VR虚拟现实技术应用项目解决方案.pptx

VRVR虚拟现实技术应用项目解决方案虚拟现实技术应用项目解决方案VR虚拟现实技术应用项目解决方案第1页虚拟现实技术应用虚拟现实技术应用1 1虚拟现实技术发展史虚拟现实技术发展史2 2虚拟现实技术概念虚拟现实技术概念3 3虚拟现实技术特征虚拟现实技术特征4 4虚拟现实系统组成和分类虚拟现实系统组成和分类5 5虚拟现实技术应用领域虚拟现实技术应用领域6 6虚拟现实技术研究现实状况虚拟现实技术研究现实状况7 7虚拟现实技术开发方法虚拟现实技术开发方法8 8虚拟现实技术相关网址虚拟现实技术相关网址VR虚拟现实技术应用项目解决方案第2页1虚拟现实技术发展史 虚拟现实技术（Virtual Reality）简称VR技术，是20世纪末逐步兴起一门综合性信息技术，融合了数字图像处理、计算机图形学、人工智能、多媒体、传感器、网络以及并行处理等多个信息技术分支最新发展结果。VR虚拟现实技术应用项目解决方案第3页1虚拟现实技术发展史l l19291929年，年，Edward LinkEdward Link设设计出用于训练飞行员模计出用于训练飞行员模拟器拟器l l19561956年，年，Morton HeiligMorton Heilig开发出多通道仿真体验开发出多通道仿真体验系统系统Sensorama Sensorama VR虚拟现实技术应用项目解决方案第4页1虚拟现实技术发展史l l19651965年，年，Ivan SutherlandIvan Sutherland发表论文发表论文“Ultimate Ultimate DisplayDisplay”（终极显示）（终极显示）l l19681968年，年，Ivan SutherlandIvan Sutherland研制成功了带跟踪器头盔研制成功了带跟踪器头盔式立体显示器（式立体显示器（Head Head Mounted DisplayMounted Display，HMDHMD）VR虚拟现实技术应用项目解决方案第5页1虚拟现实技术发展史l l19721972年，年，Nolan BushnellNolan Bushnell开发出第一个交互式电子游戏开发出第一个交互式电子游戏Pong Pong l l19771977年，年，Dan SandinDan Sandin、Tom DeFantiTom DeFanti和和Rich SayreRich Sayre研制出第一个数据手套研制出第一个数据手套Sayre GloveSayre Glovel l2020世纪世纪8080年代，美国国家航空航天局（年代，美国国家航空航天局（NASANASA）组织了一系列相关）组织了一系列相关VRVR技术研技术研究究 ：19841984年，年，NASA AmesNASA Ames研究中心研究中心M.McGreevy M.McGreevy 和和J.HumphriesJ.Humphries开发出用开发出用于火星探测虚拟环境视觉显示器；于火星探测虚拟环境视觉显示器；19871987年，年，Jim HumphriesJim Humphries设计了双目全方设计了双目全方位监视器（位监视器（BOOMBOOM）最早原型。）最早原型。VR虚拟现实技术应用项目解决方案第6页1虚拟现实技术发展史l l19901990年，在美国达拉斯召开年，在美国达拉斯召开SiggraphSiggraph会议上，明确提出会议上，明确提出VRVR技术研究主要内容包含实时三维图形生成技术、多传感器技术研究主要内容包含实时三维图形生成技术、多传感器交互技术和高分辨率显示技术，为交互技术和高分辨率显示技术，为VRVR技术发展确定了研究技术发展确定了研究方向。方向。l l从从2020世纪世纪9090年代开始，年代开始，VRVR技术研究热潮也开始向民间高科技术研究热潮也开始向民间高科技企业转移。著名技企业转移。著名VPLVPL企业开发出第一套传感手套命名为企业开发出第一套传感手套命名为“DataGlovesDataGloves”，第一套，第一套HMDHMD命名为命名为“EyePhonesEyePhones”。l l进入进入2121世纪后，世纪后，VRVR技术更是进入软件高速发展时期，技术更是进入软件高速发展时期，一些有代表性一些有代表性VRVR软件开发系统不停在发展完善，如软件开发系统不停在发展完善，如MultiGen VegaMultiGen Vega、OpenSceneGraphOpenSceneGraph、VirtoolsVirtools等。