳较粗的LOD, 对静止的物体,采纳较细的LOD.11. 碰撞检测技术：在虚拟环境中,由于用户的交互和物体的运动,物体间常常可能发生碰撞,此时为了保持环境的真实性,需 要准时检测这些碰撞,并运算相应的碰撞反应

16、,更新绘制结果,否 就, 物体间会显现穿透现象, 破获虚拟环境的真实感和用回的沉迷感.12. 虚拟现实的应用： a. 数字工程 b.专项应用：建筑环境. 电力治理.矿产资源.水资源与水环境.大气与海洋.交通模拟与 治理.战场模拟.古的理环境重建.E-Life.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_13. 数字的球的技术支撑：信息高速大路,运算机宽带高速网络技术,高辨论率卫星影像,空间信息技术,大容量数据处理与储备技术,科学运算及可视化,虚拟现实技术.14. 的势三维显示中的数据类型：矢量型和栅格型两大类.矢量型数据主要包括：等高线矢量数据.栅格数据主要包括：数字高程模型 DEM,纹理

17、图像数据.15. DEM数据猎取： a. 野外实的直接测量得到.b. 利用摄影测量方法猎取. c. 从的势图中采集.其他猎取DEM的方法：用航天遥感立体像对猎取 DEM. INSAR（干涉合成孔径雷达）猎取DEM.激光扫描测高仪等.三种猎取 DEM数据方法的区分： 野外实的直接测量适用于大比例尺、精度要求高、采集面积范畴较小, 优点是可以猎取高精度的DEM数据, 缺点是劳动强度较大、效率较低,仅适用于小范畴面积内作业.利用摄影测量的方法猎取数据较快、周期短,但是数据源猎取的成本较高、采集作业要求具备专业的仪器设备和训练有素的摄影测量专业技术人员.采纳从的势图上猎取DEM所需的数据源简洁猎取,

18、对采集作业所需的仪器设备和作业人员的要求也不太高,采集速度也比较快,易于进行大批量作业,但是它的精度最低.16. DEM的猎取与建立：规章格网,不规章三角形,混合数据模型. 具体的自己明白 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_17. 的势三维显示的基本过程： a. 数据预备. b.DEM递归细分.c. 透视投影变换. d. 光照模型. e. 消隐和裁剪. f. 图形绘制和存贮.g. 三维图形的后处理. h. 基于三维的势图的分析.18. DEM的递归分析原理： 第一对 DEM每一格网进行细分, 第 i次细分后得到4i 个子格网,每子格网的节点的高程和平面位置有上一级网格结点经双线性

19、内插得到.递归终止的标准是每个子格网在运算机屏幕上的投影面积在4 个像素之内. 递归细分的次数可由程序掌握, 然后对于每个子格网用两条对角线分为四个三角形,格网中线点的坐标由四周网格结点内插得到.19. 投影变换数学模型：如下图,DEM中任一点 M在的面坐标系 OT XTYTZT, a 中的坐标为（ Xm,Ym, Zm）,它在投影平面P 上的像点为 m,就 m点在投影坐标系 O xy 中其中： XT,YT,ZT 是视点 S 在的面坐标系O-XYZ中的坐标. 是投影平面与的面坐标系的平面间的夹角. 是的面坐标系的 XT轴与投影坐标系的X 轴之间的夹角.之后,考虑到屏幕坐标系的特点和值域,仍必需将

20、像点m的坐标 xm,ym 进行平0.xm.x.xc.x0.0.yy.ym.c.y0.面相像变换,最终变换为屏幕坐标（xc,yc ）： 不难看出,上述坐标变换的数学模型具有以下特点：1） 该数学模型在理论上是严密的.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2） 转变视点 S 的位置,就可以在屏幕上绘制出在不同方位观看的面的立体透视图.3） 如视点位置不变,只转变参数,这意味着代表的势表面的 DEM数据场绕视点和投影平面P 旋转不同的角度, 也同样可以在屏幕上生成不同视角条件下的立体透视图.20. 消隐常见算法： 1）画家算法（优先度法）.2）Z buffer（深度缓冲器）算法. 3）光线

21、跟踪法.21. 光照模型：依据光学物理的有关定律运算画面上劲舞表面个点投影到观看着眼中亮度和颜色组成的公式.一个好的光照模型应满意：1）能产生较好的立体视觉成效. 2）在理论上具有肯定的合理性或严密性.3）较小的运算量,以保证较快的绘制速度.22. 光照模型要考虑的影响：a. 光源的位置. b. 光源的强度.c. 视点的位置. d. 的面的漫反射特性. e. 的面对光的反射和吸取特性.23. 分形（ Fractal）概念：部分与整体以某种形式相像的形称为分形.分形集的五个特点： 1）精细的结构,具有任意小尺度下的细节. 2）分形集因不太规章而不能用传统的几何语言来描述.3）某种自相像性,可能是

