虚拟现实VR概念、组成、分类、技术应用及现状发展趋势分析课件.pptx

1、虚拟现实（VR）技术应用CONTENTS01VR的概念03VR的系统组成05VR的分类07VR的应用领域02VR的特性04VR的关键技术06VR的现状08VR的发展趋势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（S t a n l e y G.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，

2、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（Morton Heilig）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（I v a n Sutherlan）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

3、实技术概念和理论产生的初期阶段1 9 7 5 年，迈 隆 克 鲁 格（Myron Krueger）设计了 VIDEOPLACE系统,可以产生一个虚拟图形环境。1 9 8 5 年，麦 克 格 雷 维（Michael McGreevy）领导完成的 VIEW 系统。VR的概念-发展历程Myron Krueger（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 Sega VR-1 和Virtual Boy，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

4、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Google CardBoard，三星发布 Gear VR。2016 年苹果发布了为 View-Master 的 VR 头盔。另外 HTC 的 HTC Vive、索尼的 PlayStationVR 也相继出现。VR的概念-定义虚拟现实（虚拟现实（VirtualReality），简称），简称VR，也称，也称灵境技术或人工环境，是利用电脑模拟产生灵境技术或人工环境，是利用电脑模拟产生一个三一个三维维空间的

5、虚拟世界，提供空间的虚拟世界，提供使用者使用者关于关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三观察三维维空间内的事物。空间内的事物。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（Immersion）利用三维立体图像，给人一种身临其境的感觉。构想性（Imagination）使用户沉浸其中并且获取

6、新的知识，提高感性和理性认识。VR的特性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的关键技术2.广角立体显示4.对使用者头和眼的跟踪6.跟踪头部运动的虚拟现实头套3.立体声5.触觉与力觉反馈7.语音输入输出1.实时三维计算机图形技术VR的关键技术05VR的分类沉浸式沉浸式VR系统系统Immersive VR 桌面式桌面式VR系统系统Desktop VR VR分类分布式分布式VR系统系统Distributed VR 增强式增强式VR系统系统Augmented VRVR的分类l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

7、（DesktopVR）l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l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。l使用者是不完全投入的，仍然会受到周围现实环境的干扰。l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）l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l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。l借助计算机图形技术和可

8、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）l具有虚实结合、实时交互和三维注册的新特点。VR的分类l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。l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VR系统（DistributedVR）l位于不同物理环境位置的多个用户或多个虚拟环境通过网络相连接，使多个用户同时参加一个虚拟现实环境。VR的分类l与其他用户进行交互，共享信息，并对同一虚拟世界进行观察和操作。06VR的现状l 美国是虚拟现实技术研究的发源

9、地，其研究水平基本就代表国际虚拟现实发展的水平。国外现状l 在欧洲，英国在VR开发的某些方面，特别是分布并行处理、辅助设备（包括触觉反馈）设计和应用研究方面是领先的。VR的现状l 日本的虚拟现实技术的发展在世界相关领域的研究中同样具有举足轻重的地位VR的现状l 我国虚拟现实技术研究起步较晚，与发达国家还有一定的差距。国内现状l 根据我国的国情，九五规划、国家自然科学基金会、国家高技术研究发展计划已将虚拟现实技术的研究列为重点研究项目。l 目前，我国虚拟现实技术在城市规划、教育培训、文物保护、医疗、房地产、因特网、勘探测绘、生产制造和军事航天等数十个重要的行业得到广泛的应用。07VR的应用领域军

10、事领域医疗领域教育领域制造业VR的应用领域商业文化艺术领域VR的应用领域军事领域虚拟战场虚拟航空母舰VR的应用领域医疗领域虚拟人体胸部结构虚拟腹腔镜手术虚拟神经外科手术VR的应用领域教育领域虚拟零件安装培训洞穴式虚拟工程漫游西南交通大学虚拟校园一角思科公司的篮球馆VR的应用领域文化艺术领域（名胜古迹）虚拟故宫虚拟天坛虚拟故宫VR的应用领域文化艺术领域（名胜古迹）埃及神庙圆明园西洋景区的数字重建初步结果VR的应用领域文化艺术领域（影视）电影院场景国产VR系列剧幻城VR的应用领域文化艺术领域（虚拟游戏）VR射击游戏VR竞速游戏VR的应用领域制造业汽车制造零件模拟装配VR的应用领域商业虚拟试衣间虚拟广告（AR）VR的应用领域商业虚拟样板间08VR的发展趋势智能化语音虚拟现实建模动态环境建模技术新型人机交互设备的研制实时三维图形生成和显示技术网络分布式虚拟现实技术的研究与应用VR的发展趋势感谢聆听THANKYOU