等。VR虚拟现实技术应用项目解决方案第7页2虚拟现实技术概念 虚拟现实技术是指利用计算机生成一个模拟环境，并经过各种专用设备使用户“投入”到该环境中，实现用户与该环境直接进行自然交互技术。VR虚拟现实技术应用项目解决方案第8页2虚拟现实技术概念 经典经典VRVR系统主要系统主要由计算机软、硬件由计算机软、硬件系统（包含系统（包含VRVR软件软件和和VRVR环境数据库）环境数据库）和和VRVR输入、输出设输入、输出设备等组成。备等组成。VR虚拟现实技术应用项目解决方案第9页3虚拟现实技术特征虚拟现实技术特征VR技术三角形 l交互性交互性（InteractivityInteractivity）l沉醉感沉醉感 （ImmersionImmersion）l想象力想象力（ImaginationImagination）VR虚拟现实技术应用项目解决方案第10页3虚拟现实技术特征虚拟现实技术特征VR技术交互性：l l指用户对虚拟环境中对象可操作程度和从虚拟环指用户对虚拟环境中对象可操作程度和从虚拟环境中得到反馈自然程度（包含实时性）。境中得到反馈自然程度（包含实时性）。l l主要借助于各种专用设备（如头盔显示器、数据主要借助于各种专用设备（如头盔显示器、数据手套等）产生，从而使用户以自然方式如手势、手套等）产生，从而使用户以自然方式如手势、体势、语言等技能，如同在真实世界中一样操作体势、语言等技能，如同在真实世界中一样操作虚拟环境中对象。虚拟环境中对象。VR虚拟现实技术应用项目解决方案第11页3虚拟现实技术特征虚拟现实技术特征VR技术沉醉感：l l又称临场感，是指用户感到作为主角存在于虚拟又称临场感，是指用户感到作为主角存在于虚拟环境中真实程度。环境中真实程度。l lVRVR技术最主要特征。技术最主要特征。l l影响沉醉感主要原因包含多感知性、自主性、三影响沉醉感主要原因包含多感知性、自主性、三维图像中深度信息、画面视野、实现跟踪时间或维图像中深度信息、画面视野、实现跟踪时间或空间响应及交互设备约束程度等空间响应及交互设备约束程度等 。VR虚拟现实技术应用项目解决方案第12页3虚拟现实技术特征虚拟现实技术特征VR技术想象力：l l指用户在虚拟世界中依据所获取各种信息和本身指用户在虚拟世界中依据所获取各种信息和本身在系统中行为，经过逻辑判断、推理和联想等思在系统中行为，经过逻辑判断、推理和联想等思维过程，伴随系统运行状态改变而对其未来进展维过程，伴随系统运行状态改变而对其未来进展进行想象能力。进行想象能力。l l对适当应用对象加上虚拟现实创意和想象力，能对适当应用对象加上虚拟现实创意和想象力，能够大幅度提升生产效率、减轻劳动强度、提升产够大幅度提升生产效率、减轻劳动强度、提升产品开发质量。品开发质量。VR虚拟现实技术应用项目解决方案第13页l l虚拟现实系统基础组成l l虚拟世界、虚拟现实软件、计算机、输入设备虚拟世界、虚拟现实软件、计算机、输入设备和输出设备五大个别和输出设备五大个别输输输输入入入入设设设设备备备备输输输输入入入入设设设设备备备备虚拟现实软件虚拟现实软件虚拟现实软件虚拟现实软件虚拟世界虚拟世界虚拟世界虚拟世界计算机计算机计算机计算机4虚拟现实系统组成和分类虚拟现实系统组成和分类 VR虚拟现实技术应用项目解决方案第14页4虚拟现实系统组成和分类虚拟现实系统组成和分类（1 1）桌面式）桌面式VRVR系统（系统（Desktop VRDesktop VR）（2 2）沉醉式）沉醉式VRVR系统（系统（Immersive VRImmersive VR）（3 3）增强式）增强式VRVR系统（系统（Augmented VRAugmented VR）（4 4）分布式）分布式VRVR系统（系统（Distributed VRDistributed VR）l l虚拟现实系统分类VR虚拟现实技术应用项目解决方案第15页4虚拟现实系统组成和分类虚拟现实系统组成和分类（1）桌面式桌面式VRVR系统系统l l使用个人计算机和低级工使用个人计算机和低级工作站来产生三维空间交互作站来产生三维空间交互场景。场景。l l用户会受到周围现实环境用户会受到周围现实环境干扰而不能取得完全沉醉干扰而不能取得完全沉醉感，但因为其成本相对较感，但因为其成本相对较低桌面式低桌面式VRVR系统依然比较系统依然比较普及。普及。