虚拟现实与三维交互技术高职全套教学课件

虚拟现实与三维交互技术全套可编辑PPT课件25G视频流与边缘计算智能大数据技术国产替代的趋势技术及内容生成硬软件02虚拟现实、增强现实与混合现实基本原理及运行方式行业发展历程概念界定及其发展历程01目录CONTENTS概念界定及其发展历程01学习目标：理解虚拟现实、增强现实、混合现实的概念及其发展历史。34一、概念界定虚拟现实（VirtualReality,VR）增强现实（AugmentedReality,AR）混合现实（MixedReality,MR）指采用计算机技术生成的一种虚拟环境，用户借助专用输入/输出设备，与虚拟世界中的物体进行交互。它将计算机生成的虚拟图像通过手机、平板等设备与真实环境融合。一般通过真实世界和虚拟图像混合，产生新的可视化、实时环境。1、虚拟现实、增强现实与混合现实5为用户创造身临其境、及时、没有限制地观察三度空间内的事物并与之互动的环境。计算机虚拟环境用户一、概念界定2、基本原理及运行方式01虚拟现实利用计算机模拟产生一个三维虚拟世界02计算机通过复杂的运算，将精准的三维世界视频传回用户进行位置移动时，计算机可以立即进行复杂的运算，将精确的三维世界视频传回产生临场感。61950年代末期—至今二、行业发展历程·1950年代末期，“虚拟现实”的概念被提出。·1992年，Sense8公司开发“WTK”软件开发包，极大缩短虚拟现实系统的开发周期。·1993年，波音公司使用虚拟现实技术设计出波音777飞机。同年，世嘉游戏机的虚拟现实头戴显示器问世。·1995年，伊利诺伊大学的学生们研发出“CAVE”虚拟现实系统，通过创建一个三壁式投影空间、配合立体液晶快门眼镜来实现沉浸式体验，对现代虚拟现实技术起到了极大地的推动作用。·1999年，电影“黑客帝国”（TheMatrix）上映，向观众们展示了一个由电脑产生的未来世界，那里生活的人们自出生便被困在虚拟世界中。·2012年8月1日，Oculus团队在众筹网站kickstarter上开始了首秀，向世人展示未来VR头戴式设备的前景。·2014年3月，索尼发布PlayStation专用虚拟现实头盔Morpheus。行业发展历程·2014年4月，Virtuix宣布开发VR跑步机，允许玩家用自己己身体的活动来控制游戏人物。同年，Google发布了GoogleCardBoard，让消费者能以非常低廉的成本通过手机来体验VR世界，直接点燃了今日的“MobileVR”超级大战。·2015年末至2016年，GearVR、HTCVive、OculusRift、PlayStation

VR相继发售，标志着具有沉浸式和穿越感体验的虚拟现实技术最终开始了商业化。7国内虚拟现实产业由技术、硬件、内容、开发者、渠道、资本等同步推进的生态圈初步形成，上下游环节已经形成，上游如睿悦Nibiru的VR系统及VR一体机，下游包括VR直播央视春晚、VR主题乐园等，虚拟现实应用场景拓展至游戏、教育、医疗、农业等场景中。二、行业发展历程国内虚拟现实产业现状8技术及内容生成硬软件02学习目标：1.了解5G视频流、边缘计算、智能大数据与人工智能技术。2.了解国产替代技术和趋势，以及虚拟现实应用领域。9一、5G视频流与边缘计算1、何谓5G视频流5G时代视频技术具有三大基本趋势：超高清视频流传输、沉浸式互动体验、内容生态“超视频化”。·5G高带宽、低延时，将能同时实现超高清视频的高速移动化和实时播放，超高清视频直播业务迎来广阔应用前景，或广泛覆盖体育赛事、演唱会、真人秀等场景。·5G将弥补VR/AR/MR应用短板，提高虚拟世界与真实世界的交互效率，保证人们可以在易携带、高性能的终端设备上享受AR/VR/MR内容，也将赋能全息技术，在远程互动教学、会议、医疗等诸多场景中可广泛使用。·5G与4K/8K、AR/VR、AI等技术融合，将催生更多样的视频内容形态，进一步影响移动互联网应用业务朝着“视频流”的趋势发展，极大地丰富人们的工作和生活体验。10一、5G视频流与边缘计算2、边缘计算发展的背景和全球趋势·在过去40年里，算力和处理在集中式架构和分布式架构之间交替往复。·21世纪，随着互联网、企业IT和智能手机的大规模商用，激起了以大型集中服务器群为基础的云计算浪潮。一些公司成为这个领域的领军者，包括亚马逊、微软、谷歌、IBM、Oracle以及中国的阿里巴巴和腾讯。尽管边界很难严格定义，但可信迹象表明，边缘计算这一浪潮正在发展，这标志着算力和资源靠近客户部署的分布式转型将成为趋势。·边缘计算的应用前景并不仅限于未来5G的发展。5GMEC技术使运营商将网络逐渐开放给第三方，使企业可以在智能工厂、智慧港口、智慧医院等场所构建专网环境。这些业务场景通常涉及多种应用，要求网络在边缘位置提供超低时延和强大的处理、计算和存储能力。数据无需回传至网络中心，而是在本地完成处理、存储和下发。1112智能数据是在物理硬件、虚拟环境和云环境中产生的，是端到端普遍可见的数据，并且在深度和广度上均具有一定的规模。二、智能大数据技术1、何谓智能大数据010203智能数据是在物理硬件、虚拟环境和云环境中产生的，是端到端普遍可见的数据，并且在深度和广度上均具有一定的规模。智能大数据企业可以在智能数据的基础上完整地了解整个智能设备中发生的所有业务，以及终端用户在使用该设备过程中的所有服务情况。这些信息主要包含资产数据、运行数据、承载数据、日志数据等基础数据。据利用实时资产属性数据、运行属性数据可以有效的对智能资产进行统一管理，服务于故障处理、容量管理等运维管理工作；利用智能资产承载的业务数据可以实时有效的预测业务风险，预见业务趋势，挖掘业务问题原因，做好预防工作，提升业务运营管理水平。人工智能可以制造智能机器，特别是智能计算机程序和工程。智能机器发送或接收数据，并通过分析数据学习新的概念。众所周知，人工智能将减少人类的整体干预和工作，大数据的介入是变革的关键。机器根据事实做出决定，数据科学家基于大数据将情商囊括进来，让机器全面的做出正确的决定。01大数据帮助组织分析现有数据，并从中得出有意义的见解二、智能大数据技术2、大数据如何助力人工智能13人工智能和大数据的融合不仅仅是人和学习同时进行，还为任何一个新的品牌和公司带来很多新的概念和选择。人工智能和大数据的结合可以帮助公司在短时间内，以最好的方式了解客户的兴趣。某种意义上，人工智能为这个时代的经济发展提供了一种新的能量。人工智能的飞速发展，背后离不开大数据的支持，而在大数据的发展过程中，人工智能的加入也使得更多类型、更大体量的数据能够得到迅速的处理与分析。02人工智能与大数据相互融合、相辅相成二、智能大数据技术2、大数据如何助力人工智能1415·《2018-2019年中央国家机关信息类产品（硬件）和空调产品协议供货采购项目征求意见公告》明确增加一项“国产芯片服务器”类别，将龙芯、飞腾等国产自主CPU纳入采购目录，同时，要求入选中央国家机关政府采购中心招标目录的所有笔记本和台式机，都必须预装国产LINUX操作系统。·目前我国自主可控产业链可大致分为，基础软件（操作系统、数据库、中间件）、基础硬件（CPU、服务器、存储、网络设备）、应用软件（企业服务）三大类。增强自主可供产业链针对高端芯片、基础软件、生物医药等重点领域，同时面向智能化、数字化、物联网化为重点，加快推广应用新技术，加快产业数字化转型。三、国产替代的趋势1、自主可控产业链三、国产替代的趋势2、芯片替代·此前，NetMarketShare发布的全球操作系统市场6月数据显示，Windows操作系统占全世界电脑份额的88.18%，在中国大概占有95%以上，几乎垄断了整个市场。·经过国内厂家的研发投入，目前自主可控基础软件突破微软生态，基本已达国际水平。国产操作系统技术趋于成熟，中标麒麟、红旗Linux系统具有较高的实用性、稳定性和安全可控性，已覆盖服务器、桌面、移动和嵌入式等领域，产品大多采用开源技术。在系统的功能、性能，以及对设备、应用软件的支持方面也能满足用户的使用要求，可支持多种国产化处理器（方舟、龙芯等）架构，满足当前国产化的应用需求。1617目前，国内多家自主知识产权的国产数据库与国产处理器、操作系统深入融合适配，支持商业化部署、容灾工具使用。国产中间件也已具备替代国外产品的能力，基于Java国际标准支持，国产中间件（东方通、金蝶等）与国产操作系统、数据库的兼容适配成效显著，并可实现深度定制化开发与优化。国产基础办公软件也已实现与国产操作系统的适配，对嵌入浏览器的支持、开发接口、界面风格、与office的兼容方面表现优越。二、国产替代的趋势3、软件替代18虚拟现实行业国外引擎提供商如美国虚幻UE4、英国Unity、德国C4D等拥有超过15年以上的全球市场的积累和沉淀，国内引擎提供商，如睿悦信息经过了近8年的深耕，自主研发的可视化开发引擎工具NibiruStudio，在产品成熟度和客户服务的专业度上，都已经证明了它足以成为服务国内中大型企业的中国引擎类产品。根据艾瑞咨询统计,我国整体SaaS行业的市场规模仅362.1亿元。国内企业级SaaS市场总体规模较小,相对分散,整体落后于美国5-10年。但由于国内的SaaS市场细分市场众多,处于成长期,发展前景广阔,预计到2022年整体市场规模将突破千亿。引擎软件行业作为处于各产业关键节点的行业，占国内生产总值的比重更是占到了7%以上，增速达到14.4%。二、国产替代的趋势4、国产引擎替代感谢聆听虚拟现实与三维交互技术虚拟现实与三维交互技术学院21工业领域文教娱乐领域医疗卫生领域产业人才需求虚拟现实技术应用领域02何为虚拟现实技术虚拟现实技术的特征虚拟现实技术01目录CONTENTS虚拟现实技术01学习目标：理解虚拟现实技术的基本含义。22虚拟现实技术虚拟现实技术利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间。01何为虚拟现实技术2324智能数据是在物理硬件、虚拟环境和云环境中产生的，是端到端普遍可见的数据，并且在深度和广度上均具有一定的规模。虚拟现实技术具有超越现实的虚拟性010203它是伴随多媒体技术发展起来的计算机新技术，它利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨率显示技术，生成三维逼真的虚拟环境，用户需要通过特殊的交互设备才能进入虚拟环境中。虚拟现实技术这是一门崭新的综合性信息技术，它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支，从而大大推进了计算机技术的发展。虚拟现实配置的图像显示设备主要用于产生立体视觉效果，常见的产品包括光阀眼镜、三维投影仪和头盔显示器等。其中高档的头盔显示器在屏蔽现实世界的同时，提供高分辨率、大视场角的虚拟场景，并带有立体声耳机，可以使人产生强烈的浸没感。02虚拟现实技术的特征虚拟现实技术的应用领域02学习目标：1.了解虚拟现实、增强现实和混合现实等技术在工业、文教娱乐、医疗卫生的应用领域。2.能够根据技术特点，选出各个应用领域。2526从应用领域来看，虚拟现实技术最早用于军事和航空航天领域，早在20世纪70年代便开始将虚拟现实用于培训宇航员。由于这是一种省钱、安全、有效的方法，目前虚拟现实技术的应用已大步走进工业、建筑设计、教育培训、文化娱乐、医疗卫生等方面，并开始影响和改变我们的生活。虚拟现实技术的应用领域虚拟现实技术最早用于军事和航空航天领域虚拟现实技术在工业领域的应用主要是对实体工业的一种虚拟展示，将实体工业中的各个模块转化成数据整合到一个虚拟的体系中去，在这个体系中模拟实现工业作业中的每一项工作和流程，并与之实现各种交互，虚拟现实技术的出现给工业领域带来深层次的技术支持，它已经改变工厂生产和展示形式，随着VR工厂系统的成功开发，从工业生产机械设备的运作状态、工况监测数据到产品的装配、调试环节，都能实现三维立体可视化，让生产场景真实地呈现在人们眼前。工业领域虚拟现实技术的应用领域2728工业生产制造过程中，为维护设备安全稳定运行而展开的运维巡检工作量非常巨大，虚拟现实技术的到来使生产人员可以通过安全的数据可视化头显对设备运转状态、生产环境以及潜在隐患等关键信息进行监测和排查，有利于全面、准确、实时了解整体生产制造情况,从而提高生产安全系数和生产效率。一、工业领域1、工业远程巡检一、工业领域1、工业远程巡检虚拟现实技术在工业远程巡检场景中主要发挥可视化管理、高效掌握信息与实时记录数据的作用。点检人员佩戴的AR眼镜中出现具体的点巡检项目清单；通过室内定位方式或扫描二维码方式判断点巡检人员是否到达正确位置；到达正确设备时，通过AR眼镜进行拍照或录像进行登录，同时输入设备数据信息；如有设备故障或其他问题，可启动AR远程服务系统，连线专家；点巡检完成后，服务器进行所有数据的记录（点巡检人员、点巡检时间、输入数据、图片/录像等数据）实现了解放双手的工作方式，成为虚拟现实技术在工业领域应用的最成熟落地场景，解决了电网巡检、管路巡检等特殊场合下的痛点需求。

