虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用第1頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日第一章虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概論1.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述1.1.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的定義 關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的定義，目前尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，有多種不同的定義，主要分為有狹義和廣義兩種：

所謂狹義的定義，認(rèn)為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就是一種先進(jìn)的人機(jī)交互方式。 所謂廣義的定義，即為對(duì)虛擬想象（三維可視化的）或真實(shí)的、多感官的三維虛擬世界的模擬。第2頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日1、人機(jī)接口形式的改進(jìn)

在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，用戶可以利用自己的視覺、聽覺、力覺、嗅覺等來感知環(huán)境2、人機(jī)交互內(nèi)容的改進(jìn) 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，由計(jì)算機(jī)提供的不僅是“數(shù)據(jù)、信息”，而且還包括多種媒體信息的“環(huán)境”，以環(huán)境作為計(jì)算機(jī)處理的對(duì)象和人機(jī)交互的內(nèi)容第3頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日 3、人機(jī)接口效果的改進(jìn)

在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，用戶通過基于自然的特殊設(shè)備進(jìn)行交互，得到逼真的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等感知效果，使人產(chǎn)生身臨其境的感覺第4頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日1.1.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展歷程1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的探索階段2.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)系統(tǒng)化階段3.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)高速發(fā)展的階段第5頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日1.1.3虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的組成第6頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日1、計(jì)算機(jī)

在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)是系統(tǒng)的心臟，被稱之為虛擬世界的發(fā)動(dòng)機(jī)。2、輸入與輸出設(shè)備 常用的設(shè)備有用于手勢輸入的數(shù)據(jù)手套、用于語音交互的三維聲音系統(tǒng)、用于立體視覺輸出的頭盔式顯示器等。第7頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日虛擬現(xiàn)實(shí)概述人機(jī)接口設(shè)備第8頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日3、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的應(yīng)用軟件 在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，應(yīng)用軟件完成的功能有：虛擬世界中物體的幾何模型、物理模型、運(yùn)動(dòng)模型的建立；三維虛擬立體聲的生成；模型管理技術(shù)及實(shí)時(shí)顯示技術(shù)、虛擬世界數(shù)據(jù)庫的建立與管理等。4、數(shù)據(jù)庫

虛擬世界數(shù)據(jù)庫主要存放的是整個(gè)虛擬世界中所有物體的各方面信息。第9頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日1.1.4虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與其他技術(shù)1．計(jì)算機(jī)圖形學(xué)

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)（ComputerGraphics：CG）是利用計(jì)算機(jī)研究圖形的表示、生成、處理、顯示的學(xué)科。它研究的基本內(nèi)容是如何在計(jì)算機(jī)中表示圖形，以及如何利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖形的生成、處理和顯示的相關(guān)原理與算法。第10頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日

2．多媒體技術(shù)所謂媒體（Media），通常認(rèn)為包括著兩種含義。一種是指信息的物理載體（即存儲(chǔ)和傳遞信息的實(shí)體），如紙質(zhì)的書、照片、磁盤、光盤、磁帶以及相關(guān)的播放設(shè)備等；另一種含義是指信息的表現(xiàn)形式（或稱傳播形式），如文本、聲音、圖像、動(dòng)畫等第11頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日媒體分成5類：（1）感覺媒體（2）表示媒體（3）表現(xiàn)媒體（4）存儲(chǔ)媒體（5）傳輸媒體第12頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日3．系統(tǒng)仿真技術(shù)

系統(tǒng)仿真技術(shù)是一種實(shí)驗(yàn)技術(shù)，它為一些復(fù)雜系統(tǒng)創(chuàng)造了一種計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，使系統(tǒng)的未來性能測試和長期動(dòng)態(tài)特性能在相對(duì)極短的時(shí)間內(nèi)在計(jì)算機(jī)上得到實(shí)現(xiàn)第13頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日4．虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、仿真技術(shù)（1）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的任務(wù)是在計(jì)算機(jī)上生成看起來是真的，動(dòng)起來像真的圖像，而用戶通過顯示器(猶如一個(gè)窗戶)觀看計(jì)算機(jī)生成的圖像所構(gòu)造的景象。（2）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與多媒體技術(shù)

第14頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日（3）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與系統(tǒng)仿真技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)側(cè)重于表現(xiàn)形式，而系統(tǒng)仿真則側(cè)重于真實(shí)復(fù)雜世界的科學(xué)抽象。第15頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日5.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與三維動(dòng)畫技術(shù)

