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《最新VR 技術(shù) 原理 應(yīng)用 前景.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、虛擬現(xiàn)實(shí)VR研究報(bào)告什么是虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）？ 虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality），簡(jiǎn)稱VR技術(shù)VR，也稱靈境技術(shù)或人工環(huán)境，是利用電腦模擬產(chǎn)生一個(gè)三度空間的虛擬世界，提供用戶關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓用戶如同身歷其境一般，可以及時(shí)、沒有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物。用戶進(jìn)行位置移動(dòng)時(shí)，電腦可以立即進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算，將精確的三維世界視頻傳回產(chǎn)生臨場(chǎng)感。該技術(shù)集成了計(jì)算機(jī)圖形、計(jì)算機(jī)仿真、人工智能、傳感、顯示及網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù)的最新發(fā)展成果，是一種由計(jì)機(jī)技術(shù)輔助生成的高技術(shù)模擬系統(tǒng)。
2、 從技術(shù)的角度來說，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)具有下面三個(gè)基本特征：即三個(gè)“I”immersion-interaction-imagination（沉浸—交互—構(gòu)想），它強(qiáng)調(diào)了在虛擬系統(tǒng)中的人的主導(dǎo)作用。從過去人只能從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的外部去觀測(cè)處理的結(jié)果，到人能夠沉浸到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所創(chuàng)建的環(huán)境中，從過去人只能通過鍵盤、鼠標(biāo)與計(jì)算環(huán)境中的單維數(shù)字信息發(fā)生作用，到人能夠用多種傳感器與多維信息的環(huán)境發(fā)生交互作用；從過去的人只能以定量計(jì)算為主的結(jié)果中啟發(fā)從而加深對(duì)事物的認(rèn)識(shí)，到人有可能從定性和定量綜合集成的環(huán)境中得到感知
3、和理性的認(rèn)識(shí)從而深化概念和萌發(fā)新意。總之，在未來的虛擬系統(tǒng)中，人們的目的是使這個(gè)由計(jì)算機(jī)及其它傳感器所組成的信息處理系統(tǒng)去盡量“滿足”人的需要，而不是強(qiáng)迫人去“湊合”那些不是很親切的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 現(xiàn)在的大部分虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)都是視覺體驗(yàn)，一般是通過電腦屏幕、特殊顯示設(shè)備或立體顯示設(shè)備獲得的，不過一些仿真中還包含了其他的感覺處理，比如從音響和耳機(jī)中獲得聲音效果。在一些高級(jí)的觸覺系統(tǒng)中還包含了觸覺信息，也叫作力反饋，在醫(yī)學(xué)和游戲領(lǐng)域有這樣的應(yīng)用。人們與虛擬環(huán)境相互要么通過使用標(biāo)準(zhǔn)裝置例如一套鍵盤與鼠標(biāo)
