新科技对人类生活的影响及其贡献技术介绍

新科技对人类生活的影响及奉献前言从近代以来，特别是当代，科学技术快速地、大规模地转化为生产力，给人类社会带来空前的繁华。科技进步毫无疑义为人类带来了幸福美妙的生活，对人类生活产生了巨大的影响。二十世纪人类获得了一系列科学技术的辉煌成就。并形成了电子信息、生物技术、新材料技术、航天航空、原子能等高技术领域和高技术产业，其中对经济和社会影响面最广、影响力最大，影响持续时间最长的是电子信息技术。随着二十世纪八、九十年代互联网在全世界的迅猛兴起，对经济活动和人类生活方式产生了深刻的影响，并形成了一种覆盖全球的开发和使用信息资源的信息大通道，进入了人类社会生活的方方面面，对政治、经济、军事、科技、文化、社会等领域都产生了重大影响，从而揭开信息经济时代的序幕。三维虚拟技术作为电子信息技术的重要构成部分，它是运用电脑模拟产生一种逼真的三维视觉、听觉、触觉或嗅觉的感官世界，让使用者犹如身临其境的感受与立体的、交互的、动感的强烈震撼。通过三维虚拟技术，能够建立大型多人在线互动的平台，将人类的活动范畴延伸至无限的虚拟世界当中，在此平台中，人们能够通过语音、视频、文字等实时通讯手段流畅地进行多个交流；也能够通过握手、拥抱等简朴动作进行交互；在应用方面，还能够集成更多地三维应用，如虚拟商店、虚拟课堂、虚拟医院、虚拟剧场、虚拟游戏等。三维虚拟技术介绍新科技对人类的发展作出了巨大的奉献，能够说是进一步我们日常生活的方方面面。近年来，随着计算机的计算能力和人机交互技术的飞速发展，基于大规模场景的群体交互与环境构建已经成为可能。虚实互动虚实互动是指运用三维虚拟群体自然交互技术、大规模场景虚拟构建技术和基于增强现实的多投影融合技术，将虚拟场景和现实场景的不同顾客集成在一种平台上进行群体交互。其中群体自然交互技术涉及人物动作识别；人脸/眼睛识别和运动跟踪。通过红外扫描、光流分割、运动检测等技术进行顾客从系统中进行分离和动作追踪。基于图像绘制的虚拟环境构建就是以摄像机拍摄的一组实景图像序列为基础，运用图像解决技术对其进行拼接，将看上去互相孤立的一组图像组织成一幅能够反映全部场景信息的全景图。其中图像序列能够由摄影机持续进行拍摄获取，也能够由摄像机拍摄的一段视频流中得到，为了从图像序列中构建大范畴的场景图像，摄像机需要通过平移、转动、镜头缩放以及其它运动以拍摄得到满足需求的场景，其中涉及到运动预计等问题。图1三维虚实互动三维虚实互动建模过程以下：若干原型人（a，b，c，d）经camera进行面部及整体扫描后形成面部及整体模型。扫描时间可控制在5S到10S之间。对原型人的面部扫描后进行三维面部建模，并根据虚拟场景的需求保存为指定的三维格式。面部建模后与已创立角色进行结合，虚拟角色的面部更换为已扫描的原型人物的面部形象，最后形成新的虚拟形象，并予以新的虚拟形象一种指定的代号，如代号A的虚拟形象为原型人a的虚拟形象。新的虚拟形象的动作由动作捕获系统进行骨骼跟踪，实现原型人与虚拟形象间的体感互动，从体感设备的感懂得虚拟人物的响应时间可接受在40S内。虚拟形象经全息成像进行一一对应的显示（与代号A-D一一对应，其中代号D为未通过camera扫描建模后形成的虚拟形象）。虚拟形象在三维虚拟场景中展示（与代号A-D一一对应）。在三维场景中，虚拟形象之间通过程序控制产生互动，并在全息成像系统中与三维虚拟场景中展示互动与互动后的效果。基于群体交互的虚拟环境运用三维虚拟技术，我们能够构建支持群体交互的模虚拟环境仿真平台，并可在此平台基础上开展群体交互大型应用系统研究和尝试。现在三维自然交互技术己在虚拟现实中得到了充足的应用与发展。虚拟现实通过计算机生成的虚拟环境给带来人多个感官刺激的沉醉感，并且人能以自然方式与虚拟世界中的虚拟对象进行交互操作曰。受到虚拟现实、计算机图形学和人机交互技术的发展和支持，三维自然交互逐步成为当代交互方式的热点研究方向。在虚拟现实环境中，传统的通过计算机进行交互无法满足现有的需求，自然交互的研究目的是消除人所处的环境和计算机系统之间的界限，即在计算机系统提供的虚拟空间中，人能够使用眼睛、手势、头部和身体运动以及自然语言等多个感觉器官直接与虚拟场景发生交互。本项目针对大规模虚拟环境下群体交互应用，重要开展以下自然交互技术研究：人物动作识别。根据人物的手势、语言、身体动作等等进行场景控制、与虚拟场景中物件进行交互、与其它的现实人在虚拟场景中进行交互。