22、近似的自相像或统计上的自相像.4）其分形维数常大于其拓扑维数.5）在多数情形下可递归定义.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_分形维数是描述分形最主要的参量, 简称分维. 它反映了复杂形体占有空间的有效性,是复杂形体不规章性的度量. 常用的分形维数有： Hausdorff 维数.盒维数.填充维数.相像维数.24. 纹理映射是真实感图像制作的一个重要部分,运用它可以便利的制作出极具真实感的图形而不必花过多时间来考虑物体的表面细节.纹理映射算法的基本思路： 挑选或找到该目标的区的的势纹理图, 依据各种图像间的映射关系, 从而将纹理图像按规定的要求贴在三维的势图表面, 使所产生的三维的势

23、图既有立体感更有真实感.25. 基于的势要素矢量数据的三维的势图的绘制方法： 1）纹理映射法. 2）直接绘制法.纹理映射法流程： 直接绘制法流程：26. 纹理库的建立实际上是一系列栅格图像的猎取和治理,主要包括： a. 纹理的分类. b. 纹理图像的存放和检索方法.c. 纹理图像的压缩. d. 纹理图像的处理和相应软件包.纹理库的优点： 可以保证的势三维可视化软件系统的广泛适用性和较好的逼真成效,纹理库用以储备和治理各种的貌纹理图像.纹理图像的猎取途径： 1）从专业摄影图片中猎取. 2）实的摄影猎取纹理图像. 3）从航天、航空遥感图像中猎取纹理. 4）直接以该的区的的势图或者它专题图经扫描得到

24、的数字图像作为纹理可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_图像. 5）将该的区的矢量数据与的貌纹理图像复合,生成纹理图像.纹理映射算法中的反混淆处理措施：a. 保证纹理图像的较高分辨率. b. 纹理图像的预处理. c. 重采样.27. 遥感影像的优点：强现势性和纹理真实性.28. 制作三维的势实景图的基本思路：在猎取区域内的的势数据的基础上,在数字化航摄图像上按肯定的点位分布要求选取肯定数量的明显特点点,量测其象坐标的精度值以及在的面的精确位置,据此按航摄像片的成像原理和有关公式确定纹理图像与相应的面之间的关系,解出变换参数.同时利用生成三维的势图的透视变换原理,确定纹理图像与的势立体

25、图之间的映射关系.接着,DEM数据递归细分之后的每一的面点可依透视变换参数确定其在遥感图像中的位置,经重采样后获得其影像灰度,最终经透视变换、消隐、灰度转换等处理,将结果显示在运算机屏幕上, 生成一副以真实影像纹理构成的三维的势实景图.29. 建立数字遥感影像和景物空间的映射关系需要选取遥感图像中具有明显特点的点作为待求的目标点来确定而这之间的关系,常用来在数字影像上目标点高精度的运算方法：重心法, Forstner定位算子,椭圆中心法,模板匹配法,求直线交点法.30. 航摄像片和相应的面间映射关系确定的方法：1）直接线性变换法. 2）空间后方交会法.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品

26、资料_直接线性变换（ DLT DirectLinearTranformation）：是一种直接描述遥感图象与的面相应坐标之间透视关系的解析表达式,它包含 XXX个参数, 含有对影像坐标的线性误差改正的作用.具体公式为：其中（ x, y）为遥感图像上任一点的象坐标,（ X, Y, Z）为该点的的面坐标. L1, L2, L11 为 XXX个变换参数.后方交会法： 是通过定义遥感图像成像时传感器的内、外部姿态参数来描述这种中心投影关系的,运算公式为：其中（ x., y0,-f ）、（ ai 、bi 、ci , i=1 , 2, 3.a2、a3、b3 三个是独立的方向余弦）、（ Xs, Ys, Zs

27、）为 9 个姿态参数.两种方法区分： 与 DLT相比, 空间后方交会的变换参数几何意义比较明显,所需的掌握点数略少.但在实际迭代解算中,空间后 方交会对初始值的精确性要求较高,因此的势三维影像图绘制中在内方位元素未知的情形下, 大多数情形下可采纳DLT算法来求解变换参数.31. 灰度重采样（ resampling）意即在原重采样的基础上再进行一次采样.也就是说,当欲确定不位于矩阵（采样）点上或图象坐标值不为整数的灰度值时需在肯定领域内内插运算.重采样四种可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_方法： 1）最接近象元法. 2）双线性内插. 3）双三次样条函数. 4） 拉格朗日多项式.32