傳統(tǒng)三維動(dòng)畫是依靠計(jì)算機(jī)預(yù)先處理好的含有某些場景或物體等的靜態(tài)圖片連續(xù)播放形成，不具有任何交互性；而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以根據(jù)用戶的需要把整個(gè)空間中所有的信息真實(shí)地提供給用戶，用戶可根據(jù)自己的路線行走.第16頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日1.1.5虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)意義與影響1．在觀念上，從“以計(jì)算機(jī)為主體”變成“以人為主體”2．在哲學(xué)上使人進(jìn)一步認(rèn)識(shí)“虛”和“實(shí)”之間的辯證關(guān)系3．引起了一系列的技術(shù)和手段的重大變革4．促進(jìn)了理論與技術(shù)的進(jìn)步5．促進(jìn)了計(jì)算機(jī)學(xué)科的發(fā)展與交叉6．為人類認(rèn)識(shí)世界提供了全新的方法與手段，對(duì)人類的生活產(chǎn)生了重大的影響

第17頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日德國卡爾斯魯厄大學(xué)的虛擬腹腔鏡手術(shù)第18頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日1.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特性第19頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日1.2.1

沉浸性(Immersion)1、視覺沉浸視覺通道給人的視覺系統(tǒng)提供圖形顯示。2、聽覺沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，主要讓用戶感覺到的是三維虛擬聲音3、觸覺沉浸在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，可以借助于各種特殊的交互設(shè)備，使用戶能體驗(yàn)抓、握等操作的感覺。第20頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日4、嗅覺沉浸 只要把虛擬空間中的水果放到鼻尖上一聞，裝置就會(huì)在鼻尖處釋放出水果的香味。5、身體感覺沉浸、味覺沉浸等

第21頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日1.2.2

交互性(Interactivity)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的交互性具有以下特點(diǎn)： ①虛擬環(huán)境中人的參與與反饋 ②人機(jī)交互的有效性 ③人機(jī)交互的實(shí)時(shí)性

第22頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日1.2.3

想象性(Imagination

)

想象性指虛擬的環(huán)境是人想象出來的，同時(shí)這種想象體現(xiàn)出設(shè)計(jì)者相應(yīng)的思想，因而可以用來實(shí)現(xiàn)一定的目標(biāo)。第23頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日1.3虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)分類1.3.1沉浸式ＶＲ系統(tǒng)（ImmersiveVR）

沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是一種高級(jí)的、較理想的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，它提供一個(gè)完全沉浸的體驗(yàn)，使用戶有一種仿佛置身于真實(shí)世界之中的感覺。第24頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)具有以下五個(gè)特點(diǎn)：①具有高度實(shí)時(shí)性能。②具有高度的沉浸感。③具有良好的系統(tǒng)集成度與整合性能。④具有良好的開放性。⑤能同時(shí)支持多種輸入與輸出設(shè)備并行工作。

第25頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日1.3.2桌面式ＶＲ系統(tǒng)(DesktopVR)

桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)也稱窗口虛擬現(xiàn)實(shí)，是利用個(gè)人計(jì)算機(jī)或初級(jí)圖形工作站等設(shè)備，以計(jì)算機(jī)屏幕作為用戶觀察虛擬世界的一個(gè)窗口，采用立體圖形、自然交互等技術(shù)，產(chǎn)生三維立體空間的交互場景，通過包括鍵盤、鼠標(biāo)和力矩球等各種輸入設(shè)備操縱虛擬世界，實(shí)現(xiàn)與虛擬世界的交互第26頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日 桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)主要具有以下三個(gè)特點(diǎn)： ①用戶處于不完全沉浸的環(huán)境，缺少完全沉浸、身臨其境的感覺，即使戴上立體眼鏡，他仍然會(huì)受到周圍現(xiàn)實(shí)世界的干擾。 ②對(duì)硬件設(shè)備要求極低，有的簡單型甚至只需要計(jì)算機(jī)，或是增加數(shù)據(jù)手套、空間跟蹤設(shè)置等。 ③由于桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)成本相對(duì)較低，應(yīng)用相對(duì)比較普遍，而且它也具備了沉浸性虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的一些技術(shù)要求。第27頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日1.3.3增強(qiáng)式VR系統(tǒng)(AugmentedVR)