人脸/眼睛识别。通过对人面部的扫描进行人物识别，在多人虚拟场景中进行人物捕获、定位和控制。运动跟踪。通过红外扫描、光流分割、运动检测等技术进行顾客从系统中进行分离和动作追踪。基于群体交互的虚拟环境构平台，通过3D技术的建模、光解决、图像渲染等一系列的环节建立多个效果逼真的三维模型，并基于物联网应用技术，能够将本地人员、设备、外界环境等进行智能感知、网络通信、建立多个三维智能应用系统，实现大规模多顾客在虚拟现实中进行实时、自然的互动交流，通过虚拟现实技术将人与人、人与环境有机融合，提高顾客之间的感知性和交互性。大型交互场景的虚拟再现和交互控制能够实时采集视频图像并合成3D虚拟现实环境，以下图2(a)。在虚拟3D环境中，嵌入与真实移动人体含有相似几何构造、运动学参数、动力学参数的虚拟人，如图2（b）-1。有别于传统的基于手柄、键盘的等远程控制接口，可采用基于人体动作识别的远程控制接口，它能够为顾客提供更多的控制选择，如图2（b）-3。真实场景中的人体可与虚拟场景中的虚拟人状态同时。在执行任务的过程中，现实环境将反馈视频、音频信息到3D虚拟现实环境。而触觉信息则通过3D虚拟环境中虚拟物体之间碰撞获得。图2大型交互场景的虚拟再现和交互控制系统框架三维虚拟技术的重要作用从应用角度，三维虚拟技术的重要作用能够具体地概况为以下几个方面。虚拟智能家居智能家居是指在家庭范畴内，实现信息设备、通信设备、娱乐设备、家用电器，自动化设备、照明设备、监控设备、安防设备，以及水、电、气、热表等设备、家庭求助报警设备、医疗保健设备、教育设备、办公设备的互联和管理，以及数据和多媒体信息共享的系统，将多个与家庭生活工作有关的子系统有机结合在一起构成一种舒适的生活、办公、娱乐环境。我们能够通过三维虚拟技术能够将家庭内的一切真实事物都搬到虚拟智能家居环境中，并通过虚实联动，从而更加好地实现直观地控制和管理。虚拟智能家居涉及：控制终端：每个居住环境有一种智能控制终端。用于通过虚拟家居平台对整个家居系统进行参数设立和控制。智能化电器操控：可通过网络进行控制的智能家电设备，如电视、音响、空调、热水器、冰箱等。自动化设备操控：非电器类可通过自动化进行控制的设施，例如门窗、摄像设备、喷淋、通风等。安防、防护：通过虚拟智能家居功效实现对周边环境、室内环境以及通道监控和控制，并能够在虚拟家居系统中实时定位，对潜在危险进行监控和预警。个性化系统服务：通过虚拟智能家居系统集成以及整合，使顾客足不出户就能够享有娱乐、教育、电子商务、医疗救助、家政管理等服务。虚拟医院虚拟医院是运用虚拟现实技术，在线上模拟产生医院的虚拟景象，当网络顾客进入到虚拟医院就犹如进入真实的医院环境。虚拟医院能够在里面设立医院的真实科室，让医生在科室里坐诊，网上顾客进入虚拟医院向医生咨询疾病问题，即能满足顾客的娱乐需求，同时也解决了顾客实际问题，同时顾客在网上能感觉出医院的状况，提高了顾客去真实医院就医的可能性，大大提高了医院潜在患者群体。虚拟旅游旅游是现在人类的重要活动之一，能够通过虚拟现实技术，按照旅游的实际规定和特点，建立虚拟旅游平台，让人们足不出户，即可在虚拟的环境中，浏览诸多景点，从而大幅度提高旅游的体验效果，吸引更多的游客。我们在家中通过高速网络浏览世界上久负盛名的各个虚拟旅游景点，顾客能够自由地漫步其间，通过投影头盔等虚拟现实技术沉醉在美妙的景色中，获得身临其境的感觉。另外，我们还能够运用虚拟现实技术进行历史穿越，例如在虚拟世界中协助游客回到了5前的北京，从而大大提高了旅游的趣味性，增强了旅游的历史体验感受。虚拟课堂虚拟课堂是运用虚拟现实技术来改善现在的教育形式，能够模拟显现抽象的或在现实中存在的、但在课堂教学环境下用别的办法很难做到或者要耗费很大的代价才干显现的多个事物，供学生学习和探索。当学生学习某种机械装置，如汽车发动机的构造原理和运行过程时，普通的教学办法都是运用图示或放录像的方式向学生展示，但这些办法难于使学生对这种机械装置的运行过程、状态及内部的各个部件在工作时的互相联系有一种明确的理解。这时，应用虚拟现实技术就能够充足显示出其优势。它不仅能够向学生呈现出发动机的复杂构造、工作原理以及工作时各个零件的运行状态，并且还能够模仿出发动机在出现故障时的体现和因素等。这样就使学习内容非常直观地呈现在学生的面前，大大提高学习效果。