信息技术 课件 第17章 虚拟现实

虚拟现实信息技术01初识VR

内容纲要02VR开发技术

03VR拓展技术

01VR概述PARTONE01VR概述虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真技术，通过利用计算机生成的模拟环境，使用户沉浸到虚拟环境获得接近真实的视觉等感知体验。通过人机交互和多感官体验，创设与现实感知体验相同和接近的体验氛围，带领人们观测未知的世界、进行仿真操作与训练、感受特殊环境的场景氛围。初识VR01VR概述沉浸性：指用户感同身受作为主角存在于虚拟现实中的真实程度。影像沉浸感的主要包括感知性、自主性、三维图形中的深度信息、画面的视野、实现跟踪的时间或空间响应以及交互设备的约束程度等等。交互性:指用户对虚拟现实中对象的可操作程度和从虚拟现实中得到反馈的自然程度，包括实时性。主要借助于专用设备（如操作手柄、数据手套等）产生，以自然的方式，如手势、身体姿势、语言等技能，如同在真实世界中一样操作虚拟现实中的对象。构想性：指用户在虚拟现实世界中根据所获取的多种信息和自身在系统中的行为，通过逻辑判断、推理和联想等思维过程，随着系统的运行状态变化而对其未来进展进行想象的能力。对适当的应用对象加上虚拟现实的创意和想象力，可以大幅度提高生产效率、减轻劳动强度，提高产品开发质量。VR特征01VR概述VR的发展过程01VR概述认识VR设备人机交互设备头显设备PicoNeo系列HTCVR数据手套全身动态捕捉01VR概述VR的应用场景教育领域设计领域医学领域军事领域航天领域影视领域建筑领域游戏领域……01VR概述VR在教育中的应用VR消防灭火：每个老师和同学都带上VR头盔进入到预先设定好的失火现场，例如：食堂、实验室、教室、寝室之类的区域，然后在虚拟世界里可以设置全品类的所有灭火用具，用语音和文字引导学员按流程正确使用各类器具针对各类场景进行灭火。大大降低教学危险性与教学成本，并且学员可以反复练习01VR概述VR在军事中的应用VR仿真射击训练：用VR技术开发射击训练系统来模拟射击训练场，用于新兵与预备役军人的训练。以及现役军人的多人战术协同仿真模拟演练01VR概述VR在医学中的应用VR运用在医学领域：在虚拟环境下，人体模型是3D建模创造出来的，可以根据病例库建立所有病例对应的人体模型，受训者可以直接用手术工具按照教学步骤对人体模型进行反复操作，手术刀切开的创面只需要一个复原按钮就可以恢复如初，实验可以以几乎零成本的状态反复进行。这样的功能可以很好的用来训练医学院在校学生以及新手医生。当然也可以用来做有经验医生的术前模拟。并且还有更多应用方式可以被创造出来01VR概述VR在游戏中的应用VR运用在游戏领域：

VR技术的沉浸体验感和强大的交互特性注定了会被大量用在游戏产业中，VR游戏可以给人立体环绕的视觉效果和与现实世界一致的操作方式，摆脱了以往用键盘鼠标和手柄操作在电脑屏幕上观看画面的方式，让玩家有一种进入平行时空的科幻感觉。现阶段全球VR开发人员缺口数千万，参与VR开发是这个时代的需求，有着巨大的潜力。02VR开发技术PARTTWO02VR开发技术展开调研，分析各个模块的功能针对真实场景的开发，采集数据绘画和建模，生成虚拟世界中所用的纹理贴图与模型在开发平台进行场景搭建，编程开发，后期灯光音效处理项目测试和发布了解VR开发流程02VR开发技术3D建模技术：

构建三维模型，是为了在虚拟场景将现实场景再现。首先对现实场景进行清晰的拍摄，为保证后续纹理处理时对模型整体结构的把握，在进行拍摄时需要拍摄不同方向一定数量及细节的照片。之后按照项目的需求，可使用3Dmax建低模，再加上UV拆分和贴图绘制就能完成建模了。熟悉VR开发技术02VR开发技术3D建模技术02VR开发技术人机交互技术：

人机交互技术是完成虚拟现实项目的关键。例如在Unity3D中，利用建好的场景与模型，通过编程达到体验者与虚拟场景交互的效果，用户通过VR头盔设备用VR手柄设备或数据手套与穿戴型全身动态捕捉这些人机交互设备完成与虚拟场景的交互。体验者通过头盔设备可以看到虚拟场景，听到声音，通过人机交互设备实现抓取、触碰等交互。这些技术是将虚拟世界与用户连接在一起的开发纽带，协调整体虚系统的工作和运转。熟悉VR开发技术02VR开发技术人机交互技术02VR开发技术触觉反馈技术：

触觉反馈技术（Haptic

or

TactileFeedbacks）,通过作用力、振动等方式让使用者感受到触感。这种反馈技术用在虚拟现实中可加强对设备的交互和操控。在虚拟现实中按下手柄按钮会触发震动反馈，当手柄在虚拟世界中触碰到了墙面也可以触发这种震动反馈，可以让使用者更清楚的了解他的手触摸到了墙壁。目前触觉反馈装置种类很多，例如振动式触觉反馈装置、视觉式触觉反馈装置、充气式触觉反馈装置等。熟悉VR开发技术02VR开发技术触觉反馈技术02VR开发技术认识VR开发引擎和工具Unity3DEngine是一款综合型开发引擎。内涵高性能光照系统、3A级图像渲染、NVIDIA专业物理引擎和逼真的粒子系统、强大的地形编辑系统，采用C#语言编写脚本UnrealEngine具有逼真的实时渲染画面，拥有电影级别的后期处理效果，采用可视化脚本编程，3A级次世代开发引擎VisualStudio是一个功能丰富的程序，具有良好的性能和更快运行速度和简洁的启动窗口，内嵌软件开发需要的大部分工具，如代码管控工具、代码完成工具、UML工具、图形设计器集成开发环境等等03VR拓展技术PARTTHREE03VR拓展技术VR+5GAICloud5G技术与虚拟现实技术相融合，能催生出种类丰富的虚拟现实应用。5G能解决虚拟现实产品因为宽带不够和延时带来的图像渲染能力不足、终端移动性差、互动体验不强等痛点问题AI是基础的赋能性技术，和虚拟现实相融合，能提高虚拟现实的智能化水平，提升虚拟设备的效能。例如AI赋能虚拟现实建模、提升虚拟现实算力等将图像渲染、数据处理等耗时功能云端化之后，大幅度降低了对VR终