虚拟现实技术概述课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《虚拟现实技术概述课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 虚拟现实 技术 概述 课件
- 资源描述:
-
1、第六讲第六讲 三维建模技术及软件三维建模技术及软件1 三维建模技术及软件三维建模技术及软件2 视觉实时动态绘制技术视觉实时动态绘制技术3 三维虚拟声音技术三维虚拟声音技术4 人机自然交互技术人机自然交互技术5 物理仿真技术物理仿真技术6 三维全景技术三维全景技术7 虚拟现实开发软件工具集虚拟现实开发软件工具集1 三维建模技术及软件三维建模技术及软件1.1 几何建模技术几何建模技术1.2 行为建模技术行为建模技术1.3 虚拟现实的建模软件虚拟现实的建模软件1 三维建模技术及软件三维建模技术及软件1.1 几何建模技术1、技术指标 几何建模技术的研究对象是对物体几何信息的表示与处理。涉及表式几何信息
2、的数据结构及相关的构造与操纵该数据结构的算法。评价一个虚拟环境建模技术水平的三个常用指标是:交互式显示能力、交互式操纵能力和易于构造的能力。图像必须每秒更新20次以上才能使用户产生连续的视觉,因此模型的表示还必须便于快速构造和显示,这同时也是对行为建模技术的要求。1 三维建模技术及软件三维建模技术及软件1.1 几何建模技术2、建模方法几何建模方法包括体素和结构两个方面,按其结构分为:层次建模法利用树形结构来表示物体的各个组成部分,不仅提供了一种简便自然的分割复杂物体的方法,而且对模型的修改也十分有利。对物体结构的自然描述,易于显示。属主建模法 让同一种对象拥有同一个属主,属主包含了该类对象的详
3、细结构。当要建立某个属主的一个实例时,只要复制指向属主的指针即可。简单高效、易于修改、一致性好1 三维建模技术及软件三维建模技术及软件1.2 行为建模技术 几何建模是虚拟环境建模的基础,行为建模体现了它的特征1、运动学法 通过几何变换如平移和旋转等来描述运动。在运动控制中,无需知道物体的物理属性。在关键帧动画中,运动是通过显示指定几何变换来实施的,内插帧可用各种插值技术来完成,如线性插值、三次样条插值等。2、动力学仿真法 运用物理定律而非几何变换来描述物体的运动,通过物体的质量和惯性、力和力矩以及其他物理作用计算出来。更适于物体间交互作用较多的虚拟环境建模。1 三维建模技术及软件三维建模技术及
4、软件1.3 虚拟现实的建模软件1、3ds Max 美国Autodesk公司推出的功能强大的三维设计软件包,它集三维建模、材质制作、灯光设定、摄像机使用、动画设置及渲染输出于一身,提供了三维动画及静态效果图全面完整的解决方案。2、MAYA 也是由Autodesk公司出品的一款顶级建模、动画、特效和渲染软件,在电影、大型游戏、数字出版、广播电视节目制作等方面更胜一筹。3、Creator MultiGen-Paradigm公司出品的交互式三维建模软件,拥有多边形建模、矢量建模、大面积地形精确生成等功能,不仅能够创建三维地形和模型,而且可以高效、最优化地生成实时三维数据库。2 视觉实时动态绘制技术视觉
5、实时动态绘制技术 2.1 实时动态绘制技术的基本原理实时动态绘制技术的基本原理2.2 基于图形的实时动态绘制技术基于图形的实时动态绘制技术2.3 基于图像的实时动态绘制技术基于图像的实时动态绘制技术2 视觉实时动态绘制技术视觉实时动态绘制技术 2.1 实时动态绘制技术的基本原理v 实时动态绘制技术是指利用计算机为用户提供一个能从任意视点及方向实时观察三维场景的手段,所期望的是图像帧速高而等待时间短。v 当生成虚拟环境的视图时,必须要设计出好的数据空间和视频图像,使计算机系统尽快运行,每秒生成足够数量的新帧,从而保证系统刷新频率不低于2030帧/秒。v 等待时间是实时动态绘制技术的另一个关键指标