l l虚拟现实系统基础组成VR虚拟现实技术应用项目解决方案第16页l l利用头盔显示器、洞穴式显示设利用头盔显示器、洞穴式显示设备和数据手套等交互设备把用户备和数据手套等交互设备把用户视觉、听觉和其它感觉封闭起来，视觉、听觉和其它感觉封闭起来，而使用户真正成为而使用户真正成为VRVR系统内部一系统内部一个参加者，产生一个身临其境、个参加者，产生一个身临其境、全心投入并沉醉其中体验。全心投入并沉醉其中体验。l l与桌面式与桌面式VRVR系统相比，沉醉式系统相比，沉醉式VRVR系统主要特点在于高度实时性和系统主要特点在于高度实时性和沉醉感。沉醉感。4虚拟现实系统组成和分类虚拟现实系统组成和分类 l l虚拟现实系统分类（2）沉醉式沉醉式VRVR系统系统VR虚拟现实技术应用项目解决方案第17页（3）增强式增强式VRVR系统系统l l允许用户对现实世界进行观察允许用户对现实世界进行观察同时，将虚拟图像叠加在真实同时，将虚拟图像叠加在真实物理对象之上。物理对象之上。l l为用户提供与所看到真实环境为用户提供与所看到真实环境相关、存放在计算机中信息，相关、存放在计算机中信息，从而增强用户对真实环境感受，从而增强用户对真实环境感受，又被称为叠加式或补充现实式又被称为叠加式或补充现实式VRVR系统。系统。l l能够使用光学技术或视频技术能够使用光学技术或视频技术实现。实现。4虚拟现实系统组成和分类虚拟现实系统组成和分类 l l虚拟现实系统分类VR虚拟现实技术应用项目解决方案第18页l l指基于网络构建虚拟环境，将指基于网络构建虚拟环境，将位于不一样物理位置多个用户位于不一样物理位置多个用户或多个虚拟环境经过网络相连或多个虚拟环境经过网络相连接并共享信息，从而使用户协接并共享信息，从而使用户协同工作到达一个更高境界。同工作到达一个更高境界。l l主要被应用于远程虚拟会议、主要被应用于远程虚拟会议、虚拟医学会诊、多人网络游戏、虚拟医学会诊、多人网络游戏、虚拟战争演练等领域。虚拟战争演练等领域。4虚拟现实系统组成和分类虚拟现实系统组成和分类 l l虚拟现实系统分类（4 4）分布式）分布式VRVR系统系统VR虚拟现实技术应用项目解决方案第19页5虚拟现实技术应用领域虚拟现实技术应用领域（1 1）军事）军事（2 2）医学）医学（3 3）教育与训练）教育与训练（4 4）设计与规划）设计与规划（5 5）科学计算可视化）科学计算可视化（6 6）商业领域）商业领域（7 7）艺术与娱乐）艺术与娱乐（8 8）虚拟旅游）虚拟旅游VR虚拟现实技术应用项目解决方案第20页（1）虚拟现实之应用-军事l l军事是虚拟现实应用最早领域l l如模拟飞行训练等VR虚拟现实技术应用项目解决方案第21页应用图例-军事l l模模拟飞行训练拟飞行训练l l基础基础飞行课飞行课程程(STD)STD)l l起落航起落航线课线课程程(PPL)PPL)l l仪仪器器飞飞行行课课程程(INS)(INS)l l长途飞行课程长途飞行课程(CPL)CPL)VR虚拟现实技术应用项目解决方案第22页（2）虚拟现实之应用-医学l l教育训练 虚拟现实超因波显像系统、放射线治疗以及手术模型等等技术。l l临床研究 虚拟现实系統(如恐高症治疗等)VR虚拟现实技术应用项目解决方案第23页应用图例-医学l l虚拟手术模型训练虚拟手术模型训练l l內內视镜手术视镜手术l l模拟模拟器官含有器官含有弹弹性、性、变变形等物理形等物理属属性性l l含有自由度定位功效含有自由度定位功效手手术术刀刀VR虚拟现实技术应用项目解决方案第24页（3）虚拟现实之应用-教育与培训l l教教学学 虚拟现实技术能使学习者能直接、自然地与虚拟对象进行交互，以各种虚拟现实技术能使学习者能直接、自然地与虚拟对象进行交互，以各种形式参加事件发展改变过程，并取得最大控制和操作整个环境自由度。虚形式参加事件发展改变过程，并取得最大控制和操作整个环境自由度。虚拟实境拟实境技技术辅术辅助助CAICAI教学教学法，提供法，提供给学习者一个给学习者一个更逼真、更具更逼真、更具弹弹性、性、学习学习效效果更加好果更加好学习环境学习环境。l l训练训练 航空航空驾驶员驾驶员训练训练、战车战车训练训练以及太空人以及太空人训练、训练、仿真教学与试验、特殊教育、仿真教学与试验、特殊教育、各种专业训练、应急演练和军事演练各种专业训练、应急演练和军事演练等等。等等。VR虚拟现实技术应用项目解决方案第25页应用图例-教育l l天文教室天文教室太太阳系阳系VR虚拟现实技术应用项目解决方案第26页（4）虚拟现实之应用-设计与规划l l虚拟现实已被看作是设计领域中唯一开发工具。