虛擬現(xiàn)實技術(shù)主講：楊文暉感知、光、顏色和數(shù)學(xué)投影的虛幻世界虛擬環(huán)境的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)關(guān)照—光亮度方程顏色以及人對光的反應(yīng)圖形的真實和實時計算機圖形的繪畫隱喻局部光照和光線跟蹤照相機的一般化場景構(gòu)造、照相機模型的實現(xiàn)裁剪多邊形、、可見性確定多邊形渲染、圖像空間渲染和紋理生成計算機圖形學(xué)與虛擬現(xiàn)實環(huán)境什么是“計算機圖形學(xué)”？有關(guān)建模、光照、虛擬世界的動態(tài)特性以及人們在集中活動方式的理論。起源于IvanSutherland發(fā)表的論文，論文描述了一個稱為Sketchpad的畫板系統(tǒng)。該畫板系統(tǒng)允許用戶使用“光筆”交互在屏幕上畫圖“計算機圖形學(xué)”的結(jié)果是什么？產(chǎn)生一個“投影的虛幻世界”，也叫“虛擬環(huán)境”、“虛擬現(xiàn)實”是一個將三維空間中的對象表示投影到二維顯示器上所形成的表現(xiàn)。“網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境”？多領(lǐng)域技術(shù)的集成，這些技術(shù)包括不同地域間異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)，支持視覺、聽覺、觸覺/力覺反饋技術(shù)以及相應(yīng)的多種交互設(shè)備?！疤摂M環(huán)境”有三個主要組成部分？內(nèi)容內(nèi)容由“對象”組成，構(gòu)成整個環(huán)境每一個對象都有一個“描述”和一個“狀態(tài)”對象的特殊子集叫做“參與者”幾何幾何包括維度、度量和環(huán)境的范圍或邊界動態(tài)特性由對象之間的相互規(guī)則組成，例如碰撞檢測虛擬環(huán)境系統(tǒng)示意圖關(guān)于“場景數(shù)據(jù)庫”內(nèi)容包含對所有對象的總描述信息和那些必須對整個場景給出的任何其他信息存儲一定在維持共享虛擬環(huán)境的計算機網(wǎng)上的某處存儲更新一定要以某種方式及時反映到分布環(huán)境的所有節(jié)點上?！癈AVE”虛擬環(huán)境“CAVE”含義？CAVE是自動虛擬環(huán)境的縮寫理想的CAVE？擁有六面墻壁當做投影屏幕的房間參與者—立體眼鏡、頭部跟蹤器CAVE例圖關(guān)于VE的“真實感”和“實時性”產(chǎn)生并維持虛擬“真實感”感覺的條件？環(huán)境被顯示出來參與者被實時跟蹤場景表現(xiàn)充分計算機圖形學(xué)中“真實感”的含義？幾何真實感光照真實感行為真實感幾何真實感什么是“幾何真實感”？與要描述的真實世界中對象具有十分相似幾何外形的一個圖形對象。三維幾何圖形由什么構(gòu)成？是由平面多邊形（一般是三角形）來構(gòu)造的。對象表面區(qū)域越是完全，所需要的三角面片數(shù)目就會越多?！皫缀握鎸嵏小钡膶嶋H用處？虛擬原型設(shè)計建立真正物理實體之前的虛擬的構(gòu)造過程檢測對象在特定位置時候產(chǎn)生的影響等人臉掃描儀—點云---3D---渲染人臉的激光掃描產(chǎn)生的3D點云，64028個頂點，掃描過程10秒點組成三角形，形成了126108個三角形表面進行明暗處理，生成的3D人臉光照真實感光照真實感的計算復(fù)雜嗎？是一種極端復(fù)雜的計算，是計算機圖形學(xué)中計算最精深的方面光照計算分為兩種？局部光照假設(shè)每個對象是場景中除了光源之外唯一的對象全局光照對環(huán)境中光分布的正確計算，對象間的反射也要考慮局部光照和全局光照渲染的場景圖行為真實感情感共鳴講話恐怖癥病人的治療卡通人物—米老鼠漫畫、印象主義和圖標表現(xiàn)漫畫見圖印象主義梵高的畫圖標表示孩子筆下的任務(wù)真實感和實時之間的沖突計算機圖形學(xué)中的“真實感”的三個部分（幾何、光照、行為），構(gòu)造的難度是怎樣的？幾何視覺真實感-----行為真實感------光照真實感難度依次遞增“計算機圖形學(xué)”中的沖突是什么？真實感與實時實時的含義幀與幀頻一幅圖像每秒實際顯示出來的圖像數(shù)目實時漫游在計算和渲染下一幀圖像時，會產(chǎn)生一個時間延遲，或者顯示滯后實時對象交互虛擬世界中的位置在場景數(shù)據(jù)庫中得到更新延遲和滯后使VE中選擇和操作對象的過程變得困難共享的虛擬環(huán)境中交互網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)傳輸所需要的延遲是系統(tǒng)無法避免的每個位置以60HZ運行，500ms的延遲也會破壞正常交互關(guān)于折衷實時需求對計算機系統(tǒng)的哪些方面提出極高要求？計算設(shè)備顯示網(wǎng)絡(luò)性能存在和沉浸感看電影電影調(diào)動了人的感覺，但是身體的反應(yīng)還是受限制的看一張房間中間有深度8公尺深坑的圖會有眩暈的感覺什么是存在？從虛擬環(huán)境到真實世界相似性的程度，是個意識狀態(tài)參與者所做的與在現(xiàn)實世界中所做的相似行為越大，存在的程度就越高是對人的反應(yīng)存在的必要條件是傳感數(shù)據(jù)和本體感受應(yīng)該匹配（移動手臂，看見虛擬手臂在動）什么是沉浸感？