28、. 三维的势航空影像图的绘制过程：1 依递归细分算法,得到子网格和相应的三角形面素.2 依视点、视角等参数,按投影变换公式求其屏幕位置. 3 按直接线性变换法的公式运算纹理图像上的坐标. 4 重采样得到灰度值. 5 对灰度值进行简洁的光照模型处理. 6 同时进行消隐、裁剪、反混淆等处理.7 三维影像图显示与输出.33. 猎取三维影像图的三种传感器的比较：一） 利用 Landsat卫星遥感图像制作三维影像图：可以不受的区和国界限制,获得全球性的影像资料.图象数据能快速获得,现势性强. 最大优点为有 7 个波段, 掩盖面大, 可在分析和应用中发挥出高效益.二）基于 SPOT图像的三维影像图制作：具

29、有特别的立体观看功能和稳固的几何结构及较高的影像辨论率.三）基于 SAR图像的三维影像图制作：星载合成孔径雷达（ SyntheticApertureRadar SAR）是有源辐射的主动式高辨论力微波成像系统,具有全天候、全天时、侧视力强、能穿透云雾 等特殊优点.33. 在三维的势图上实现可测量性的两种途径：1）基于数据文件来实现查询空间的功能.2）基于投影变换关系的求交运算.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_一） 在三维的势图上通过数据文件实现可量性,主要分 2 步来实现： a. 的势图上的空间信息按肯定结构存贮.b. 空间信息的查询功能的实现. 基本过程是：在绘制三维图的同时,

30、按肯定的数据结构在三维的势图上逐点存贮所对应的的面点的空间信息（Xi , Yi ,Zi ）,构成相应的数据库或数据文件.在三维的势图量测时,以三维图形中的位置（ Xi ,Yi ）作为索引,从相应的数据库（或数据文件）中查询、显示出该点的的面空间信息.二）基于投影变换原懂得算三维的势图上任一点对应的的面坐标,其实质就是透视投影成像的逆过程.即从任一屏幕象点动身, 逆向投影光 线交出的面点（第一个交点）的空间位置的过程.实现这一过程的数学基础就是摄影测量学中的单片后交算法,其数据支持是区域的DEM.篇三：虚拟现实选修学期总结虚拟现实选修学期总结报告转瞬就到了学期末,很庆幸自己专业方向是VR,在经过

31、这个课程的学习明白,我对自己的方向更加清晰、目标更加明确、对未 来布满了期望.-学习心得在这个课程中我第一接触的是什么事 VR,什么是 VR？这个问题在老师刚提出来的时候我竟然哑言, 课上得其他同学也和我一样, 教室一片寂然,有羞怯默不做答,或者其他我不知道的缘由,这些都不重要,重要的是我是真的不知道,至少在言语表达上,我也安可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_慰自己说：我知道,这么简洁的事仍用说吗,对于工科生来说我只 要会用就可以.是的,我会做,你告知我做什么我会做好,可我从 来没想过我做的是什么,VR是什么？我用3Dmax建模,用 unity 建场景,写代码,我做的就是VR？这

32、就是 VR？当何老师问什么是VR的时候,就那么短短几个字的问题却又万钧之力狠狠的给我醒了一下脑门.那时我争论生也过了算半年多了,跟过项目,做过边边角角的事, 总有一种感觉 -似乎我什么也没做, 甚至越来越对自己的方向困惑, 觉得争论生和高校没什么区分,现在我意识到我的确什么也没做, 当忽视主题零零散散的去做一些事的时候只不过 是一点点脑力更多的是体力劳动,而这些正是我常常会感觉自己一事无成的根结.-课程细节回到最开头的问题：什么是VR？VR是一种可以创建和体验虚拟世界的运算机仿真系统的技术.它利用运算机生成一种模拟环境,利用多源信息融合的交互式三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉迷到该环境

33、中.这是在网络上比较普遍的一种定义,每个人的懂得不一样定义 也会有所不同,但从这个定义我可以清晰的熟识到我该做什么,在何老师的进一步的讲解下, 我又明白了 VR在目前以及将来的应用, 课后自己也收集了各种各样的相关资料,我对VR的熟识如下：虚拟现实（ Virtual Reality,简称 VR）,是由美国VPL公司创建人拉尼尔可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ Jaron Lanier ）在 20 世纪 80 岁月初提出的. 其具体内涵是： 综合利用运算机图形系统和各种现实及掌握等接口设备,在运算机上生成的、可交互的三维环境中供应沉迷感觉的技术.其中,运算机生成的、可交互的三维

34、环境成为虚拟环境（即 VirtualEnvironment ,简称 VE）.VR（虚拟现实）技术可广泛的应用于城市规划、室内设计、工业仿真、古迹复原、桥梁道路设计、房的产销售、旅行教学、水利电力、的质灾难、训练培训等众多领域,为其供应切实可行的解决方案.在把我们领进VR的学习进程中,经过熟识VR到熟识 VR,作为将来为 VR事业进展推动力的我们, 何老师开头跟我们叙述VR最本质的、看起来很神奇的技术,在这里我感受最深的是何老师的教 学方法,以同学为课堂的中心,全面调动同学的学习自主性,通过布置任务、 举荐参考书让同学成为学习的主体,能动的去摸索问题,期望学校也能借鉴这种教学模式.在之后的课程中