增強(qiáng)式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)(AVR)既可以允許用戶看到真實(shí)世界，同時(shí)也可以看到疊加在真實(shí)世界上的虛擬對(duì)象，它是把真實(shí)環(huán)境和虛擬環(huán)境組合在一起的一種系統(tǒng)第28頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日虛擬現(xiàn)實(shí)概述例如：戰(zhàn)機(jī)飛行員的平視顯示器，它可以將儀表讀數(shù)和武器瞄準(zhǔn)數(shù)據(jù)投射到安裝在飛行員面前的穿透式屏幕上，它可以使飛行員不必低頭讀座艙中儀表的數(shù)據(jù)，從而可集中精力盯著敵人的飛機(jī)或?qū)Ш狡?。?9頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日 增強(qiáng)式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)主要具有以下三個(gè)特點(diǎn)： ①真實(shí)世界和虛擬世界融為一體。 ②具有實(shí)時(shí)人機(jī)交互功能。 ③真實(shí)世界和虛擬世界是在三維空間中整合的。第30頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日1.3.4分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)（DistributedVR） 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)運(yùn)行在分布式系統(tǒng)下有兩方面的原因：一方面是充分利用分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供的強(qiáng)大計(jì)算能力；另一方面是有些應(yīng)用本身具有分布特性，如多人通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行游戲和虛擬戰(zhàn)爭模擬等。

第31頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日

分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)有以下特點(diǎn)： ①各用戶具有共享的虛擬工作空間。 ②偽實(shí)體的行為真實(shí)感。 ③支持實(shí)時(shí)交互，共享時(shí)鐘。 ④多個(gè)用戶可以各自不同的方式相互通信。 ⑤資源信息共享以及允許用戶自然操縱虛擬世界中的對(duì)象。第32頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日1.4虛擬現(xiàn)實(shí)中人的因素1.4.1人的視覺1、人類的視覺模型第33頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日2、立體視覺

人在現(xiàn)實(shí)世界中看到的物體是立體的，這樣可以感覺出被看物體的遠(yuǎn)近。3、屈光度 人的屈光度是可以變化的，這稱為調(diào)節(jié)或聚\焦。這保證對(duì)遠(yuǎn)近物體都能看到清晰的圖像。4、瞳孔瞳孔是晶狀體前的孔，直徑可變化。

第34頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日5、分辨力分辨力是人眼區(qū)分兩個(gè)點(diǎn)的能力。6、明暗適應(yīng)人眼對(duì)亮度的變化感覺會(huì)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，這是通過改變?cè)谝晽U和視錐細(xì)胞中光敏化合物的濃度。7．周圍視覺和中央視覺視網(wǎng)膜不僅是被動(dòng)的光敏表面，通過視桿和視錐細(xì)胞與神經(jīng)細(xì)胞的連接，它還有一定的圖像處理能力。

第35頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日8．視覺暫留

人的眼睛具有保持視覺印象的特性。當(dāng)光對(duì)視網(wǎng)膜所產(chǎn)生的視覺在光停止作用后，仍保留一段時(shí)間的現(xiàn)象，這就是視覺暫留。