它能够防止传统方式在原虚拟现实已被看作是设计领域中唯一开发工具。它能够防止传统方式在原型制造、设计和生产过程中重复工作，有效降低成本，应用领域包含型制造、设计和生产过程中重复工作，有效降低成本，应用领域包含汽汽车车制制造、工造、工厂规划厂规划、景观设计景观设计、建、建筑筑工工业业、室、室内设计内设计、城市、城市计划计划、航太、航太设计设计、以及以及仪器制仪器制造等等。造等等。l l电脑辅助设计电脑辅助设计(CAD)CAD)结结合合虚拟现实虚拟现实技技术术VR虚拟现实技术应用项目解决方案第27页应用图例-装修设计l l专业专业3 3D D设计设计l l逼真表逼真表现现l l动画动画功效功效l l虚拟实境全景环视虚拟实境全景环视VR虚拟现实技术应用项目解决方案第28页 科学可视化功效就是将大量字母、数字数科学可视化功效就是将大量字母、数字数据转换成比原始数据更轻易了解各种图像，并据转换成比原始数据更轻易了解各种图像，并允许参加者借助各种虚拟现实输入设备检验这允许参加者借助各种虚拟现实输入设备检验这些些“可见可见”数据。数据。它通常被用于建立分子结构、地震以及地它通常被用于建立分子结构、地震以及地球环境等模型。球环境等模型。（5）虚拟现实之应用-科学计算可视化VR虚拟现实技术应用项目解决方案第29页 VR技术被逐步应用于网上销售、客户服务、电传会议及虚拟购物中心等商业领域。它能够使客户在购置前先看到产品外貌与内在，甚至在虚拟世界中使用它，所以对产品推广和销售都很有帮助。（6）虚拟现实之应用-商业领域VR虚拟现实技术应用项目解决方案第30页（7）虚拟现实之应用-艺术与娱乐l l被被动动式式虚拟实境虚拟实境 如当前如当前热门热门PC Game PC Game l l主主动动式式虚拟实境虚拟实境 虚拟实境游戏机虚拟实境游戏机，游戏游戏介面介面设计设计在在3 3D D环境环境 中，使用者在其中中，使用者在其中随随心所欲。心所欲。l l虚拟虚拟人物和世界人物和世界 如如虚拟虚拟主播、主播、虚拟人虚拟人等等等等 VRVR技术所含有身临其境感及实时交互性还能将静态艺术（如技术所含有身临其境感及实时交互性还能将静态艺术（如油画、雕刻等）转化为动态形式，使观赏者更加好地观赏作者思想油画、雕刻等）转化为动态形式，使观赏者更加好地观赏作者思想艺术，包含虚拟画廊、虚拟音乐厅、文物保护等方面。艺术，包含虚拟画廊、虚拟音乐厅、文物保护等方面。娱乐是娱乐是VRVR系统另一个主要应用领域，市场上已经推出了多款系统另一个主要应用领域，市场上已经推出了多款VRVR环境下电脑游戏，带给游戏者强烈感官刺激。环境下电脑游戏，带给游戏者强烈感官刺激。VR虚拟现实技术应用项目解决方案第31页 VR VR技术所含有身临其境感及实时交互性还技术所含有身临其境感及实时交互性还能用于在线虚拟旅游，使观赏者更加好地观赏大能用于在线虚拟旅游，使观赏者更加好地观赏大自然美景。自然美景。旅游是旅游是VRVR系统另一个主要应用领域，许多系统另一个主要应用领域，许多著名景点都有虚拟现实网站，在著名景点都有虚拟现实网站，在VRVR环境下旅游，环境下旅游，带给旅游者另一番感受。带给旅游者另一番感受。（8）虚拟现实之应用-虚拟旅游VR虚拟现实技术应用项目解决方案第32页虚拟现实应用宇航员宇航员数码相机互动展示数码相机互动展示北京故宫北京故宫Sprite Sprite 灌篮高手灌篮高手培训培训产品展示产品展示旅游旅游游戏开发游戏开发基督教堂基督教堂模拟模拟 室内样板房演示室内样板房演示海军潜水艇海军潜水艇虚拟小区虚拟小区文物保护文物保护房地产房地产系统仿真系统仿真城市规划城市规划米兰虚拟：http:/ l l美国是美国是VRVR技术发源地，有美国宇航局（技术发源地，有美国宇航局（NASANASA）、）、麻省理工学院（麻省理工学院（MITMIT）媒体试验室、华盛顿大）媒体试验室、华盛顿大学人机界面技术试验室（学人机界面技术试验室（HIT LabHIT Lab）等许多著）等许多著名研究机构。名研究机构。l l美国在虚拟现实领域基础研究主要集中在感知、美国在虚拟现实领域基础研究主要集中在感知、用户界面、后台软件和硬件四个方面。用户界面、后台软件和硬件四个方面。