4、，要么通過仿真裝置例如一只有線手套，要么通過情景手臂和/或全方位踏車。虛擬環(huán)境是可以是和現(xiàn)實(shí)世界類似的，例如，飛行仿真和作戰(zhàn)訓(xùn)練，也可以和現(xiàn)實(shí)世界有明顯差異，如虛擬現(xiàn)實(shí)游戲等。就目前的實(shí)際情況來說，它還很難形成一個(gè)高逼真的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，這主要是技術(shù)上的限制造成的，這些限制來自計(jì)算機(jī)處理能力，圖像分辨率和通信帶寬。然而，隨著時(shí)間的推移，處理器、圖象和數(shù)據(jù)通訊技術(shù)變得更加強(qiáng)大，并具有成本效益，這些限制將最終被克服。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是如何運(yùn)作的？ 虛擬現(xiàn)實(shí)有三個(gè)獨(dú)立的步驟?！ 〉谝徊剑粉?。例如，利用頭
5、盔式顯示器追蹤一個(gè)人在現(xiàn)實(shí)世界中的運(yùn)動(dòng)軌跡，當(dāng)他（她）走動(dòng)時(shí)，我們可以追蹤到他（她）的位置，不斷測(cè)量他（她）在物理世界中的運(yùn)動(dòng)軌跡?！ 〉诙剑敢曂队?。這個(gè)詞指的是重新繪制一個(gè)場(chǎng)景，并利用計(jì)算機(jī)圖像將抽象信息從代碼轉(zhuǎn)化為有形的顯示單元（如像素）?！ 〉谌?，展示。當(dāng)他（她）處于新位置時(shí)，我們可以改變他（她）眼中看到的信息，耳中聽到的聲音，有時(shí)候我們還會(huì)做出虛擬接觸效果改變他（她）的手的位置，偶爾也會(huì)做出虛擬嗅覺。大腦的前部會(huì)告訴他（她）這不是真實(shí)的場(chǎng)景，而大腦后部卻會(huì)說這是真的。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)包
6、含哪些關(guān)鍵技術(shù) 1、實(shí)時(shí)三維計(jì)算機(jī)圖形技術(shù) 關(guān)鍵是實(shí)時(shí)。例如在飛行模擬系統(tǒng)中，圖像的刷新相當(dāng)重要，同時(shí)對(duì)圖像質(zhì)量的要求也很高，再加上非常復(fù)雜的虛擬環(huán)境，問題就變得相當(dāng)困難?！ ?、廣角（寬視野）的立體顯示 雙目立體視覺起了很大作用。用戶的兩只眼睛看到的不同圖像是分別產(chǎn)生的，顯示在不同的顯示器上。有的系統(tǒng)采用單個(gè)顯示器，但用戶帶上特殊的眼鏡后，一只眼睛只能看到奇數(shù)幀圖像，另一只眼睛只能看到偶數(shù)幀圖像，奇、偶幀之間的不同也就是視差就產(chǎn)生了立體感?！ ?、立體聲 在水平方向上，我們靠聲音的相位
7、差及強(qiáng)度的差別來確定聲音的方向，因?yàn)槁曇舻竭_(dá)兩只耳朵的時(shí)間或距離有所不同。常見的立體聲效果就是靠左右耳聽到在不同位置錄制的不同聲音來實(shí)現(xiàn)的，所以會(huì)有一種方向感?，F(xiàn)實(shí)生活里，當(dāng)頭部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，聽到的聲音的方向就會(huì)改變。但目前在VR系統(tǒng)中，聲音的方向與用戶頭部的運(yùn)動(dòng)無關(guān)?！ ?、用戶（頭、眼）的跟蹤 在人造環(huán)境中，每個(gè)物體相對(duì)于系統(tǒng)的坐標(biāo)系都有一個(gè)位置與姿態(tài)，而用戶也是如此。用戶看到的景象是由用戶的位置和頭（眼）的方向來確定的?！ ?、觸覺與力覺反饋 在一個(gè)VR系統(tǒng)中，用戶可以看到一個(gè)虛擬的杯子。你
8、可以設(shè)法去抓住它，但是你的手沒有真正接觸杯子的感覺，并有可能穿過虛擬杯子的“表面”，而這在現(xiàn)實(shí)生活中是不可能的。解決這一問題的常用裝置是在手套內(nèi)層安裝一些可以振動(dòng)的觸點(diǎn)來模擬觸覺?！ ?、跟蹤頭部運(yùn)動(dòng)的虛擬現(xiàn)實(shí)頭套 利用頭部跟蹤來改變圖像的視角，用戶的視覺系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)感知系統(tǒng)之間就可以聯(lián)系起來，感覺更逼真。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，用戶不僅可以通過雙目立體視覺去認(rèn)識(shí)環(huán)境，而且可以通過頭部的運(yùn)動(dòng)去觀察環(huán)境?！ ?、語音輸入輸出 在VR系統(tǒng)中，語音的輸入輸出也很重要。這就要求虛擬環(huán)境能聽懂人的語言，并能與人實(shí)