9．視場視場（fieldofview:FOV）指人眼能夠觀察到的最大范圍，通常以角度來表示，視場越大,觀測范圉越大。

第36頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日虛擬現(xiàn)實(shí)概述立體視覺的原理：當(dāng)我們看現(xiàn)實(shí)世界或者是3D電影時(shí)，一項(xiàng)稱之為雙眼差異（binoculardisparity）的因素可以極大的影響我們的視覺。也許這個(gè)名次聽上去有些抽象，不過我來簡單的解釋一下，你肯定能明白：第37頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日先閉上右眼僅用左眼看一個(gè)物體，伸出你的一根指頭放在你的眼睛和物體之間，并且保持指頭和物體在一條直線；然后再閉上左眼僅用右眼看，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)手指頭和這個(gè)物體并不在一條直線上，而且我們會(huì)發(fā)現(xiàn)看到的物體會(huì)有所不同。這說明，我們的雙眼是通過兩個(gè)不同的位置來觀察世界的——雙眼的一般距離是2.5英寸。我們的大腦通過把雙眼得來的這兩幅略有差異的圖像進(jìn)行處理，就可以在場景中相應(yīng)的位置生成正確的三維圖像。（如圖示）第38頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日虛擬現(xiàn)實(shí)概述圖中表示兩眼光軸平行的情況，相當(dāng)于兩眼注視遠(yuǎn)處。內(nèi)瞳距（IPD）是兩眼瞳孔之間的距離。兩眼空間位置的不同，是產(chǎn)生立體視覺的原因。F是距離人眼較近的物體B上的一個(gè)固定點(diǎn)。第39頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日虛擬現(xiàn)實(shí)概述左面的兩眼的視圖說明，F(xiàn)點(diǎn)在視圖中的位置不同。這種不同就是立體視差。人眼也可以利用這種視差，判斷物體的遠(yuǎn)近，產(chǎn)生深度感。這就是人類的立體視覺，由此獲得環(huán)境的三維信息。第40頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日VR應(yīng)用有兩類主要的視覺顯示光學(xué)系統(tǒng)：頭盔顯示和非頭盔顯示。立體液晶顯示器拋物線投影儀第41頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日立體投影第42頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日4D-Vision50屏幕的外層有著特殊的光學(xué)涂料，這層涂料會(huì)針對(duì)通過的波長加以過濾篩選。這層過濾的動(dòng)作會(huì)將每個(gè)色彩的元素所發(fā)射出來的光線方向個(gè)別定義并且重組光線投射狀態(tài)，也就是說，不同的色彩運(yùn)動(dòng)會(huì)在屏幕前方在不同的角度表現(xiàn)出來而因此成為一個(gè)3D立體的呈現(xiàn)。第43頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日更棒的是，這款屏幕使用了8個(gè)鏡頭，每一個(gè)鏡頭都可以追蹤使用者在屏幕前的位置，使用者的視覺距離平均可以到6.5cm(2.5")，如此一來，屏幕前所有的使用者無論在什么位置都可以欣賞到完美的3D立體影像。第44頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日1.4.2人的耳朵1、人類的聽覺模型 耳分為外耳、中耳、內(nèi)耳。外耳、中耳是接受并傳導(dǎo)聲音的裝置；內(nèi)耳則是感受聲音和初步分析聲音的場所。所以，外耳、中耳合稱為傳音系統(tǒng)，而內(nèi)耳及其神經(jīng)傳導(dǎo)徑路則稱為感音神經(jīng)系統(tǒng).外耳包括耳廓和外耳道兩部分。主要作用是收集及部分放大聲音和參與聲音方向的辨別。

第45頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日

中耳的結(jié)構(gòu)比外耳復(fù)雜，有鼓室、咽鼓管、鼓竇及乳突4部分。鼓室又稱中耳腔，容積約為2毫升。中耳腔內(nèi)有一條通到鼻咽部的管道，叫做咽鼓管。咽鼓管使中耳與外界相通，起到調(diào)節(jié)鼓室壓力的作用

內(nèi)耳構(gòu)造非常精細(xì)，管道盤旋，好像迷宮一樣，故稱為迷路。內(nèi)耳分為3部分，即半規(guī)管，前庭和耳蝸。半規(guī)管和前庭主要負(fù)責(zé)身體平衡，耳蝸則負(fù)責(zé)感受聲音。外耳把聲音引導(dǎo)進(jìn)內(nèi)耳，它也作為濾波器而改變聲音。把手放在耳前面，就會(huì)感到聲音變化。聲音最終沖擊耳膜，使之振動(dòng)。耳膜振動(dòng)再傳到耳蝸，并且振動(dòng)加大20倍。第46頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日 聽覺的產(chǎn)生過程是一個(gè)復(fù)雜的生理過程，它包括3個(gè)基本過程： ①聲波在耳朵內(nèi)部的傳遞過程。

②聲波在傳遞過程中由聲波引起的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樯镫娔埽瑫r(shí)通過化學(xué)遞質(zhì)的釋放而產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng)的過程。

③聽覺中樞對(duì)傳人信息進(jìn)行綜合加工處理的過程。第47頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日2、頻率范圍3、聲音的定位4、頭部有關(guān)的傳遞函數(shù)第48頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日1.4.3身體感覺1、體感①深度感覺：②內(nèi)臟感覺：③本體感覺：④外感受感覺：2、痛感3、觸覺4、體位感

第49頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日1.4.4健康與安全問題1.5虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究1.5.1國外的研究狀況1、美國