VR虚拟现实技术应用项目解决方案第34页6虚拟现实技术研究现实状况虚拟现实技术研究现实状况 l l英国主要有四个从事英国主要有四个从事VRVR技术研究中心，包含技术研究中心，包含WindustriesWindustries企业、企业、British AerospaceBritish Aerospace企业、企业、Dimension InternationalDimension International企业、企业、Divison LTDDivison LTD企业等。企业等。l l日本主要致力于建立大规模日本主要致力于建立大规模VRVR知识库和人机接口方面研知识库和人机接口方面研究项目上，在究项目上，在VRVR游戏方面研究也处于领先地位。游戏方面研究也处于领先地位。l l另外，国外还研制出多个用于开发应用程序另外，国外还研制出多个用于开发应用程序VRVR软件开发软件开发平台，比如美国平台，比如美国Sense8Sense8企业企业WorldToolKitWorldToolKit（WTKWTK），爱荷），爱荷华州立大学虚拟现实应用中心华州立大学虚拟现实应用中心VR JugglerVR Juggler，Deneb Deneb RoboticsRobotics企业企业ENVISIONENVISION，英国，英国SuperscapeSuperscape企业企业VRTVRT，Division Division 企业企业dVISEdVISE等。等。VR虚拟现实技术应用项目解决方案第35页6虚拟现实技术研究现实状况虚拟现实技术研究现实状况 l l我国从我国从2020世纪世纪8080年代起开始研究年代起开始研究VRVR技术。即使起步较晚，技术。即使起步较晚，但多年来政府相关部门非常重视，制订了开展但多年来政府相关部门非常重视，制订了开展VRVR技术研技术研究计划，并将其列入国家重点研究项目。我国一些科学究计划，并将其列入国家重点研究项目。我国一些科学家和重点院校也已主动投入了对这一领域研究。家和重点院校也已主动投入了对这一领域研究。l l北京航空航天大学是我国最早进行北京航空航天大学是我国最早进行VRVR技术研究、最有权技术研究、最有权威单位之一。它于威单位之一。它于年年8 8月成立了虚拟现实新技术教育部重月成立了虚拟现实新技术教育部重点试验室。点试验室。VR虚拟现实技术应用项目解决方案第36页6虚拟现实技术研究现实状况虚拟现实技术研究现实状况 l l清华大学对虚拟现实及其临场感等方面进行了大量研究，清华大学对虚拟现实及其临场感等方面进行了大量研究，比如球面屏幕显示和图像随动、克服立体图闪烁办法及深比如球面屏幕显示和图像随动、克服立体图闪烁办法及深度感试验测试等。度感试验测试等。l l浙江大学浙江大学CAD&CGCAD&CG国家重点试验室开发出了一套桌面型虚拟国家重点试验室开发出了一套桌面型虚拟建筑环境实时漫游系统，还研制出了在虚拟环境中一个新建筑环境实时漫游系统，还研制出了在虚拟环境中一个新快速漫游算法和一个递进网格快速生成算法。快速漫游算法和一个递进网格快速生成算法。l l西安交通大学信息工程研究所对虚拟现实中关键技术西安交通大学信息工程研究所对虚拟现实中关键技术立体显示技术进行了研究，提出一个基于立体显示技术进行了研究，提出一个基于JPEGJPEG标准压缩编标准压缩编码新方案，取得了较高压缩比、信噪比以及解压缩速度。码新方案，取得了较高压缩比、信噪比以及解压缩速度。VR虚拟现实技术应用项目解决方案第37页7虚拟现实技术开发方法虚拟现实技术开发方法（1 1）语言（）语言（VRMLVRML）开发法）开发法（2 2）工具开发法）工具开发法（3 3）合成开发法）合成开发法VR虚拟现实技术应用项目解决方案第38页（1 1）VRMLVRML介绍介绍-浏览器浏览器 VRML VRML文档能够在文档能够在InternetInternet上传输，并经过上传输，并经过WWWWWW浏览器进浏览器进行演示。比如，在常见浏览器行演示。比如，在常见浏览器IE IE 或或 Netscape NavigatorNetscape Navigator中都中都能够演示能够演示VRMLVRML文档，其中文档，其中IE 5.0IE 5.0或或Netscape Navigator 4.0Netscape Navigator 4.0以以上版本浏览器中都已经预装了上版本浏览器中都已经预装了VRMLVRML插件。假如在安装浏插件。假如在安装浏览器时未选择预装，也能够单独下载和安装览器时未选择预装，也能够单独下载和安装VRMLVRML浏览插浏览插件，比如件，比如 Cosmo PlayerCosmo Player。