2930一、工业领域目前，国内许多公司都有较为成熟的AR应用案例落地，特别是在航空生产维修、电力巡检、汽车维修等重要工业领域，AR商业化步伐在加快。1、工业远程巡检·亮风台与中国联通、罗克韦尔共同为中国商用机有限责任公司（简称中国商飞）国产大飞机所打造了AR智能生产线，该生产线不仅可以实现生产流程及IoT信息的三维可视化，还能实时控制产线的生产运行情况，把生产中的数据信息与真实场景紧密融合，并通过与IoT体系的打通让生产各环节与设备之间高效协同，推动飞机生产制造的自动化、智能化升级。·0glass（深圳增强现实技术有限公司）与国家电网联合研发了电力行业的AR智能眼镜工作辅助与培训系统，将AR、AI、头戴设备等新技术改善了电力巡检状况，提高巡检的效率，避免了巡检人员的缺口，确保电力系统更加稳定运行，并且更加进一步得推动了巡检工作标准化、管理的科学智能化、监督的自动化。31在多人虚拟仿真领域中，一方面，将渲染负载转嫁至性能强劲计算机中，避免一体化设备性能不足的问题。另一方面，一体机通过无线的方式连接，摆脱PC头显有线的束缚，合理的分配两端的处理能力，充分利用一体机设备性能降低系统时延。多人虚拟仿真使用远程分布式渲染技术，将绝大多数虚拟现实内容的渲染放在数据工作站、云端，并低延时回显至设备上，大量使用在5G虚拟仿真实验室，工业设计、工程验收、设计评审等多种工业领域。一、工业领域2、多人虚拟仿真32中国商飞在C919试飞中心使用机载测试系统地面验证平台，对飞行的参数进行监控分析，确保飞机在预飞和实际飞行中相关参数的准确和正常；日产、福特等车企利用虚拟仿真技术进行汽车外观和内饰的整体设计。01研发方面一、工业领域虚拟仿真技术在制造领域的研发、装配、检修环节发挥重要作用02装配方面03检修方面中国东软检修在虚拟制造模式下，不建厂房不用设备，只负责整机装配调试；奥迪汽车在三维虚拟空间内完成对实际产品装配工作的预估和校准。江联重工基于AR头盔与后台支持，建立生产实时监控与指挥系统、特殊工种体验式培训系统，工人带上头盔就能看到锅炉零部件的故障和维修步骤，确保操作规范，降低维保成本。2、多人虚拟仿真33一、工业领域虚拟工业培训是利用虚拟现实技术生成实时的、具有三维信息的人工虚拟环境，身临其境的学习与全方位运用感官和思维相结合，对比传统培训方式有仿真性、超时空性、自主性与安全性等特点，让学习变得更加有趣。3、虚拟工业培训·学员通过运用某些设备和相应环境的各种感官刺激而进入其中，并且需要通过多种交互设备来驾驭环境、操作工具和操作对象，增强培训的沉浸感能更好的让学员建立起对学习的兴趣和概念，从而达到提高培训对象各种技能和学习知识的目的。也是虚拟现实在工业生产中应用最多的方式。·知名工程机械和矿山设备生产厂家卡特彼勒公司（Caterpillar,CAT）开发了一个虚拟现实培训系统，教授新员工道路铺设作业中如何避免危险和如何与同事沟通。这个虚拟现实培训程序时长大约25分钟，员工会在这个程序中遇到5个工作场景。卡特彼勒研发这个虚拟培训程序的契机是与美国一家大型国家道路建设承包商的合作。该公司在全国子公司的员工与卡特彼勒合作开发了农村四车道高速公路铺设作业中常见的情景。34在其中一个场景中，会有工头带领受训人员拿起橙色安全锥桶并将它们放在工作区的指定位置。头显上的画面会显示地面上的锥桶，通过手柄控制器，受训人员需要移动虚拟锥桶并将它放置在适当的位置。在另一个场景中，学员被要求将铲子带给站在摊铺机另一侧的工人。当他拿起铲子走向那名工人时，视线中可能突然有红灯闪烁，这是因为他被一辆卡车撞到了。随后，工头会出现在画面中，他会提示在卡车和设备后面行走是危险的，并且演示正确的运送方式。每次受训者失败时，工头会提供更详细的指示，直到受训者通过该情景并继续进行下一个项目。一、工业领域3、虚拟工业培训4、数字孪生虚拟仿真系统数字孪生（DigitalTwin）是一个物理产品的数字化表达，在虚拟空间中构建出与物理世界完全对等的数字镜像，以便于对物理世界进行更深层的思考与管理。通过对物理世界的多维度、多领域、多视图的数字仿真模拟，把物理世界的信息综合在数字世界中，对制造业的产线升级、效率提升起到至关重要的作用。一、工业领域3536该平台主要承担未来智能制造实训教学中的虚拟仿真教学任务。基于实际材料加工设计、生产的全过程，结合虚拟仿真、混合现实技术，在虚拟空间中再现产品“需求->设计->CAE验证->优化设计->加工->检测”的全流程，本系统结合虚拟课件、实际智能产线虚拟化两部分进行设计，实现“基于现实、超越现实”的教学效果，包括材料热成型虚拟仿真课件库、多工位虚拟仿真实训与考核软硬件平台、基于汽车的半实物混合现实仿真平台、基于站立式虚拟仿真系统进行车间认知及多工位协同实训和虚拟仿真教学管理系统：实现用户信息、课程资源的统一管理。一、工业领域4、数字孪生虚拟仿真系统以数字孪生案例的华中科技大学工程实践创新中心“面向新工科的智能制造工程训练实践教学平台建设”二期材料成形模块为例1、教育培训以直观的教学内容、丰富的互动性、游戏化的教学方式成为潜力大、目标用户多、涵盖范围广为特点，领域包括语言教育、红色教育等专题类教育、面向中小学的教育，以及面向行业应用的职业培训等领域，具体包括虚拟现实课件、虚拟现实课堂等。二、文教娱乐领域01虚拟现实与教育培训市场相结合3738二、文教娱乐领域1、教育培训以直观的教学内容、丰富的互动性、游戏化的教学方式成为潜力大、目标用户多、涵盖范围广为特点，领域包括语言教育、红色教育等专题类教育、面向中小学的教育，以及面向行业应用的职业培训等领域，具体包括虚拟现实课件、虚拟现实课堂等。01虚拟现实与教育培训市场相结合CLASSVR产品中强调教学过程中师生互动、共同发展，引导学生主动参与学习过程。其中互动的教学过程增加了学生成为学习内容的参与者，从而激发学习积极性，培养学生掌握和运用知识的能力。02以CLASSVR产品为例39二、文教娱乐领域1、教育培训在消防、物流、航空航天等教学与实景实践相结合领域人员培训中加入虚拟现实技术，利用虚拟现实的交互性，实现学生手动操作，避免实训风险，降低操作成本，提高教学质量。如使用教学互动解决方案，帮助学生理解复杂的物理概念，亲身感受月球上的微重力；使用视景仿真系统，提供飞行模拟训练一体化解决方案；通过虚拟现实的方式训练掌握分拣技能，开展智能化的物流培训课程。03虚拟现实与职业培训成为当前虚拟现实在行业应用中的热点40二、文教娱乐领域1、教育培训近年来“党建+VR”技术可以再现重要事件、重要会议的过程，可以让用户亲身“体验”长征、横渡于都、遵义会议的情景，获得身临其境的感受。在VR党建工作站中包涵海量应用级内容下载、实时更新，包括视频播放、全景观影VR体验等多种学习形态。04“党建+VR”技术2、文化娱乐二、文教娱乐领域主要面向大众消费者，类型包括游戏、社交、视频、直播、旅游等。虚拟现实为用户带来更为真实而强烈的感官刺激，而庞大的用户基数以及核心玩家对于新技术的开放性态度使得视频游戏有望成为最先发展起来的大众市场。虚拟现实与文化娱乐相结合4142二、文教娱乐领域2、文化娱乐01虚拟现实与游戏相结合以《RIGS机械化战斗联盟》(RIGSMechanizedCombatLeague)为例，玩家在充满未来主义的竞技场与其他巨型机器人展开搏斗，其外形与电影《铁甲威龙》中的反派机器人颇为类似。在这个虚拟世界里，传统第一人称射击游戏的爱好者会感觉如鱼得水一般，因为他们可以使用标准的控制器，发射激光炮弹，跳跃，并在竞技场里移动。4301赋予了观众身临其境的沉浸体验，一方面表现为对分辨率、刷新率、色深、视场角、3D、低时延等更高画质的持续追求，另一方面，凸显出虚拟现实人机交互这一核心特质。虚拟现实与影视结合02虚拟现实技术在影视制作中的应用，主要是通过构建出可与影视场景交互的虚幻三维空间场景，结合对观众的头、眼、手等部位动作捕捉，及时调整影像呈现内容，继而形成人景互动的独特体验。二、文教娱乐领域2、文化娱乐44VR电影《活到最后》是中国影史上的首部VR电影，集结了推理、悬疑、密室等剧情元素。由于VR电影制作和展示方式与传统电影有较大区别，影片在制作拍摄过程中克服了多项困难。影片变现渠道主要以售卖版权、流量广告分成等形式提供给国内主流视频平台获取利润，未来兰亭也将探索向VR体验店或影院提供片源方式进行票房分成，实现作品变现途径的多元化和模式化。02虚拟现实与影视相结合45二、文教娱乐领域预计2025直播的市场营收规模为41亿美元，VR直播用户群接近上亿规模。VR直播在体育赛事、热点新闻事件、演唱会、发布会等领域广泛应用。传统方式的视频直播中，观众往往不能全方位了解直播对象周围环境状况，无法切身感受现场氛围，而VR直播将活动现场还原到虚拟空间中，其优势体现在借助VR头显观众可以身临其境的在现场观看比赛，增加观众观看节目的趣味性；自由选择位置和角度，时刻关注自己感兴趣的场景；VR直播的氛围要远远高于普通显示屏观看，在这种现场气氛的烘托下,观众的情绪极易被充分调动，互动性更强，增加观看愉悦感。03虚拟现实与直播结合2、文化娱乐46二、文教娱乐领域2、文化娱乐指的是建立在现实旅游景观基础上，利用虚拟现实技术，通过模拟或超现实景，构建一个虚拟的三维立体旅游环境，用户足不出户，就能在三维立体的虚拟环境中遍览遥在万里之外的风光美景，形象逼真，细致生动。如使用NibiruCreator编辑器开发的国内部分知名景点如黄帝陵、西湖等旅游，制作H5端线上浏览作品。04虚拟现实与旅游相结合三、医疗卫生领域虚拟医疗就是应用虚拟现实技术构建虚拟的人体模型器官以及手术等等，提高虚拟实境的真实感，借助于虚拟外设可以使人们更逼真的学习医疗知识以及治病救人的虚拟现实应用。虚拟现实与医疗健康聚焦在手术培训、心理干预和医疗培训等领域。手术培训心理干预医疗培训4748三、医疗卫生领域01虚拟现实与手术培训通过事先对患者进行建模，在术前让医生在虚拟环境下充分研究手术方案、了解手术过程、提高操作熟练度，可有效提髙复杂手术的成功率，在虚拟手术室，医生可以放心地进行更多更为复杂的手术操作。一款名为AirwayEX的手机应用由视频游戏开发商和医生协助开发完成，是一款外科手术模拟游戏。该游戏旨在为麻醉医师，耳鼻喉科医师，重症监护专家，急诊室医生和肺科医师设计。游戏应用可以为医生提供在真实病患案例身上进行18种不同的虚拟气道手术的机会。49三、医疗卫生领域02虚拟现实与心理干预充分发挥了虚拟现实沉浸感的特性，通过营造特定的虚拟场景，可缓解患者的心理情绪、适度锻炼患者心理感受，有效地解决了传统方法由于真实感缺乏的治疗痛点,减少了对心理医生的依赖程度。具体应用场景例如营造冰雪世界减轻烧伤患者痛感、营造高空场景逐步消除恐高症、建立虚拟化身解决幻肢痛和神经损伤等。一些案例中，对于中风后左手不能运动，但仍能使用右手的患者，系统可以提供一个虚拟左手，虽然这只手是由病患的右手控制的，但这能有助于大脑恢复对于瘫痪肢体的感知。50·近年来正在医疗领域逐步开始推广，VR医疗培训能提供全方位沉浸感的专业服务，让被培训者在虚拟环境中深度学习，快速提高技能。·VR全景视频培训通过构建一个高还原度的模拟环境，让学生身临其境地感受整个救护过程，从中学习实践经验与应对技巧，而不仅仅是通过课堂上教学者的讲解来获取理论知识。·这种真实的临场感所特有的紧张和压力可以让学生更熟悉救护场景，了解如何应对这种场景带来的压力，有助于最大限度地减少人为失误所导致的医疗事故。三、医疗卫生领域03虚拟现实与医疗培训

