《虚拟现实技术》教学大纲

课程简介课程名称虚拟现实技术课程英文名VirtualRealityTechnology学分4学时64中文课程内容简介本课程进行初步、系统的虚拟现实系统设计思维和虚拟现实开系统开发工具使用技能的训练，培养正确的交互设计理念和科学的工作方法。要对设计体系的初步认识，对设计过程的感性认识和一般了解。循序渐进的人机交互设计理论体系和专业基础知识，掌握初步的虚拟现实系统及技术概念和理论。英文课程内容简介Thiscourseprovidesapreliminary,systematictrainingofthedesignmethodsofvisualrealitysystemandtheskillsofthedevelopmenttoolsofvirtualrealitysystem.Thecorrectdesignideasofinteractionandscientificworkingmethodswillbedeveloped.Thepreliminaryknowledgeofdesignsystem,theperceptualknowledgeandthecommonknowledgeofdesignsystemshouldbeachieved.Thesystemofdesigntheoryofhuman-computerinteractionandprofessionalbasicknowledgeshouldbelearnedstepbystepandpreliminaryknowledge,technologicalconceptandtheoriesofvirtualrealitysystemshouldbemastered.任课教师简介熊巍，博士/副教授，从事虚拟交互设计、人机交互技术、自动控制设计等方面的研究，讲授课程有《工程制图》《虚拟现实技术》等。《虚拟现实技术》教学大纲总学时：64理论课学时：32实验课学时：32学分：4一、课程的性质专业领域选修课二、课程的目的与教学基本要求虚拟现实技术作为一种最为强大的人机交互技术，一直是信息领域研究开发和应用的热点方向之一。本课程立足于虚拟现实的“31”特性，从技术和应用两个方向全面系统地讲述虚拟现实的基础理论和实践技能，包括对虚拟现实最新硬件设备和高级软件技术的讲解，以及虚拟现实传统应用和最新应用的介绍。通过本课程的学习，使学生了解并掌握虚拟现实的基本概念和术语、系统组成及应用领域，了解虚拟现实的计算机体系结构、输入输出设备，以及有关的人的因素；结合上机实验，了解虚拟现实的建模技术，掌握应用系统开发的基本技能。要求：理解VR中的31特性；了解VR中的输入、输出设备；3.了解VR的建模方法；了解VR的编程工具与方法；了解VR的应用情况。三、课程适用专业工业设计专业理科生源的学生。四、课程的教学内容、要求与学时分配第1部分VR系统简介（4学时）具体内容：1）虚拟现实的31特性2）虚拟现实的发展简史3）构成VR系统的五个典型组成部分4）VR技术的分类重点：掌握VR系统的五个典型组成部分。第2部分输入输出设备（2学时）具体内容：1）三维位置跟踪器：性能参数；机械、电磁、超声波、光学、混合惯性跟踪器2）漫游和操纵接口：基于跟踪器的漫游／操纵接口；跟踪球；三维探针3）手势接口4）体感输入5）图形显示设备6）声音显示设备7）触觉反馈重点：三维位置跟踪器的设计原理与应用范围。图形显示设备的分类与应用。难点：体感输入的应用前景，立体图像的生程技术第3部分VR的计算体系结构（2学时）具体内容：1）绘制流水线2）基于PC的图形体系结构3）基于工作站的体系结构4）分布式VR体系结构：多流水线同步；联合定位绘制流水线；分布式虚拟环境重点：掌握绘制流水线构成。难点：分布式虚拟环境设计。第4部分VR建模（4学时）具体内容：1）几何建模2）运动建模3）物理建模4）行为建模5）模型管理重点：掌握几何建模、运动建模、行为建模、模型管理技术构成。难点：物理建模和模型管理技术。第5部分VR编程（14学时）具体内容：1）工具包和场景图2）EON：几何建模与外观；场景图；传感器和动作函数；网络开发3）JAVA3D——几何建模与外观；场景图；传感器和行为；网络开发4）OpenGL利用三维图形库进行底层开发重点：掌握工具包和场景图技术构成、Java3D、OpenGL编程。难点：基于OpenGL设计场景图及交互第6部分VR中的“人的因素”（2学时）具体内容：1）研究方法和专业术语2）使用者表现研究3）VR健康和安全问题4）VR与社会重点：掌握研究方法和专业术语。难点：VR与社会应用的结合。第7部分传统的VR应用(2学时)具体内容：VR在医疗中的应用VR在教育、艺术以及娱乐中的应用VR在军事中的应用重点：掌握VR的应用范围。难点：VR的应用深度。第8部分新型的VR应用(2学时)具体内容：VR在制造业中的应用VR在机器人领域中的应用信息可视化——VR在油气勘探和完善管理中的应用；体数据的可视化重点：掌握VR相关的信息可视化技术构成。难点：VR与具体行业的结合。五、教材和主要参考资料教材：GrigoreC.Burdea.虚拟现实技术.第二版.电子工业出