6、,它指用户动作的开始与在显示器上出现对这一动作的响应反馈之间的时长。2 视觉实时动态绘制技术视觉实时动态绘制技术 2.2 基于图形的实时动态绘制技术1、场景分块(World Subdivision)指把一个复杂的场景划分为多个相互之间几乎或完全不可见的子场景。这样系统就能大量地减少在某一时刻需要显示的多边形数目,从而有效降低可视场景的复杂度。2、可见消隐(Visibility Culling)基于给定的视点和视线方向,决定场景中哪些物体的表面是可见的,哪些是被遮挡而不可见的。使用此方法能使系统仅显示用户当前能“看见”的场景,与用户的视点关系密切。3、细节选择(Level of Detail)为
7、每个物体建立多个相似的模型,不同模型对物体的细节描述不同。对物体细节的选择越精确,模型也就越复杂。2 视觉实时动态绘制技术视觉实时动态绘制技术 2.3 基于图像的实时动态绘制技术 用图像合成代替几何建模来创建复杂的场景,不但真实感强,而且整个过程都可以在二维空间中进行,其绘制时间不取决于场景的复杂度,而只与显示分辨率有关。制作全景图就是这样一种方法。3 三维虚拟声音技术三维虚拟声音技术 三维虚拟声音与人们熟悉的立体声音有所不同。所谓的立体声虽然有左右声道之分,但就整体效果而言,立体声来自听者面前的某个平面,而三维虚拟声音则是来自围绕听者双耳的一个球形中的任何地方,即声音出现在头的上方、后方或前
8、方。3 三维虚拟声音技术三维虚拟声音技术3.1 三维虚拟声音的特征三维虚拟声音的特征3.2 头部相关传递函数头部相关传递函数3.3 语音合成技术语音合成技术3 三维虚拟声音技术三维虚拟声音技术3.1 三维虚拟声音的特征v全向三维定位特性(3D Steering)指在三维虚拟环境中把实际声音信号定位到特定虚拟声源的能力。v三维实时跟踪特性(3D Real-Time Localization):指在三维虚拟环境中实时跟踪虚拟声源位置变化或虚拟影像变化的能力。只有声音效果与实时变化的视觉相一致,才可能产生视觉与听觉的叠加和同步效应。举例说明3 三维虚拟声音技术三维虚拟声音技术3.2 头部相关传递函数
9、v 首先通过测量外界声音与鼓膜上声音的频谱差异,获得了声音在耳部附近发生的频谱成形,随后利用这些数据对声波与人耳的交互方式进行编码,得出相关的一组传递函数,并确定出两耳的信号传播延迟特点,以此对声源进行定位。v 通常在VR系统中,当无回声的信号由这组传递函数处理后,再通过与声源缠绕在一起的滤波器驱动一组耳机,就可以在传统的耳机上形成有真实感的三维声音了。由于这组传递函数与头部有关,故被称为头部相关传递函数(Head-Related Transfer Function,HRTF)。v HRTF可看做是声源在人体周围位置与人体特征的函数,当获得的HRTF能准确描述某个人的听觉定位过程时,利用它就能
10、够虚拟在线真实的声音场景。3 三维虚拟声音技术三维虚拟声音技术3.3 语音合成技术v语音合成技术是从语音参数出发,先通过A/D转换将语音数字化,经过数字处理和运算,然后再通过D/A转换而输出语音的。v将语音合成与语音识别技术结合起来,还可以使用户与计算机所创建的虚拟环境进行简单的语音交流,这在VR环境中具有突出的应用价值。4 人机自然交互技术人机自然交互技术 4.1 手势识别技术手势识别技术4.2 面部表情识别技术面部表情识别技术4.3 眼动跟踪技术眼动跟踪技术4 人机自然交互技术人机自然交互技术4.1 手势识别技术(Gesture Recognition)v 将虚拟世界中常用的指令定义出了一
11、系列的手势集合,利用这些手势,参与者可以执行诸如导航、拾取物体、释放物体等操作。v 手势语言使用户可以自始至终地采用同一种输入设备(通常是数据手套)与虚拟世界进行交互,将用户的注意力主要集中于虚拟世界,降低对输入设备的额外关注。4 人机自然交互技术人机自然交互技术4.2 面部表情识别技术(Face Detection&Recognition)计算机面部表情的识别技术的三个步骤:1、面部表情的跟踪 为了识别表情,首先要将表情信息从外界摄取回来。现阶段,跟踪面部表情的装置和方法不一。Sim-Graphics开发的虚拟演员系统(VActor)。通过摄像机拍摄用户的面部表情,然后利用图像分析和识别技术
展开阅读全文