虚拟现实应用技术在国内外都得到了飞速发展并且逐步走向成熟，该技术融合应用了多媒体、传感器、新型显示、互联网和人工智能等多领域技术，拓展了人类感知能力，改变了产品形态和服务模式，在制造、教育、文化、健康、商贸等行业领域都得到了广泛应用，不仅为用户带来更具感染力及沉浸感的体验，而且也给人们的生活方式带来前所未有的变革，产生了大量的人才需求。据预测，虚拟现实和文化娱乐、医疗健康、工业生产、教育培训等领域的结合，将开启千亿级市场规模；随着5G技术的发展和应用，虚拟现实技术有望迎来产业的黄金发展期。四、产业人才需求虚拟现实技术的应用领域51第五技术咨询、技术培训和技术支持服务虚拟现实产品的稳定和安全运行管理、监控、维护并保障第四虚拟现实体系架构、技术和标准研究和应用第三设计、开发、集成与测试第二52产品策划、场景设计、界面设计、模型制作、程序开发、系统测试虚拟现实软件第一虚拟现实硬件系统提供虚拟现实技术相关52虚拟现实工程技术人员是指使用虚拟现实引擎及相关工具，进行虚拟现实产品的策划、设计、编码、测试、维护和服务的工程技术人员。该类人员的工作任务主要包括以下五项：1.简述虚拟现实、增强现实、混合现实的概念和区别。2.