在医学院校，学生可在虚拟实验室中，进行多个手术练习。用这项技术，由于不受标本、场地等的限制，因此培训费用大大减少。某些用于医学培训、实习和研究的虚拟现实系统，仿真程度非常高，其优越性和效果是不可预计和不可比拟的。例如，导管插入动脉的模拟器，能够使学生重复实践导管插入动脉时的操作；眼睛手术模拟器，根据人眼的前眼构造发明出三维立体图像，并带有实时的触觉反馈，学生运用它能够观察模拟移去晶状体的全过程，并观察到眼睛前部构造的血管、虹膜和巩膜组织及角膜的透明度等。虚拟商店现在各类电商顾客的在线消费能力正迅猛增加、而现在的重要电商的商品展示还重要是以平面、静态图片展示为主，而服务还是以传统的及时通讯工具为主，而运用的虚拟现实技术，能够实现电子商务服务平台的进一步优化，让商家更直观地展示商品，并能通过视频、虚实互动技术和买家进行类似于“面对面”的沟通和交流。真实感不强始终是制约消费者应用电子商务的重要因素之一。虚拟现实技术在电子商务上的应用，将能大大拉近买家与商家的距离，买家能够在网上立体地理解产品的外观、构造及功效，与商家进行实时交流，如买家对一种艺术品，他不仅能够从不同的角度查看看外观，还能够通点击理解其内部构造，通过虚拟现实技术，你甚至能够亲临产品生产厂家进行实地考察，对厂家的生产规模、设备配备进行全方位的理解。把这一技术应用于电子商务，将能突破真实感对电子商务发展的制约，吸引更多的消费者接受及主动参加电子商务，增进电子商务的发展。虚拟智慧都市规划智慧都市是建立在基于物联网、云计算等新一代信息技术支撑下的先进都市管理模式，能够实现全方面透彻的感知、宽带泛在的互联、智能融合的应用以及强调以人为本和可持续创新虚拟智慧都市规划是将虚实互动技术引入到智慧都市的整体规划和管理中来，都市规划也能够应用三维虚拟都市系统。规划能够通过虚拟现实发明出所开发都市的真实“三维画面”，方便从前瞻的角度来全方位审视将来的都市，确保都市规划上美学意义的和谐和运行运作上的顺利。如拟建中的都市建筑如何吸引人们的视线、商业网点布置在哪里最佳、污染公司置于何处对都市影响最小等等。借助虚拟现实技术无需规划方案的真正实施，就能先期检查该规划方案的实施效果，并能够重复修改以拟定最后方案的制订和施行。虚拟智慧都市规划应用中含有下列特点：强大的综合贮存功效。将零碎的数据和图像资料加以结合并存贮在一起，可长效的使用；将各类地图以有关信息，通过计算模块完善地融为一体。为都市资源空间格局分析和空间模型提供技术框架。为都市规划研究提供的惯用信息涉及土地运用类型及其面积、植被类型及其分布、生物量分布，土壤类型及其水分特性等。虚拟智慧都市规划的具体作用重要集中在下列几方面：都市资源坐标定位；制作专项地图(都市景观分类图，土地分布图)：航空照片和卫星遥感图像的定位和校正。通过当代通讯技术，能够将地理信息系统(GIS)、遥感(Rs)和全球定位系统(GPS)有机地集成起来。运用遥感、地理信息系统和全球定位系统等空问技术进行大尺度的资源与环境调查，含有成图快、效率高和信息量大等优势，能及时、精确、宏观地反映研究对象客观状况。平台技术为都市规划研究提供了极为有效的一系列研究工具，逐步成为资料收集、储存、解决和分析所不可缺少的手段。在很大程度上变化了旅游规划研究方式，同时也将逐步成为旅游规划使用的分析手段。虚拟智能楼宇智能楼宇是应用三维虚拟技术和物联网技术，将建筑楼宇的恒压供水、变频调节、管网监测、电力监控、动力管理中心等优化整合，从而建立起整体的物联网节能运行服务体系。通过三维虚拟技术能够按照楼宇内实际的建筑形式、市政管线、人员布署等真实状况，建立楼宇的整体三维虚拟模型，为后续建筑施工、物业管理、人防消防、应急响应、安防控制等提供直观的管控和支持。物联网技术在建筑智能及楼宇自控、设备系统，人员定位等管理有重要的应用，楼宇自控管理的具体应用涉及：环境的实时监测和联动控制、节能管理、固定资产跟踪管理、工作人员活动定位等几个方面线上线下三维互动新模式互动多媒体虚拟仿真技术作为一种视觉艺术的光影造型，渐渐让人在场景中含糊了现实与虚拟之间的界限，虚拟仿真营造的视觉空间带给人身临其境的感觉，人们那种参加感与存在感很人性化的在虚拟与现实交互的空间得到淋漓尽致的呈现，基于此因此虚拟仿真技术被大量应用于虚拟旅游，文化教育，影院和主题展览馆中，在现在环境中营造一种虚拟的视界，带