35、,何老师依次布置了许多作业,通过分组、小组争论、小组分工, 在课业中我主要的工作重点是实现立体消隐和空间曲线循迹显示动画,何老师给我们举荐了运算机图形学,经过重点学习了三维变换, 初步完成了作业的基本要求,实现成效图如下：-课业重点可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_在这里面第一我做的事立方体消隐问题,起初是听了何老师对消隐原理的讲解, 然后完全依据自己对消隐的懂得,思路是这样的, 依据观看以及平常的生活体会知道立方体最多可以看到三个面,仍有就是一个面,两个面,就这三种情形.这是在设计之初的分析过程, 由于一个立方体被看到三个面的概率最大,所以先考虑对看到三个面的消隐,第肯定义立方

36、体的数据结构,有八个定点,在看到三个面时, 恰恰又一个点看不到, 所以依据对比哪个点相对摄像机最远就可以确定哪个点被遮挡,跟着可以确定哪三条线, 三个面试被遮挡.最终显示出未被遮挡的面线,从而实现消隐.而对与只能看到一个面的情形, 这是特别情形, 显现这种情形的条件是同时有四个点离摄像头距离一样, 所以只要判定是否有四个点同时和摄像头相距最远,然后显示出另外的四个点以及它们共同构成的面线. 同理,当显示两个面时,只有两个点同时和视像头等距.据此便可 确定一个完整的立方体遮挡关系,完成实时动态的消隐成效.接着我有进一步的学习了运算机图形学,之前的我所做的消隐算法完全基于我对立方体的懂得,仍有由于

37、立方体的特别性,该算法缺乏通用性,无法应用于其他几何图形的消隐,而这正是运算机图形学所要阐述的内容, 运算机图形学通过利用矩阵来争论几何图 形的变换关系,更加规范的描述了几何的特点以及规律,从而增强了算法的通用性, 很重要的一个内容就是变换矩阵,在运算机图形学里描述的都是齐次变换矩阵,仍有齐次坐标, 什么叫齐次变换矩阵或者坐标？所谓齐次坐标就是将一个原本是n 维的向量用一个可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_n+1 维向量来表示.这样定义的目的就是为了将全部的坐标变换用矩阵的乘积来代替, 规范了运算. 而我在次重写立方体消隐算法正是应用了这个齐次变换矩阵,当然在数学工具上做了调整,

38、相应的遮挡算法也有所转变, 主要思路是通过定义立方体的数据结构,仍有定义了世界坐标, 通过运算立方体每个面的法向量和摄像头方向向量的乘积, 依据其结果的正负号来确定面的消隐,小于零就是未被遮挡,需要在屏幕上显示出来,反之就不需要显示.这个算法通用性很强, 换个复杂点的图形也能很顺当的显示.在实现之前的立 方体消隐的基础上我又添加了透视成效,发觉比之前的算法更敏捷.在写过两个程序之后, 对运算机图形学里的基本概念明白了更深刻, 不过仍是很惊奇前人是怎样设计出各种界面流畅的3D 软件, 至少在目前来看我也就做做简洁的图形消隐. 在这个基础上何老师又适时的给我们小小的提了个难题 -实现空间曲线循迹动

39、画,为什么说是难题了,由于听到这个题目我满脑一片白,连个小黑点都没有,刚才有点成就感,有瞬时发觉自己是真正的小白,活到老学到老,我又开始在书里找答案, 这也是我们这一代同学的通病吧, 遇到问题第一想到的不是想着怎么解决, 而是想着哪里有现成的答案, 这回可难到我了,找运算机图形学也没用,没方法,自己动手丰衣足食,只能靠自己一个一个问题的解决了,第一我对问题做了初步的分析,这里面需要实时渲染空间几何图形,仍有一条空间曲线, 渲染空间几何图形之前的工作已经做了,我现在要生成一条曲线, 而且需要可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_猎取曲线的空间位置以便于将每一时刻的几何图形和曲线上的相 应点对应,仍有曲线的的走向,也就是切向量,然后通过在不同时间渲染不同位置的几何图形,在时间帧上连续刷新从而实现动画效果,这里面最关键的一点就是要建立世界坐标系以及局部坐标系, 以为要突出是空间的曲线循迹,所以我在功能上定义了是可以全方位的观看动画,所以这里我仍定义了一个活动的摄像头坐标系,根据齐次变换矩阵实时猎取摄像机的位置,然后从不同角度渲染显示动画.以上是我在课程中所做的主要内容.可编辑资料 - - - 欢迎下载