使用2-3个案例简述虚拟现实技术的典型应用领域。习

题虚拟现实及相关应用领域53感谢聆听虚拟现实与三维交互技术虚拟现实与三维交互技术学院三幕体结构：开端、发展、结局树状结构放射状结构树状并行结构互动叙事结构一、交互叙事的形态交互叙事的形态及叙事特征01目录CONTENTS视听叙事体验叙事参与叙事二、叙事特征非线性叙事特征交互性叙事特征沉浸性叙事特征混合的时空性叙事特征5602交互叙事的形态及叙事特征01学习目标：1.了解三维交互叙事的形态，以及三维交互叙事的特征。2.学会分析作品的交互叙事形态，以及作品的交互叙事特征。5758智能数据是在物理硬件、虚拟环境和云环境中产生的，是端到端普遍可见的数据，并且在深度和广度上均具有一定的规模。010203叙事，也可以成为说故事，通常被认为是将时间和因果关系上有联系一些类事件组合在一起，并产生一定的意义，形式包括小说、电影、戏剧、动画、游戏等，媒介包括口头或书面语言、图像、动作、音乐等。叙事与交互叙事本书讲到的富媒体交互设计意指在叙事过程中，故事线并不固定，而是根据用户对叙事系统的输入或行为而发生变化。在传达作者故事主旨的同时，让用户参与到故事之中。随着计算机技术的发展，现代说故事的方式呈现与读者更多的互动，包括读者参与故事内容创作，影响情节的发展，决定故事的结局。交互叙事也同样包括故事的起点和终点，在这之间由一个个情节节点组成。当前具备可交互性的叙事已经发展出多种形态。一、