咱们能够从网站。咱们能够从网站“http:/ PlayerCosmo Player软件最新版软件最新版本，它支持本，它支持IEIE和和NetscapeNetscape，是应用最广泛一个浏览虚拟现，是应用最广泛一个浏览虚拟现实插件。实插件。7虚拟现实技术开发方法虚拟现实技术开发方法 VR虚拟现实技术应用项目解决方案第39页1.1.文件头文件头它是提供给浏览器文件版本信息，是它是提供给浏览器文件版本信息，是VRMLVRML文文档中开头一行，用来通知浏览器该文档所遵照档中开头一行，用来通知浏览器该文档所遵照VRMLVRML版本。比如版本。比如“#VRML 1.0 utf8”#VRML 1.0 utf8”这里这里VRML 1.0VRML 1.0是指以下文件是由是指以下文件是由VRMLVRML语言语言1.01.0版本编写，版本编写，utf8utf8指指本文件采取本文件采取ISOISOUTF-8UTF-8编码标准。编码标准。（1 1）VRMLVRML介绍介绍-语言介绍语言介绍 7虚拟现实技术开发方法虚拟现实技术开发方法 VR虚拟现实技术应用项目解决方案第40页2.2.节点：节点：节点是节点是VRMLVRML文件基础组成元素，能够把它分为以下几文件基础组成元素，能够把它分为以下几类：类：l lshapeshape（形状）节点（形状）节点 描述物体在空间中几何形状；描述物体在空间中几何形状；l lpropertyproperty（性质）节点（性质）节点 定义形状节点渲染方式（颜色，定义形状节点渲染方式（颜色，表面纹理等）；表面纹理等）；l lgroupgroup（成组）节点（成组）节点 将多个其它节点组合成一个节点，便将多个其它节点组合成一个节点，便于统一处理；于统一处理；l lenvironmentenvironment（环境效果）节点（环境效果）节点 比如各种性质光源等。比如各种性质光源等。l l另外，另外，VRMLVRML语言还定义了一些提供特殊功效节点，比如超语言还定义了一些提供特殊功效节点，比如超链接、碰状检测等。链接、碰状检测等。（1 1）VRMLVRML介绍介绍-语言介绍语言介绍 7虚拟现实技术开发方法虚拟现实技术开发方法 VR虚拟现实技术应用项目解决方案第41页3.3.域值：域值：域值用来描述及改变节点属性大小，它存放域值用来描述及改变节点属性大小，它存放着节点各种值。着节点各种值。4.4.注释：注释：VRMLVRML文件中注释语句是以文件中注释语句是以“”号开始字符号开始字符串，范围是从串，范围是从“#”号到这一行行尾，不影响文件号到这一行行尾，不影响文件执行。执行。（1 1）VRMLVRML介绍介绍-语言介绍语言介绍 7虚拟现实技术开发方法虚拟现实技术开发方法 VR虚拟现实技术应用项目解决方案第42页例子是在屏幕上建立一个不显示顶面杯状圆柱体#VRML V2.0 utf8#VRML V2.0 utf8Shape Shape appearance Appearance appearance Appearance material Material#material Material#使用默认材质和颜色使用默认材质和颜色 geometry Cylinder geometry Cylinder radius 3radius 3height 6height 6side TRUEside TRUEtop FALSEtop FALSEbottom TRUEbottom TRUE VR虚拟现实技术应用项目解决方案第43页例子是在屏幕上建立一个不显示顶面杯状圆柱体VR虚拟现实技术应用项目解决方案第44页（2 2）工具开发法）工具开发法 7虚拟现实技术开发方法虚拟现实技术开发方法 Virtual WalkThrough Pro Virtual Reality StudioSense WorldToolkitSuperscape VRTVR BASIC QuickTime VREON VR虚拟现实技术应用项目解决方案第45页l liPIXiPIX全景图片全景图片l lPixMakerPixMaker全景图片全景图片l lPhotovistaPhotovista全景图片全景图片（3 3）合成开发法）合成开发法-全景环视及其工具全景环视及其工具 7虚拟现实技术开发方法虚拟现实技术开发方法 VR虚拟现实技术应用项目解决方案第46页PixMaker全景制作 VR虚拟现实技术应用项目解决方案第47页8 