虚拟现实技术概论 第2版 课件 第1章 虚拟现实

虚拟现实01VR的概念1990年至今1973年~1989年1963年~1972年1963年以前虚拟现实技术的初现阶段虚拟现实技术概念和理论产生的初期阶段VR的概念-发展历程虚拟现实技术理论的完善和应用阶段虚拟现实思想的萌芽阶段虚拟现实思想的萌芽阶段1935年，美国科幻小说家斯坦利·温鲍姆（StanleyG.Weinbaum）在他的小说中首次构想了以眼镜为基础、涉及视觉、触觉、嗅觉等全方位沉浸式体验的虚拟现实概念，这是可以追溯到的最早的关于VR的构想。1957-1962年，莫顿·海利希（MortonHeilig）研究并发明了“全传感仿真器”（Sensorama），并在1962年申请了专利。这种“全传感仿真器”的发明，蕴涵了虚拟现实技术的思想理论。VR的概念-发展历程《皮格马利翁眼镜》全传感仿真器虚拟现实技术的初现阶段1968年，美国计算机图形学之父伊凡·苏泽兰（IvanSutherlan）开发了第一个计算机图形驱动的头盔显示器HMD及头部位置跟踪系统，是VR技术发展史上一个重要的里程碑。VR的概念-发展历程伊凡·苏泽兰头盔显示器HMD及头部位置跟踪系统虚拟现实技术概念和理论产生的初期阶段1975年，迈隆·克鲁格（MyronKrueger）设计了VIDEOPLACE系统,可以产生一个虚拟图形环境。1985年，麦克格雷维（MichaelMcGreevy）领导完成的VIEW系统。VR的概念-发展历程MyronKrueger（左一）

VIEW虚拟现实系统虚拟现实技术理论的完善和应用阶段1994年，日本游戏公司Sega和任天堂分别针对游戏产业而推出SegaVR-1和VirtualBoy，但是由于设备成本高等问题，以至于最后使VR的这次现身如昙花一现。VR的概念-发展历程2012年Oculus公司用众筹的方式将VR设备的价格降低到了300美元，同期的索尼头戴式显示器HMZ-T3高达6000元左右，这使得VR向大众视野走近了一步。2014年Google发布了GoogleCardBoard，三星发布GearVR。2016年苹果发布了为View-Master的VR头盔。另外HTC的HTCVive、索尼的PlayStationVR也相继出现。什么是虚拟现实虚拟现实(VirtualReality，简称VR)：是以沉浸感、交互性和多感知性为基本特征的计算机高级人机界面。它综合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。

02VR的特性多感知性(Multi-Sensory)视觉感知、听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。交互性（Interactivity）利用一些传感设备进行交互，感觉就像是在真实客观世界中一样。沉浸性（Immesion）构想性（Imagination）使用户沉浸其中并且获取新的知识，提高感性和理性认识。VR的特性（1M3I）利用三维立体图像，给人一种身临其境的感觉。03VR的系统组成VR的系统组成使用者输入设备专业图形处理计算机输出设备应用软件系统数据库04VR的分类沉浸式VR系统ImmersiveVR桌面式VR系统DesktopVRVR分类分布式VR系统DistributedVR增强式VR系统AugmentedVRVR的分类基本上是一套基于普通PC平台的小型桌面虚拟现实系统。桌面式VR系统（DesktopVR）使用个人计算机（PC）或初级图形PC工作站去产生仿真，计算机的屏幕作为使用者观察虚拟环境的窗口。VR的分类立体眼镜、位置跟踪器、数据手套或者6个自由度的三维空间鼠标等设备操作虚拟场景中的各种对象。使用者是不完全投入的，仍然会受到周围现实环境的干扰。是一种高级的、较理想、较复杂的虚拟现实系统。沉浸式VR系统（ImmersiveVR）采用封闭的场景和音响系统将用户的视听觉与外界隔离，使用户完全置身于计算机生成的环境之中。VR的分类系统主要包含头盔式虚拟现实系统、洞穴式虚拟现实系统（CAVE）、座舱式虚拟现实系统、投影式虚拟现实系统四个类型。借助计算机图形技术和可视化技术产生现实环境中不存在的虚拟对象，并呈现给使用者一个感官效果真实的新环境增强式VR系统（AugmentedVR）具有虚实结合、实时交互和三维注册的新特点。VR的分类真实环境和虚拟环境组合在一起的一种系统，它既允许用户看到真实世界，同时也可以看到叠加在真实世界的虚拟对象。是一个基于网络的可供异地多用户同时参与的分布式虚拟环境。分布式