叙事与交互叙事59二、交互叙事的形态视听叙事是在视听创作活动中通过技术手段，特别是现代计算机技术实现故事意义的过程，它包括运用“可听”和“可看”两类元素进行故事的讲诉，具体的元素包括影像、声音、动画、图像等。01视听叙事·一些视听作品在传统叙事的基础上增加了交互性的探索，如目前已经普及的电视节目中用户点播与回看功能。·第二种是用户可以选择多个故事情节来组织视听元素，从而形成新的视听故事。如1992年“凡高电视组织的交互电视节目“虚拟广场”，通过卫星广播100天，1.5万人参与，20万人观看，活动包括谈话、写作、画画、作曲等”。·目前以电视和网络组成的视听叙事范围更广，参与更容易。如早些年发短信与视听节目互动、最喜爱节目评选，以及后来直播室留言、弹幕等等，都已经将视听元素与观众和故事无缝的联系起来，从而创造出新的叙事。通常通过图像、视频、全景图片、三维模型等营造虚拟现实空间，并根据需要与物理空间和实物元素混合。用户可以通过人机界面、实物、传感器等与虚拟空间中的元素进行交互，获得故事体验，这种体验通常发生在用户与虚拟空间之间，或用户与混合空间中，此时用户体验到的故事，进行的交互选择已经在虚拟空间或混合空间设计之初决定了。常见的应用包括仿真环境体验，如仿真灭火、仿真驾驶等。另一种常见的体验叙事应用是虚拟漫游。漫游的类型包括展馆、学校、工厂、景区等。漫游的视角包括第一人称和第三人称的参观者视角，以及鸟瞰或飞行视角。02体验叙事60二、交互叙事的形态61二、交互叙事的形态02体验叙事下图是南京市博物馆的“玉堂佳器展”的虚拟漫游画面，用户进入后即可默认按照第一人称视角进行浏览，也可以切换至鸟瞰视角，因为是室内展厅画面将房顶隐藏，便于用户查看展厅整体空间。用户可以通过展厅小空间的切换进行浏览和漫游，展品中提供详细介绍或语音解说的也在界面中提示出来。如下图中的元青花“萧何月下追韩信瓶”，用户可以在漫游的过程中通过点击查看文物的清晰大图和详细介绍。参与式一词最早出现在美国当代著名传播学家亨利-詹金斯（HenryJenkins）提出的“参与式文化”（participator也culture）。詹金斯主张利用网络或其他媒介手段参与到文化的创造、分享和传播中，而不只是做为文化消费者。03参与叙事62二、交互叙事的形态63智能数据是在物理硬件、虚拟环境和云环境中产生的，是端到端普遍可见的数据，并且在深度和广度上均具有一定的规模。010203“参与式文化实际上是一种同义反复，文化中重要部分便是参与——聚会、活动和表演”，文化首先就是由一小部分人创造出来，然后经一大拨人不断地分享、传播、接纳、再分享、再传播、再接纳，这样循环往复形成规模最终固定下来。参与叙事参与叙事是用户可以参与到计算机创设的虚拟情节中来，参与叙事进程，影响故事的发生。参与叙事需要用户以计算机为媒介进行人与情境、人与人的对话，它给予用户更多的权力，强调用户的创造性。在众多交互式叙事中，电子游戏是参与性最强的一种叙事类型，它以交互行为为主要叙事话语。二、交互叙事的形态交互叙事以非线性为特征的网络思维突破空间与时间的限制，去中心、立体化、无边界的网络文本有众多的节点链接而成。这种非线性思维方式使得理解故事成为一种超越平面空间、时间轨道的条约式行动，用户穿梭在故事的任意分段中，从任意一个节点进入，与任意一个节点相遇，反复、分段的观看，或参与故事的建构，在虚拟世界里插入自己的节点，随机性与偶然性成为新乐趣。01非线性叙事特征64三、叙事特征65互动性指计算机可以通过输入、输出设备与用户互动。01对虚拟空间而言三、叙事特征交互性是交互叙事之所以称为交互叙事的重要特征，通常包含以下三种含义：2、交互性叙事特征02对现实空间而言指由传感器、激发器和计算机构成的系统可以检测到人的位置、触摸与音响并起反应。03对信息传播而言指计算机网络的终端同时具备信息接受、住处发送功能，因而可以实现双向传播。交互技术可以让用户积极的参与到故事的创作、传播中去，通过交互生产、影响或改变故事的面貌。也是因为可以交互，这类叙事才建立了作品与观众（用户）的对话。03沉浸性叙事特征三、叙事特征沉浸是人类精神生态中的一种特殊现象，现代汉语词典中“沉浸”多用来比喻完全处于某种境界或思想活动中，全神贯注于某种事物。计算机创造的虚拟空间中的沉浸是人们在这个虚拟空间中可以亲历、体验到愉悦的一种感受。何谓“沉浸”？6667主要是将真实的物理世界与虚拟世界融合，为用户提供沉浸感。01空间沉浸交互性是交互叙事之所以称为交互叙事的重要特征，通常包含以下三种含义：交互式叙事具备沉浸性的特点与用户能够与虚拟环节互动、将自己的行为、活动、操作等对虚拟环境产生影响有关，用户可以全方位、全感官、全身心的沉浸在虚拟环境中，常见的沉浸包括空间沉浸、感官沉浸、情感沉浸。3、沉浸性叙事特征02感官沉静一般是将用户的听觉、嗅觉、触觉等多感官沉浸在某一环境中，如纽约设计博物馆的多媒体展品，即是提供了嗅觉、视觉的沉浸体验，当用户按下按钮，可以闻到不同的气味，视觉上可以看见不同的色彩变化，从而产生感官沉浸。03情感情境一般是由于内容或空间、感官体验而带来如出现悲伤、安慰、担忧、快乐、兴奋等情感的反应。这种类型的沉浸体验从传统的书籍、电影、绘画作品等都可以达到。04混合的时空叙事特征三、叙事特征由于交互叙事将时间的长短和空间的距离混合在虚拟空间中，因此互动叙事中的时空出现混合的特征。这种混合是打破物理世界的时间和空间的界限，在虚拟的、数字的、可交互的空间中将空间的多种维度、时间的多种线程交织在一起，形成复杂的故事。互动叙事中的时空出现混合的特征68在2021年7月故宫博物馆推出《石渠宝笈》绘画数字展览。《石渠宝笈》作为中国重要的文化IP，收录了清廷内府所藏历代书画藏品，分书画卷、轴、册九类，包括《清明上河图》、《仕女图》、《五牛图》等历代名画。该展览以“行走的故宫文化”为主题，将传统绘画作品与数字技术融合，为观众创造了集中国传世名画意境和现代MR混合现实技术、全息多媒体技术、AI智能人脸识别等技术，创造了“观山、游云、赏花、浴马、入宴、时趣”六大主题数字混合时空，让观众与古人展开一场超越时空的文化对话。《石渠宝笈》绘画数字展览69分析一个自己熟悉的案例的叙事形态和特征。习