虚拟现实应用网站 l l中国虚拟现实秀（中国虚拟现实秀（http:/http:/）l l中国茶叶博物馆（中国茶叶博物馆（http:/ l金臂螳螂金臂螳螂VRMLVRML教程网站（教程网站（http:/tianjin.bei.t-online.de/vrml/VRML_Tutorial/c _index.htmhttp:/tianjin.bei.t-online.de/vrml/VRML_Tutorial/c _index.htm）l lMy GalleryMy Gallery（http:/ lVRMLConvert DocumentationVRMLConvert Documentation软件包软件包 （http:/www.ma.iup.edu/MathDept/Projects/VRMLCo-nvert/http:/www.ma.iup.edu/MathDept/Projects/VRMLCo-nvert/VRMLConvert.htmlVRMLConvert.html）l lVRMLVRML中心网站（中心网站（http:/ lVRMLVRML协会网站（协会网站（http:/www.vrml.org/http:/www.vrml.org/）l lSGISGI企业企业VRMLVRML专业网站（专业网站（http:/ l ModelworksModelworks软件企业主页（软件企业主页（http:/ l l网上故宫（网上故宫（http:/ l l网址为网址为http:/www.http:/www.dmc.dit.ie/guests/eirenet/eirenet/eirenet/thic2dmc.dit.ie/guests/eirenet/eirenet/eirenet/thic2ra.htm ra.htm VR虚拟现实技术应用项目解决方案第50页网上景观展示-中央电视塔景观 l l中央电视塔景观（中央电视塔景观（http:/ l VR虚拟现实技术应用项目解决方案第51页网上景观展示-教具 l l（http:/ democd/MANBODY.HTM）VR虚拟现实技术应用项目解决方案第52页最新最新VRVR虚拟现实技术应用项目虚拟现实技术应用项目处理方案处理方案VR虚拟现实技术应用项目解决方案第53页虚拟现实技术应用虚拟现实技术应用1 1虚拟现实技术发展史虚拟现实技术发展史2 2虚拟现实技术概念虚拟现实技术概念3 3虚拟现实技术特征虚拟现实技术特征4 4虚拟现实系统组成和分类虚拟现实系统组成和分类5 5虚拟现实技术应用领域虚拟现实技术应用领域6 6虚拟现实技术研究现实状况虚拟现实技术研究现实状况7 7虚拟现实技术开发方法虚拟现实技术开发方法8 8虚拟现实技术相关网址虚拟现实技术相关网址VR虚拟现实技术应用项目解决方案第54页1虚拟现实技术发展史 虚拟现实技术（Virtual Reality）简称VR技术，是20世纪末逐步兴起一门综合性信息技术，融合了数字图像处理、计算机图形学、人工智能、多媒体、传感器、网络以及并行处理等多个信息技术分支最新发展结果。VR虚拟现实技术应用项目解决方案第55页1虚拟现实技术发展史l l19291929年，年，Edward LinkEdward Link设设计出用于训练飞行员模计出用于训练飞行员模拟器拟器l l19561956年，年，Morton HeiligMorton Heilig开发出多通道仿真体验开发出多通道仿真体验系统系统Sensorama Sensorama VR虚拟现实技术应用项目解决方案第56页1虚拟现实技术发展史l l19651965年，年，Ivan SutherlandIvan Sutherland发表论文发表论文“Ultimate Ultimate DisplayDisplay”（终极显示）（终极显示）l l19681968年，年，Ivan SutherlandIvan Sutherland研制成功了带跟踪器头盔研制成功了带跟踪器头盔式立体显示器（式立体显示器（Head Head Mounted DisplayMounted Display，HMDHMD）VR虚拟现实技术应用项目解决方案第57页1虚拟现实技术发展史l l19721972年，年，Nolan BushnellNolan Bushnell开发出第一个交互式电子游戏开发出第一个交互式电子游戏Pong Pong l l19771977年，年，Dan SandinDan