中视典VRP院校应用介绍

1、 中视典VR-Platform虚拟现实平台软件在院校中的应用一、 什么是虚拟现实虚拟现实的英文全称为Virtual Reality(VR,即利用计算机发展中的高科技手段构造出一个虚拟的境界,使参与者获得与现实一样的感觉。如果真正实现了虚拟现实。那么对整个人类的生活与发展将会发生很大的变革。我们可以设想这样一幅情景:当你戴上特制的头盔或坐于一个大型立体环幕前前面时,你就发现你已置身于一家博物馆中,当你看见一件精美的展品时,你甚至可以上上下下、里里外外仔细地观摩这就是虚拟现实技术给你带来的一切近乎完美的真实感觉。这听起来是否有些诱人呢?目前,这个早先的理想已经得到了实现。虽然长久以来,人们都在梦寐

2、以求一种可以真实的再现现实生活各种场景的想法,并由此产生虚拟现实这一说法。但是许多人对虚拟现实这一概念十分模糊,认为只要能够提供三维立体画面的系统就叫做虚拟现实系统。其实这是不完全的,按照当今国际上流行的定义,一个能够真正意义上实现虚拟现实的系统应当具有以下三个基本要素:1、能够给用户以三维立体的虚拟环境。2、应当给使用者第一人称的感觉,并有实时任意活动的自由。3、用户能够通过一些控制装置实时的操纵和改变用户所进入的虚拟环境。由于人视觉的作用,在现实生活中,我们观察到的都是有景深、有立体感的三维世界,因此要做到完全模拟现实,仅仅靠简单的平面二维图形是不够的,只有用三维系统才能真正意义地模拟三维

3、世界,才能给用户一种身临其境的感觉。也就是说,生成一种三维立体的虚拟境界是构成虚拟现实的一个最基本元素。在实现了三维场景后,虚拟现实中很重要的一点就是必须给用户一种第一人称的感觉。所谓第一人称感觉,就是用户能够在场景中体会到一种与现实生活一样的感觉。就如在三维的游戏过程中,视点的设置就好像用户亲身经历前进、后退、转弯、钻隧道。这种感觉至关重要的,只有拥有了这种感觉,用户才能够真正体会到亲身参与,而不只是简单地看见自己操纵的一个小人上蹦下跳。 同时,对于第一人称感觉十分重要的一点,就是要求我们 必须能够把视点移到所构造成的三维场景中的任何一点,就像在真实世界中您可以随意前进、后退、转弯、蹲下、跳

4、起以得到不同的视角,不同的视角才会造成不同的场景。这里要特别注意的是,这是在一组您能够在其中随意走动的三维物体所组成的场景中。真正的虚拟现实系统可使您能够实现在现实中做到的一切动作。让我来描述一下:您远远看到一座城市中的众多高楼,您不由自主的向它走进,一切细节看得更清楚了商店、银行、剧院。在十字路上,您环顾四周,看见左边又一个外形新颖壮观的大楼。您向左转弯,一步步走近那座大楼,细节越来越多。最后您站在了那栋大楼前,并向上仰望真的好高!您不要误会,以为这是一条如前第二种软件中那样事先规定好的路径。这一切都是随意的,您完全可以在这个虚拟现实系统中依您所想走的另一条路线,而且这条路线是无穷的,因为本

5、来就没有固定的路线,一切都在于能够随意的移动。虚拟现实系统的第三个基本要素是在前两个要素的基础上提出来的。目前,能够同时实现这三个要素的系统已经为数不少,而且已经广泛应用于当今经济社会中的各个领域。那么究竟什么叫做实时操纵和改变虚拟境界呢?让我们来看一看实际生活中的情况。在实际生活中,我们身边的事物、环境时刻都会受到我们动作的影响而改变。我们在做决定改变周围环境的过程中,总是不停地对身边的物体进行操作。比如说,我们想用计算机打一封信。首先,必须打开计算机的电源,进入所需要的编辑环境,然后开始用键盘输入信的内容,最后用打印机将它打出。在这个过程中,我们一直在对不同物体开关、键盘、显示器、打印机等

6、进行操作,并使它们不断地改变动作。这时我们在实际生活的典型事例。同样地,在一个真正的虚拟现实系统中,我们也必须具备相同的能力。而虚拟现实中有一个最大的好处,它是由人按照人的思维创造出现的,除了可以实现同现实生活中一样的操作之外,我们还可以按照自己的意愿决定那些物体是可操作的,那些是不可操作的。我们还可以实现一些在现实生活中不能实现的动作行为。可以说,任何系统,只要满足了以上的三个要素,我们就可以称其为一个虚拟现实系统。虚拟现实的基本特征:从本质上说,虚拟现实就是一种先进的计算机用户接口,它通过给用户同时提供诸如视、听、触等各种直观而又自然的实时感知交互手段、最大限度地方便用户的操作,从而减轻用