题70感谢聆听虚拟现实与三维交互技术虚拟现实与三维交互技术学院理解经典案例的叙事方法2.2学习目标知道：

多分支剧情互动影游的叙事方法交互教学课件叙事方法会分析：作品的互动叙事方法多分支剧情的设计安排经典案例一《隐形守护者》互动影游剖析师生互动场景的搭建经典案例二《基础教育》交互课件剖析《底特律：化身为人》《古董局中局之佛头起源》《底特律：化身为人》是由Quantic制作的一款人工智能题材互动电影游戏，带给了玩家身临其境的游戏体验，剧情的抉择、人物的命运都扣人心弦。《古董局中局之佛头起源》是国内首部探险互动剧，采用互影科技制作。用户代入主角许一城，通过多重互动形式参与故事抉择，亲自体验鉴宝鉴人过程。鉴宝大师许一城在日军的生死追击下，带领徒弟保护国宝玉佛头，护宝之行能否成功全由用户决定。《隐形守护者》由玩家扮演一名抗战时期潜伏在上海的我党情报人员，与日军、汪伪、军统等多方势力进行周旋、斗争。游戏过程中，伴随大量丰富的选项，剧情也将导向几个不同的分支与结局。传统影视剧与游戏是一种单向的传播行为，作为信息接收方的观众只能被动地接收，而交互式影视作品相较之下更为开放，观众/玩家在信息接收过程中需思考关卡的内在信息，包括剧情、角色的性格等等，这种思考让观众/玩家不自觉地将自己在社会中的角色体验带入其中，当这一情境与角色体验相吻合时，就会对观众/玩家产生较大的心理触动。《隐形守护者》的剧情大体来源于其前作《潜伏之赤途》，在对剧情进行了一些调整的基础上，增加了《丧钟为谁而鸣》这一分支，共可通过不同选项的分支剧情达成四种结局。基于这种多分支导向多种不同结局的剧情，玩家在游玩时面对一些选项不得不慎之又慎，在游戏中，每当出现可能改变剧情的选项时，会相应地给予“该选项影响深远，请慎重选择”的提示。《基础教育》交互课件剖析师生互动场景的搭建特点一特点三特点二搭载Creator平台多终端适用。由沉浸感带来的教学体验的提升。虚拟现实场景在课件中的应用。《基础教育》交互课件搭载于Creator平台，该平台的一大特点在于适用于多种终端。课件可以应用在VR端、电脑端、手机端以及电视端等四个不同的终端，不同终端对应相应的显示模式与分辨率，并且清晰地指向不同需求的场景。图示为初中地理中课本中的一页，讲授内容为我国的地形与地貌，此时在左侧天山山脉的图片上有一个滚动旋转的地球图标，点击后即可进入全景照片模式。课本中的天山照片清晰有余，沉浸感却不足，相较之下全景照片给观者身临其境之感，许多课本限于图幅所不能表达的细节，在全景图中也一览无余。交互式课件中，通过三维建模搭建虚拟现实场景，如美术馆或博物馆的模型场景，即可将美术作品置于观展的虚拟环境之中。虽然在虚拟场景观展与实地观摩仍有较大的差距，但已较对着书本上的平面图片有了更好的体验，如再配以相应讲解，无论是学习效率还是学习兴趣，都会有所提高。感谢聆听虚拟现实与三维交互技术虚拟现实与三维交互技术运用交互叙事的常用工具2.3学习目标1、思维导图概念2、交互作品的思维导图3、常见思维导图工具1.思维导图的定义与构成2.5.1思维导图思维导图（Mindmap）是一种是表达发散性思维的有效图形思维工具。它模拟人脑神经网络放射结构，以视觉形象化图示展现认知结构、外化大脑思维图谱，亦称“心智图”、“心灵图”或“脑图”。思维导图由主题、节点、连线、图像和色彩共同构成。2.思维导图的结构与分类2.5.1思维导图思维导图的结构包含中心主题和层级结构。不同主题的思维导图，节点数量也会不同，而各级子主题的排列方式及线条样式也会存在不同。但是所有的思维导图都只有一个中心主题（节点）。所以，根据子主题与中心主题的关系，可以将思维导图分为从属结构和并列结构。从属结构，是指一级主题和二级主题分别是中心主题（节点）的依次下属分支，是对中心主题（节点）内容的细化和深入。并列结构。各主题之间是并列、同级的关系，它们都是中心主题（节点）的相关内容，是对中心主题（节点）的补充和完善。根据主题自身包含的范畴不同，以及制作者围绕问题展开的思维过程不同，思维导图也会具有各种不同的形状结构，2.思维导图的结构与分类2.5.1思维导图思维导图的结构包含中心主题和层级结构。不同主题的思维导图，节点数量也会不同，而各级子主题的排列方式及线条样式也会存在不同。但是所有的思维导图都只有一个中心主题（节点）。所以，根据子主题与中心主题的关系，可以将思维导图分为从属结构和并列结构。从属结构，是指一级主题和二级主题分别是中心主题（节点）的依次下属分支，是对中心主题（节点）内容的细化和深入。并列结构。各主题之间是并列、同级的关系，它们都是中心主题（节点）的相关内容，是对中心主题（节点）的补充和完善。根据主题自身包含的范畴不同，以及制作者围绕问题展开的思维过程不同，思维导图也会具有各种不同的形状结构，3.思维导图的制作与优势2.5.1思维导图思维导图的制作可以是徒手绘制，也可以是软件绘制。常用的绘制工具有百度脑图、MindMap、MindManager等。手工绘制有利于体现个性化，软件绘制则画面规整，便于修改。无论是手绘还是软件绘制，在制作思维导图的时候，其基本制作流程一般如下：第一步：拟定中心主题，即本张思维导图解决什么问题；第二步：从主题延伸出子主题，二级和三级主题依次延伸，此步骤可以梳理出完整的逻辑框架；第三步：在各分支线条上添加各关键词或内容，随时可以补充或删减构图的分支，此步骤注重对内容的概括能力，越简练越好；第四步：标注出分支主题间的逻辑关系，此步骤可以进一步厘清项目，加深理解与记忆。在这样的过程中，制作者可以顺利的厘清概念、理清事物之间的关系，既激发思维的发散，又便于集中思考解决实际问题。所以思维导图是一种有效的、解决问题的手段。1.常用思维导图工具2.5.2使用思维导图设计项目百度脑图是百度公司旗下的产品。目前为免费并支持自动实时保存。使用注册的百度账户即可登陆使用。Xmind是一款部分付费的思维导图。付费用户可以直接生成版式和布局，也可以使用幻灯片功能，直接展示思维导图。并且自动生成转场动画，更便于用户呈现逻辑脉络。MindMaster也是一款部分付费的思维导图工具。目前其支持网页、电脑桌面、手机、平板、微信小程序。付费可以实现云端储存，实时同步，随时分享编辑。知犀思维导图是一款免费的思维导图。支持Macos、Windows系统电脑端和手机端，目前为免费使用，并且可以实现导出图片高清无水印。2.使用思维导图工具设计项目2.5.2使用思维导图设计项目1）打开MindMaster软件，即可进入新建面板。选择单向导图。2.使用思维导图工具设计项目2.5.2使用思维导图设计项目2）创建文件后，即可进入绘图窗口。其中包括开始菜单、快速访问工具栏、文件菜单栏、功能区，右侧栏和底部的状态栏。2.使用思维导图工具设计项目2.5.2使用思维导图设计项目3）双击“中心主题”，即可修改其为“黄帝陵介绍”。之后点击编辑中心主题并添加主题。2.使用思维导图工具设计项目2.5.2使用思维导图设计项目4）增加其他主题。如图所示，我们可以通过以下几种方式插入主题：在键盘上按＂Enter＂键；点击＂中心主题＂右侧边框上的浮动加号按钮；在“开始”菜单下，点击“主题”按钮，选择相应层级插入。以上都可以快速增加主题。2.使用思维导图工具设计项目2.5.2使用思维导图设计项目5）增加八个主题。如图所示。完成黄帝陵景区与八卦碎片的设定。同时，在右侧栏下方，可以设置字体、大小及颜色，同时，可以通过勾选“同时改变所有同类型主题的字体”选项将同一主题层级中的文字设置一次性修改。2.使用思维导图工具设计项目2.5.2使用思维导图设计项目6）添加浮动主题便于分解项目。如图所示，通过点击“浮动主题”按钮或者是页面上双击可以直接添加“浮动主题”。2.使用思维导图工具设计项目2.5.2使用思维导图设计项目7）将浮动主题分别设定为历史文化知识和用户项目。也可以通过右侧栏修改其颜色便于区分。2.使用思维导图工具设计项目2.5.2使用思维导图设计项目8）插入黄帝古柏图片。为了便于记忆可为关键节点插入对应的图像。点击功能面板上的剪贴画或图片即可。2.使用思维导图工具设计项目2.5.2使用思维导图设计项目9）保存思维导图。我们可以通过点击“文件”菜单，再点击“保存”或“另存为”文件。同时可以输入导图名称并选择一个位置来保存文件。2.使用思维导图工具设计项目2.5.2使用思维导图设计项目10）导出思维导图。我们可以将思维导图以不同的格式导出，包括PDF、MicrosoftOffice、图像格式、Html、SVG等等。感谢聆听虚拟现实与三维交互技术虚拟现实与三维交互技术学院理解交互性叙事2.4目录2.4.1主题定调2.4.2人物塑造2.4.3剧情设计根据作品背景和内容来确定作品本身的类别和风格，这样可以更加清晰明确作品自身定位和特色。2.4.1作品的主题定调常见互动叙事类型知识型互动叙事漫游型互动叙事游戏型互动叙事艺术型互动叙事TypesofinteractivenarrativeKnowledge-basedinteractivenarrativeGame-basedinteractivenarrativeRoaminginteractivenarrativeArtisticinteractivenarrative将要传授的知识内容隐藏在故事中，引导用户去体验和发现，最终在互动过程中，用户获得了知识。知识型互动叙事让用户体验到特定目的地，还可以提供全方位的视角。配合精心设计的环节，让用户在游览体验的同时获得其他相关知识或趣味交互体验。漫游型互动叙事游戏过程中争夺的内容就是体验、信息，这可以来源于具体的造物也可以来源于胜利的喜悦。