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)誕生于美國，是全球研究最早，研究范圍最廣的國家，美國虛擬現(xiàn)實(shí)研究技術(shù)的水平基本上就代表國際虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展的水平。 第50頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日2、歐洲歐洲的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究主要由歐共體(CEC)的許多計(jì)劃支持，在英國、德國、瑞典、西班牙、荷蘭等國家都積極進(jìn)行了虛擬現(xiàn)實(shí)的開發(fā)與應(yīng)用3.亞洲 在亞洲，日本的虛擬現(xiàn)實(shí)研究發(fā)展十分迅速，同時(shí)韓國、新加坡等國家也在積極開展虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)方面的研究工作。第51頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日1.5.2國內(nèi)的研究狀況

我國虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究始于20世紀(jì)90年代初，相對(duì)其它國家來說起步較晚，技術(shù)上有一定的差距，但已引起我國政府有關(guān)部門和科學(xué)家們的高度重視，并及時(shí)根據(jù)我國的國情，制定了開展虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究計(jì)劃。第52頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日1.5.3目前存在的問題 1、硬件設(shè)備方面(1)相關(guān)設(shè)備普遍存在使用不方便，效果不佳(2)硬件設(shè)備品種有待進(jìn)一步擴(kuò)展(3)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)應(yīng)用的相關(guān)設(shè)備價(jià)格也比較昂貴第53頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日

現(xiàn)在大多數(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)軟件普遍存在語言專業(yè)性較強(qiáng)，通用性較差，易用性差。同時(shí)，由于硬件設(shè)備的諸多局限性，使得軟件的開發(fā)費(fèi)用也十分巨大，而且軟件所能實(shí)現(xiàn)的效果受到時(shí)間和空間的影響較大。第54頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日3、實(shí)現(xiàn)效果方面（1）虛擬世界的表示側(cè)重幾何圖形表示，缺乏逼真的物理、行為模型（2）虛擬世界的感知方面，有關(guān)視覺方面研究多，聽覺、觸覺（力覺）關(guān)注較少，真實(shí)性與實(shí)時(shí)性不足。（3）在與虛擬世界的交互中，自然交互性不夠，基于自然的交互效果還遠(yuǎn)不能令人滿意。

4、應(yīng)用方面

第55頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日1.5.4今后的研究方向1、人機(jī)交互接口2、感知研究領(lǐng)域3、高效的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件和算法4、廉價(jià)的虛擬現(xiàn)實(shí)硬件系統(tǒng)5、智能虛擬環(huán)境

第56頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日1.6虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用1.6.1軍事與航空航天1．軍事上的應(yīng)用（1）軍事訓(xùn)練方面①虛擬戰(zhàn)場環(huán)境。②近戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練③單兵模擬訓(xùn)練④諸軍兵種聯(lián)合戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)演習(xí)。第57頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日（2）在武器裝備研究與新武器展示中的應(yīng)用。①在武器設(shè)計(jì)研制過程中，采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供先期演示，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，把先進(jìn)設(shè)計(jì)思想融入武器裝備研制的全過程，從而保證總體質(zhì)量和效能②研制者和用戶利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以很方便介入系統(tǒng)建模和仿真試驗(yàn)的全過程，既能加快武器系統(tǒng)的研制周期，又能合理評(píng)估其作戰(zhàn)效能及其操作的合理性，使之更接近實(shí)戰(zhàn)的要求。第58頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日③采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)未來高技術(shù)戰(zhàn)爭的戰(zhàn)場環(huán)境、武器裝備的技術(shù)性能和使用效率等方面進(jìn)行仿真，有利于選擇重點(diǎn)發(fā)展的武器裝備體系，改善其整體質(zhì)量和作戰(zhàn)效果。④很多武器供應(yīng)商借助于網(wǎng)絡(luò)，采用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)來展示武器的各種性能。

第59頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日2.航空航天方面的應(yīng)用（1）NASA的虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練（2）EVA的虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練（3）英國空軍的虛擬座艙

第60頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日1.6.2教育與培訓(xùn)

1．虛擬校園 虛擬校園是指從因特網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、網(wǎng)上虛擬社區(qū)和3S技術(shù)的發(fā)展角度，對(duì)現(xiàn)實(shí)大學(xué)三維景觀和教學(xué)環(huán)境的虛擬化和數(shù)字化，是基于現(xiàn)實(shí)大學(xué)的一個(gè)三維虛擬環(huán)境，用于支持對(duì)現(xiàn)實(shí)大學(xué)的資源管理、環(huán)境規(guī)劃和學(xué)校發(fā)展。第61頁，共68頁，2023年，2月20日，星期日2．虛擬演示教學(xué)與實(shí)驗(yàn)

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在課堂上