存在并同時與來自那個環(huán)境的傳感數(shù)據(jù)的質(zhì)和量相關(guān)是對系統(tǒng)的描述是關(guān)于傳感器數(shù)據(jù)顯示的（傳感數(shù)據(jù)視覺、聽覺、觸覺等）跟蹤系統(tǒng)（精度依賴于幾何表示精度、采樣頻率、數(shù)據(jù)傳送和解釋的速度）虛擬環(huán)境如何工作現(xiàn)實是虛擬的？周圍是個時空連續(xù)系統(tǒng)，構(gòu)成高分辨率的視覺流視網(wǎng)膜是圖像被投影的地方視網(wǎng)膜包含的光敏感單元，將光能轉(zhuǎn)換為電信號，通過視神經(jīng)傳輸?shù)酱竽X的視覺皮質(zhì)視覺是個采樣過程對環(huán)境的整體認識以及心理濾波器視覺系統(tǒng)通過掃描路徑序列來采樣環(huán)境，重復(fù)相同區(qū)域，以確認我們內(nèi)部的心理模型，和設(shè)想看見的內(nèi)容關(guān)于路徑掃描的圖關(guān)于掃描路徑掃描路徑——交替快速掃描和定影的序列掃描路徑本身是受到我們內(nèi)在心理模型的驅(qū)使，而不是受外部世界驅(qū)使的。我們從外部世界中所看見的事物，如掃描路徑所指示的，不只是受外部世界的“物質(zhì)”所左右，而是受到我們內(nèi)在認知模型的控制。認知模型的影響尺寸不變性伸縮什么是尺寸不變性伸縮？用高層認知信息替代傳感數(shù)據(jù)作用？使物體看起來較之真實傳感信息形成在視網(wǎng)膜上圖像的尺寸發(fā)生了變化。雙目視差、調(diào)節(jié)、收斂雙目視差左右眼間的圖像差別朝所處環(huán)境的任意地方看，交替用兩眼看，圖像水平地從左到右然后從右到左地來回切換調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)透鏡讓場景中的店對準焦點的過程透鏡受睫狀肌控制收斂眼睛向內(nèi)旋轉(zhuǎn)以便讓附近的對象進入焦點；或者向外旋轉(zhuǎn)，使視線趨于平行，以便讓遠處的對象進入焦點。視域間隙視網(wǎng)膜上與視神經(jīng)相連的區(qū)域是相對的線性透視、深度線索視網(wǎng)膜上的圖像尺寸反比于對象離觀察者的距離線性透視、深度線索計算機學(xué)中的投影中心O線性透視錯覺Ponzo錯覺Muller-Lyer錯覺紋理梯度梵高的畫紋理梯度的抽象實例陰影和明暗處理陰影不僅能傳達有關(guān)對象形狀的信息，還能傳遞在場景里的深度關(guān)系信息，大大提高對深度的感知對象的陰影是對象的另外一個視圖—由光源產(chǎn)生的視圖陰影提供了每個對象與周圍表面間空間關(guān)系的直接信息見陰影深度線索圖遮擋與光照遮擋當一個對象部分地遮擋其他對象的時候，它提醒人們該對象比較靠近觀察者見圖Kanizsa三角形錯覺光照光能量的衰減與距離的平方成比例遠處對象與近處對象相比，顏色比較淡，比較模糊。時間和空間不變性是外界的差別在刺激我們的視覺，如果我們完全固定視線，不久之后我們會什么也看不見，就像連續(xù)背景噪聲滴答聲被忽略。每一次眨眼就是一次視覺中斷，通常我們不注意眨眼的事實，認為我們的視覺是連續(xù)而不間斷的。視覺系統(tǒng)執(zhí)行一個預(yù)報性的預(yù)計算，提供了時間和空間上的不變性視覺記憶假設(shè)我們所看見的東西主要依賴于我們的內(nèi)部認知模型掃描路徑既與我們個性相關(guān)，也與我們所見實物相關(guān)，同時是不斷重復(fù)的視覺記憶以最大概率迅速導(dǎo)向目標，這是基于多方面因素的，例如：先驗知識、暗示、經(jīng)驗以及周圍的上下文等視覺記憶在假設(shè)之間轉(zhuǎn)換例圖9、春去春又回，新桃換舊符。在那桃花盛開的地方，在這醉人芬芳的季節(jié)，愿你生活像春天一樣陽光，心情像桃花一樣美麗，日子像桃子一樣甜蜜。2月-252月-25Sunday,February2,202510、人的志向通常和他們的能力成正比例。14:31:1614:31:1614:312/2/20252:31:16PM11、夫?qū)W須志也，才須學(xué)也，非學(xué)無以廣才，非志無以成學(xué)。2月-2514:31:1614:31Feb-2502-Feb-2512、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。14:31:1614:31:1614:31Sunday,February2,202513、志不立，天下無可成之事。2月-252月-2514:31:1614:31:16February2,202514、ThankyouverymuchfortakingmewithyouonthatsplendidoutingtoLondon.ItwasthefirsttimethatIhadseentheToweroranyoftheotherfamoussights.IfI'dgonealone,Icouldn'thaveseennearlyasmuch,becauseIwouldn'thaveknownmywayabout.。02二月20252:31:16下午14:31:162月-2515、會當凌絕頂，一覽眾山小。二月252:31下