知识在游戏中往往体现为一种奖励的形式,即用户克服了一定的障碍,便会相应获得一定的知识特色。游戏型互动叙事不仅给用户提供了新颖地欣赏艺术的方式，还提供了特别的艺术创作可能。与艺术有关的行为本身就是互动,与材料、工具、作品以及观看者之间种种互动。。艺术型互动叙事第一人称视角，可以极大地增加了用户的代入感。第一人称视角的交互方式通常带来更强的角色认同，也意味着更好地满足用户的心理需求。2.4.2人物塑造人物角色Thecharacters人物角色的形象是复合的，要从多个方面塑造。首先，角色的行为模式是最基本的，也是角色完成情节叙事的基础。通常设定中，往往以行走的方式向任意方向行进，适当的时候还可以以跑、跳等方式进行。在进一步深入的人物形象中还可以加上了情感的表达，表情是展示情绪最直观也是最有效的方式，通过表情符号来传达高兴、悲伤、生气等，可以丰满人物的形象。人物角色的动作通常是预先设定好的。用户可以“选择”动作，而不是“创建”动作。正是角色动作的模式化和简单化，使得交互叙事过程中更好的实现。复杂的动作反而会加重使用者的负担，增加使用体验的难度。交互叙事的作品不仅可以是单人模式，也可以设置多人模式。多人模式下角色的个性化会使作品的情节更加精彩丰富，同时多人在完成项目的过程中可以发展出更多的可能性。多人模式在维护了交互叙事的完整性同时也为用户提供了更丰富的想象空间。交互式叙事作品的剧情设计其最终目的是实现艺术作品在体验上的交互和精神上的交流。2.4.3剧情设计剧情设计Theplotdesign迷宫型剧情是将剧情设计成类似迷宫的形态，用户并不知道当下的选择会带来什么后续的结果，只能尝试解锁各种未知。它的持续魅力来自于将认识问题（找到路径）与情感象征模式（面对恐怖与未知）结合在一起。迷宫剧情可以看作是是一个讲述故事的地图，它将被动的用户转变成必须为自己找到路径的主人公，迷宫型剧情意味着多重路径、多重选择、也意味着对多重因果关系的肯定。在互动游戏《恐龙体验》中，其场景设计为迷宫形，等待体验者自己去挖掘其中的剧情和奥秘。剧情设计Theplotdesign树状剧情有多重路径和多种选择，但用户可以清晰知道自己现在身在何处，将要去向哪里。抽象来看，用户体验的过程中，通过交互不断地选择，最终在这张树形图中选中一条路径———这条路径便是这个当下看到的故事。这样的结构布局，满足了用户的参与感，不同的用户产生了不同的故事，具有强烈的“非线性”特征。但是，这样的布局容易让剧情的变得庞大繁杂，所以，常见的办法是让次要分支尽快结束，或将次要分支再行回到主线上。。例如，可以将故事呈现多分支多结局的特征。这种叙事的经典脉络是：故事发展到甲节点，分为A和B两条分支；在A分支中，当故事进展到乙节点，又分为C和D两条分支；而在B分支中，故事进展到丙节点时，分为E和F两条分支……这样不断分支下去，便构成了一张典型的树形图。创建“非线性”特质的交互叙事剧情结构，是作品策划的核心环节。一个一个片断，由于不同的交互顺序，导致故事结果的不同，在情感获得上会产生彼此不同的微妙差别。用户可以任意或根据故事进程和逻辑有一定限制选择剧情之间的串联顺序，从而构成不同的体验。2.4.3剧情设计感谢聆听虚拟现实与三维交互技术虚拟现实与三维交互技术授课人：郭志强01.3Dmax&Maya建模技术标准01-1.建模准则01-2.模型优化02.三维全景图技术标准02-1.前期的检查工作02-2.渲染的比例设置3.13D虚拟工作流方向技术标准3Dmax&May建模技术标准02-3.创建球形相机02-4.渲染成图的效果3Dmax&Maya建模技术标准01建模准则由于MAX和MAYA基本建模要求以及导出适用于交互引擎的格式基本相同，本书中建模标准以MAX为例进行介绍。模型创建10条准则设定准则的目的是为了减少系统卡顿，提高计算机运算速度，缩短加载上传下载时间，优化工程文件大小，避免运算错误。★简模★模型三角网格面尽量为等边三角形★表现细长条的物体时，尽量不用模型而用贴图的方式★重新制作简模比改精模的效率更高★模型的数量不要太多★合理分布模型的密度★相同材质的模型，远距离的不要合并★保持模型面与面之间的距离★删除看不见的面★用面片表现复杂造型★简模由于计算机的运行画面每一帧都是靠显卡和CPU实时计算出来的，所以模型面数会影响速度，会导致文件容量增大，会导致上传下载时间增加。高模和简模在MAX里的面数及计算机内存使用情况对比注意这里说的简模是指对模型要导入到引擎或者系统中尽量用简模，而在三维动画或者三维静帧表现中，则尽量使用高模来表现模型细节和质感。注意简模不是指结构简单的模型，而是说制作完成后模型的面数较少。注意模型面数越多，模型越精细，但不支撑模型结构和细节的面数，在制作中都是无效的。所以不能一味的对模型进行网格细化，而是要考虑细化的网格，是不是能让模型有更多的细节表现出来。小贴士注意红色区域★模型三角网格面尽量为等边三角形在调用模型或创建模型时，尽量保证模型的三角面为等边三角形，不要出现长条形.长条形长条形的面不利于实时渲染，还会出现锯齿、纹理模糊等现象。等边三角形能更好在引擎或者系统中达到清晰渲染结果，而且进行骨骼绑定也更加准确。注意红色区域注意红色区域注意通常模型创建时，大部分人习惯的是做成四边面，如果模型的四边面也是基本等分的状态，可以通过三维软件转换成三边面。注意即使是在同一个模型上，由于所要塑造的结构和部位不同，等边的三角形或者四边形也是有大小的区别，尽量让它们大小一致注意在三维动画或者三维静帧表现中，非等边的三角形或者四边形，不会影响出图的效果，除非点线面产生破面，叠面，折面等问题。而涉及到引擎的模型，则会出现计算和渲染不正确的问题。小贴士注意均匀的模型布线，是良好的制作习惯，而且均匀的布线，使你的素模看起来也会十分的赏心悦目。★表现细长条的物体时，尽量用贴图的方式表现细长条的物体如果数量较多，用模型来表现，会照成软件和系统的计算和承载量。在渲染时也会出现闪烁或者木耳纹，波浪纹的问题。常见的细长条物体，包括各种栅栏，百叶窗，空调外机箱，阳台栏杆，铁丝网等。用带通道的贴图来表现这些细长条的物体，一样可以起到非常好的效果，甚至一整栋大楼，都可以通过UV贴图的形式来表现建筑的外立面。注意不是所有的长条形都可以用贴图来表现，这取决于你做的项目要求。通常涉及到引擎的会采用这种形式或者是做远景的大楼。注意如果是做静帧展示或者爆破图，模型的效果会比用贴图贴来的更真实。注意无论是贴图表现还是模型表现，这取决于你做的项目类型和具体的需求。不能一慨而论。小贴士★重新创建简模比改精模的效率更高1200000面的模型6个面的模型看看下图的对比，是把12万面模型改成6个面的模型方便还是直接创建一个6个面的模型方便。★模型的个数，分布，距离问题模型的数量不要太多合理分布模型的密度相同材质的模型，尽量合并保持模型面与面之间的距离在一个场景里，模型数量不宜过多模型个数过多，会占用内存推荐一个完整场景中的模型数量控制在2000个以内（根据个人机器配置）。模型的密度分布的不合理影响计算机的运行速度推荐合理地分布VR场景中的模型密度远距离模型面数多的物体不要进行合并合并相同材质模型时需要把握一个原则，那就是合并后的模型面数不可以超过10万个面，否则，运行速度也会很慢。所有模型的面与面之间的距离不能太近推荐最小间距为当前场景最大尺度的二千分之一删除看不见的面，一般是指底面和背面，或者是两个接触面。总之，看不见的面，都可以删除。这样做，也是为了减少模型的面数。★删除看不见的面为了得到更好的效果与更高效的运行速度，在VR场景中可以用平面替代复杂的模型，然后靠贴图来表现复杂的结构。如植物、装饰物及模型上的浮雕效果等。★用面片表现复杂造型3Dmax&Maya建模技术标准01模型优化由于MAX和MAYA基本建模要求以及导出适用于交互引擎的格式基本相同，本书中建模标准以MAX为例进行介绍。常用的一些基础模型，如面，立方体，圆柱等，在创建模型时，MAX都会默认设置多个段数，在不对其表面做其他效果的情况下，这些段数是没有存在的意义的，将鼠标放在段数按钮上右击可以快速地将当前物体的段数降到最低。比说说6个面的立方体和6万个面的立方体，表面上看，没有结构上的变化★面得精简第一种方法：先用Line创建一个封闭的区域，并对Line的Side（边缘）和Steps（步幅）进行优化设置。直接添加Extrude（挤出）编辑器，设置Amount（数量）为0，模型面数为“392”。★室外地面创建及精简第二种方法：先用Line创建一个封闭的区域，并对Line的Side（边缘）和Steps（步幅）进行优化设置，然后直接将Line转换成EditablePoly（或Mesh），最后得到的地面模型面数为“97”。★室外地面创建及精简第三种方法：先用Line创建一个封闭的区域，并对Line的Side（边缘）和Steps（步幅）进行优化设置，然后直接给封闭的二维曲线添加一个UVWMapping编辑器，最后得到的地面模型面数为“97”。★室外地面创建及精简★物体的创建物体创建的方法有多种，这里只是简单的列出几种。第一种：直接用Plane创建，面数为2；第二种：用Rectangle（矩形）创建，然后添加一个Extrude（挤出）编辑器，挤出的Amount（数量）为0，面数为12；第三种：用Rectangle（矩形）创建，然后直接转换其为EditableMesh，面数为2；第四种：用Rectangle（矩形）创建，然后直接给物体添加一个UVWMapping，面数为2。接着同时给以上用四种方法创建的模型赋一个材质，然后将这四种方法创建的模型同时导入到VR编辑器中，这时可以发现用第二种方法创建的物体不能适时地面向相机旋转，并且物体面数也是最多的。