7、户的负担、提高整个系统的工作效率。从概念上讲,任何一个虚拟现实系统都可以用三个“I”来描述其特性,这就是“沉浸(Immersion”、“交互(Interaction”和“想象(Imagination”,如下图所示: 其中沉浸感是指虚拟现实系统不再像传统的计算机接口技术一样,用户与计算机的交互方式已经是自然的,就象现实中人与自然交互一样,完全沉浸在通过计算机所创建的虚拟环境中;交互性是指虚拟现实系统区别于传统三维动画的特征,用户不再是被动地接受计算机所给予的信息或者是旁观者,而是能够使用交互输入设备来操纵虚拟物体,以改变虚拟世界;想象性是指用户利用虚拟现实系统可以从定性和定量综合集成的环境中得到

8、感性和理性的认识,从而深化概念和萌发新意。虚拟现实技术的兴起,为人机交互界面的发展开创了新的研究领域;为智能工程的应用提供了新的界面工具;为各类工程的大规模的数据可视化提供了新的描述方法。这种技术的应用,改进了人们利用计算机进行多工程数据处理的方式,尤其在需要对大量抽象数据进行处理时;同时,它在许多不同领域的应用,可以带来巨大的经济效益。现在让我们来展示一下VR技术目前的应用领域,我们列出的项目也远非VR应用的全部范围。VR的应用仍然有待开发和界定。但我们可以肯定的是,这项技术会让我们震惊。(1建筑设计与规划领域VR已经展示了它在建筑工业方面的潜能。一座建筑在它还处于设计阶段时,就可以被模拟出

9、来(如北京奥运会的鸟巢和水立方,人们修改它,并可以身临其境的体验它的建筑风格。今后,代理商、建筑商和房地产商们可以在建筑设计图纸最后完成之前,通过VR感受他们的建筑的结构、声响、质地甚至芳香。城市规划者们将利用VR技术规划街区,辅助规划决策,考虑社区的各种变化,展现现状与未来规划的效果。(2 艺术目前我们可以通过Internet虚拟的参观真实的艺术画廊和博物馆。我国已经有众多科博、艺术馆都建立了自己的虚拟展馆,相当多的艺术类院校也都为老师和学生建立了网上虚拟艺术作品展。VR将改变我们关于艺术构成的概念,一件艺术品可能成为一个可操作、可 人机对话并令人沉浸其中的经历。(3教育和培训VR技术在培训

10、和教育领域的应用已经开始。学生可以通过VR技术学习和参与解剖、星系探索、动漫创作、化学实验、历史事件、外国戏剧等等,他们还可以进入虚拟操作与演示设备进行虚拟实验、设计、导游、驾驶、维修等等以往需要花费较高成本才能够进行的实践活动。(5工程及产品设计工程师早就已经在利用VR模拟制造和检验产品了。用电子样品或模拟样品可以省时、省钱、缩短新产品的推出周期,同时可以实现虚拟装配、测试等功能。今后几乎所有的工程都将利用VR设计和制作产品,这样工人、客户都可以对设计方案提出改进意见,甚至制作程序和修改后的结果也可以模拟出来,节省了大量时间和原料。(6数字娱乐VR已经在娱乐领域得到了应用。在全球一些大城市的

11、娱乐中心,3D、4D的VR影院已经随处可见。不久的将来,几乎所有的电影院都会有VR中心。所有的游戏都将是三维的,能人机对话并令人陶醉。随着这类娱乐中心的不断发展,VR游戏将会扩大到家庭。在独立的娱乐系统面世的同时,最为重要的家庭VR系统也许会进入Internet,这样人类远程操纵VR 的潜能将得到开发。(7产品展示与体验一些公司为了使顾客亲身体验他们的产品,更好地了解产品,也已经开始使用VR技术。今后,在开发和实验产品的过程中,厂家将利用网络VR技术使顾客更多的参与其中,以便为最大化的满足顾客的需求。(8医学VR刚刚开始在医学和医学研究中的应用。可以用VR技术制作电子化模拟人体,满足医疗教学和

12、培训的需要。例如模拟解剖、模拟手术等,提高诊断和医疗水平。(9军事VR技术变得十分真实,完全可以达到以假乱真。最先应用的领域就是军事模拟仿真。如今,这些应用不仅用于飞行模拟,而且还用于舰船、坦克装甲车辆及步兵虚拟训练和演习。今后,战争的任何侧面都将在实战之前进行虚拟演练。 虚拟现实与三维动画的区别虚拟现实 传统动画虚拟环境由基于真实数据建立的数字模型组合而成,严格遵循工程项目设计的标准和要求,属于科学仿真系统 场景画面由动画制作人员根据材料或想象直接画制而成,与真实的环境和数据有较大的差距,属于演示类艺术作品 操纵者亲身体验虚拟三维空间,身临其境 预先假定的观察路径,无法改变可以实时感受运动带来的场景变化,步移景异,并可亲自布置场景,对场景中的物体进行实时操作,具有双向互动的功能,周期短、成本低 只能如电影一样单向演示,场景变化,画面需要事先制作生成,耗时、费力、成本较高没有时间限制,可真实详尽地展示,并可以在虚拟现实基础上导出动画视频文件,同样可以用于多模体资料制作和宣传,性价比高 受动画制作时间限制,无法详尽展示,性价比低在实时三维环境中,支持方案调整、评估、管理、信息查询等功能,适合较大型复杂工程项目的规划、设计、投标、报批、管理等需要,同时又具有更真实和直观的多媒体演示功能 只适合简单的演示功能二、 中视典VR-Platform 在院