Sandin、Tom DeFantiTom DeFanti和和Rich SayreRich Sayre研制出第一个数据手套研制出第一个数据手套Sayre GloveSayre Glovel l2020世纪世纪8080年代，美国国家航空航天局（年代，美国国家航空航天局（NASANASA）组织了一系列相关）组织了一系列相关VRVR技术研技术研究究 ：19841984年，年，NASA AmesNASA Ames研究中心研究中心M.McGreevy M.McGreevy 和和J.HumphriesJ.Humphries开发出用开发出用于火星探测虚拟环境视觉显示器；于火星探测虚拟环境视觉显示器；19871987年，年，Jim HumphriesJim Humphries设计了双目全方设计了双目全方位监视器（位监视器（BOOMBOOM）最早原型。）最早原型。VR虚拟现实技术应用项目解决方案第58页1虚拟现实技术发展史l l19901990年，在美国达拉斯召开年，在美国达拉斯召开SiggraphSiggraph会议上，明确提出会议上，明确提出VRVR技术研究主要内容包含实时三维图形生成技术、多传感器技术研究主要内容包含实时三维图形生成技术、多传感器交互技术和高分辨率显示技术，为交互技术和高分辨率显示技术，为VRVR技术发展确定了研究技术发展确定了研究方向。方向。l l从从2020世纪世纪9090年代开始，年代开始，VRVR技术研究热潮也开始向民间高科技术研究热潮也开始向民间高科技企业转移。著名技企业转移。著名VPLVPL企业开发出第一套传感手套命名为企业开发出第一套传感手套命名为“DataGlovesDataGloves”，第一套，第一套HMDHMD命名为命名为“EyePhonesEyePhones”。l l进入进入2121世纪后，世纪后，VRVR技术更是进入软件高速发展时期，技术更是进入软件高速发展时期，一些有代表性一些有代表性VRVR软件开发系统不停在发展完善，如软件开发系统不停在发展完善，如MultiGen VegaMultiGen Vega、OpenSceneGraphOpenSceneGraph、VirtoolsVirtools等。等。VR虚拟现实技术应用项目解决方案第59页2虚拟现实技术概念 虚拟现实技术是指利用计算机生成一个模拟环境，并经过各种专用设备使用户“投入”到该环境中，实现用户与该环境直接进行自然交互技术。VR虚拟现实技术应用项目解决方案第60页2虚拟现实技术概念 经典经典VRVR系统主要系统主要由计算机软、硬件由计算机软、硬件系统（包含系统（包含VRVR软件软件和和VRVR环境数据库）环境数据库）和和VRVR输入、输出设输入、输出设备等组成。备等组成。VR虚拟现实技术应用项目解决方案第61页3虚拟现实技术特征虚拟现实技术特征VR技术三角形 l交互性交互性（InteractivityInteractivity）l沉醉感沉醉感 （ImmersionImmersion）l想象力想象力（ImaginationImagination）VR虚拟现实技术应用项目解决方案第62页3虚拟现实技术特征虚拟现实技术特征VR技术交互性：l l指用户对虚拟环境中对象可操作程度和从虚拟环指用户对虚拟环境中对象可操作程度和从虚拟环境中得到反馈自然程度（包含实时性）。境中得到反馈自然程度（包含实时性）。l l主要借助于各种专用设备（如头盔显示器、数据主要借助于各种专用设备（如头盔显示器、数据手套等）产生，从而使用户以自然方式如手势、手套等）产生，从而使用户以自然方式如手势、体势、语言等技能，如同在真实世界中一样操作体势、语言等技能，如同在真实世界中一样操作虚拟环境中对象。虚拟环境中对象。VR虚拟现实技术应用项目解决方案第63页3虚拟现实技术特征虚拟现实技术特征VR技术沉醉感：l l又称临场感，是指用户感到作为主角存在于虚拟又称临场感，是指用户感到作为主角存在于虚拟环境中真实程度。环境中真实程度。l lVRVR技术最主要特征。技术最主要特征。l l影响沉醉感主要原因包含多感知性、自主性、三影响沉醉感主要原因包含多感知性、自主性、三维图像中深度信息、画面视野、实现跟踪时间或维图像中深度信息、画面视野、实现跟踪时间或空间响应及交互设备约束程度等空间响应及交互设备约束程度等 。VR虚拟现实技术应用项目解决方案第64页3虚拟现实技术特征虚拟现实技术特征VR技术想象力：l l指用户在虚拟世界中依据所获取各种信息和本身指用户在虚拟世