在制作室外VR场景时，难免会遇到大量的绿化问题，如果每颗树和花都用模型来表现的话，最终的VR场景里的模型面数将居高不下，以至于造成编辑及运行都很困难。解决以上问题的方法是：用十字面片物体，贴镂空贴图来表现。★树木花草的表现方法三维全景图技术标准02由于MAX和MAYA基本建模要求以及导出适用于交互引擎的格式基本相同，本书中建模标准以MAX为例进行介绍。★前期的检查工作全景图的渲染的前期检查工作，和正常渲染检查工作流程一样，唯一不同的是相机的设置。首先打开一个三维场景，并且确定模型、贴图、灯光等没有错误，并且在常规的摄像机及VR渲染器中，进行过渲染测试等常规测试。接着将过滤器选项选择摄像机，并框选将场景中原有的相机全部删除掉，这是为了减轻场景的冗繁，为以后打全景相机做准备，避免混淆造成不必要的麻烦。选择渲染设置（快捷键F10），将公用参数中的输出大小更改为2：1的参数，注意这里必须为2:1，像素按照项目要求，尺寸越大图像越清晰。例：宽度3000

高度1500）。输出图像大小影响控制成图质量，像素控制在3000及以上。★渲染的比例设置在场景中创建一个相机，调整好自己需要的焦距参数与相机位置，一般室内相机高为900-1100cm。将场景切换为顶视窗与摄像机视窗，在顶视窗中移动相机位置，尽量在需要看到的360°场景的中央，并移动摄像机目标点对其进行360°移动观看场景。在渲染设置中找到V-ray选项中的V-ray摄像机，将选项选择为球形，视野调整为360，按下图参数设置。★创建球形相机点击“渲染”，完成渲染出图。染好的全景图一般放在DEVALVR看图软件或creator编辑器中进行检查。★渲染成图的效果感谢聆听虚拟现实与三维交互技术虚拟现实与三维交互技术授课人：郭志强Photoshop全景照片修图技术标准03-1.用photoshop制作全景照片03-2.全景图片PS技巧3.13D虚拟工作流方向技术标准Photoshop贴图技术标准三维全景图03-3.photoshop无缝拼接全景图流程Photoshop全景照片修图技术标准01本章节说的是PS合成全景图而非PS修全景图在Photoshop中可以将多张照片制作成全景画面并完成修图操作。在拍摄时通过广角的表现手段以及绘画、相片、视频、三维模型等形式，尽可能多表现出周围的环境，这样得出全景图。全景拼接的原理是将几张连续的照片拼接成全景照片，这一拼接功能非常实用，可以大幅扩展镜头的表现能力，另外在技术上，单张照片的拍摄质量会直接影响后期合成的效果。如果镜头没有广角，相机不支持全景扫描并没有关系，可以多次拍摄照片，然后用photoshop实现全景图。★用photoshop制作全景照片1.打开phototshop以后，按下ctrl+O（文件→打开），选中要拼接的三张图片，然后点击打开按钮，打开这三张图片。2.按下ctrl+N（文件→新建），新建一个比原图像尺寸大三倍以上的新画布。3.按V（移动工具），在要拼接的图片中点住鼠标左键，将图片拖拽到步骤2新建的画布中，调整大小和位置将三张图片大致拼接好。★用photoshop制作全景照片4.按下ctrl+M（图像→调整→曲线）将三张图片的色彩、饱和度调整一致。5.按S（仿制图章工具）<选择需要复制的目标按Alt+鼠标左键，复制好后在要复制的目的地直接点左键修整>，将三张照片多出来的或者少出来的部分修理整齐一致。取印章后，可以调节“不透明度”和“流量”选项以达到自然效果。★全景图片PS技巧1）3D软件渲染好的全景图，通过Photoshop里菜单栏的3D/球面全景/导入全景图。（PhotoshopCS4之后的版本都有）可以直接将2：1尺寸的全景图，导入到PS里。2）导入PS时，会出现新建一个3D场景的项目管理图。如需修改配置，可以修改下面的数据选项，但是确保长宽比例为2：1。★全景图片PS技巧3）导入成功后，在PS预览框中可以看到生成的全景图，在图中红框区域里，可以看到“全景旋转”“全景平移”“全景前进后退”，以及三维空间X、Y、Z轴的指向。可以通过红框里的按钮赖旋转，位移全景图，直接使用PS里图章，画笔，橡皮等工具进行修图。4）在修图完成后，全景图需要导出，在3D/球面全景/导出全景图。即可导出PS后的标准2：1的全景图。★photoshop无缝拼接全景图流程这里的图说的是用Insta系列相机的得到素材图

1）打开图像进入photoshop，执行“文件>打开”命令，按照路径选择想要合成全景的照片，可以将它们统一命名。案例中我们使用了六幅前缀为“Insta_one”的raw文件，单击打开按钮，adobecameraraw会自动弹出。2）检查溢出选择Insta_one03.cr2，使用快捷键o开启高光修剪警告。过曝高光部分将以红色色块的形式被标识出来。将修复滑块设置值提高至70能显著抑制过曝区域的范围。不过现在还不是调整该设置的时候，所以将其还原为0。3）进行批处理为了保证拼接时不出现明暗差异问题，拍摄时我们都使用1/125秒快门，f/11的参数，所以如果需要调整恢复滑块，必须六张照片一起调整。单击左上角全选按钮，然后再将恢复滑块设置为70，将改变应用到所有照片。4）色彩增强执行调整之后，左侧每一幅缩略图的左下角都会出现一个灰色的小圆圈表示该照片已经应用了调整设置。还原高光细节会让画面整体色彩表现力下降，将自然饱和度提高至+55能够让画面中的色彩还原至高光恢复前的效果。5）镜头校正镜头的变形与暗角等瑕疵会在照片拼接后变得更加明显，我们最好从源头着手将它解决。进入镜头校正面板，在配置文件子面板中打开启用镜头配置文件校正选项，按后在下方选择拍摄时使用的镜头。6）工作流程单击adobecameraraw下方的工作流程设置链接，打开工作流程选项对话框。打开大小下拉菜单，将照片设置为两百万到三百万，像素之间的分辨率大小。单击确定按钮返回acr界面，单击完成按钮。

★photoshop无缝拼接全景图流程这里的图说的是用Insta系列相机的得到素材图

7）photomerge退出acr回到了photoshop主界面之后，执行“文件>自动>photomerge”命令，打开photomerge对话框。将左侧版面选项从默认的自动更改为圆柱，这样才能保证拼接后得到的全景图首尾画面完全吻合。8）选择文件单击右侧浏览按钮打开文件管理器，再次进入Insta_one文件夹，选择其中的六幅范例文件。单击确定按钮，回到photomerge界面，文件将出现在源文件列表中。勾选混合图像选项，单击确定按钮。9）合并全景图photomerge将会自动根据文件画面内容创建新文档、将所有照片置于独立图层、调整照片顺序与位置、创建蒙版混合图像。这个过程稍微有些长，尤其是电脑配置比较老的情况下。完成后我们得到边缘为透明的拼接结果。10）裁切边缘执行“图层>拼合图像命令”将所有图层合并。选择裁切工具移除画面下方的所有空白边缘，但对于天空中的空白则可以适当予以保留。为了保证画面的360度全景效果，对于左右两侧的画面尽量不要做太多的舍弃。11）调整构图画面主体元素位置略有些偏右，执行“滤镜>其他>位移”，勾选折回选项，将水平像素右移的值设置为-300，将主题元素设置到画面的正中央位置上。在前面裁切时删除了少许画面，所以结果出现了明显的接缝。12）隐藏接缝从工具栏中选择仿制图章工具，单击图层面板下方的新建图层图标创建新图层。在上方选项栏中将取样下拉菜单设置为所有图层，然后使用柔边画笔对接缝周围的景物取样，并使用它们覆盖接缝。至此，整个照片就完成了PS全景合成的过程。

思考题1.列举两个常用的全景相机，说说它们各自的优缺点。2.单目，双目，多目相机是怎么区分的3.全景图片PS修图常用哪个工具