信息技术拓展模块-单元十七虚拟现实电子课件 中职 高二 高教版

虚拟现实 Virtual Reality POWERPOINT 单元十七 目 录 CONTENTS 01 02 03 虚拟现实概述 虚拟现实的关键技术 虚拟现实的应用 虚拟现实概述 Overview of virtual reality 01 任务一 虚拟现实概述 虚拟现实的概念 虚拟现实技术是20世纪90年代以来兴起的一种新型信息技术，它与多媒体、网络技术并称为三大前景最好的计算机技术。它以计算机技术为主，利用并综合三维图形动画技术、多媒体技术、仿真技术、传感技术、显示技术、伺服技术等多种高科技的最新发展成果，利用计算机等设备来产生一个逼真的三维视觉、触觉、嗅觉等多种感官体验的虚拟世界，从而使处于虚拟世界中的人产生一种身临其境的感觉。 在这个虚拟世界中，人们可直接观察周围世界及物体的内在变化，与其中的物体之间进行自然的交互，并能实时产生与真实世界相同的感觉，使人与计算机融为一体。与传统的模拟技术相比，VR技术的主要特征是：用户能够进入一个由计算机系统生成的交互式的三维虚拟环境中，可以与之进行交互。参与者通过与仿真环境的相互作用，并利用人类本身对所接触事物的感知和认知能力，启发思维，全方位地获取事物的各种空间信息和逻辑信息。 任务一 虚拟现实概述 虚拟现实的概念 任务一 虚拟现实概述 虚拟现实的概念 典型的VR系统主要由计算机、输入输出设备、应用软件系统及数据库组成。 1.计算机 在VR系统中，计算机用于虚拟世界的生成和人机交互的实现。由于虚拟世界本身具有高度复杂性，尤其在某些应用中，如航空航天世界的模拟、大型建筑物的立体显示、复杂场景的建模等，使得生成虚拟世界所需的计算量极为庞大，因此对VR系统中计算机的配置提出了极高的要求。 2.输入输出设备 在VR系统中，为了实现人与虚拟世界的自然交互，必须采用特殊的输入输出设备，以识别用户各种形式的输入，并实时生成相应的反馈信息。 任务一 虚拟现实概述 虚拟现实的概念 3.应用软件系统及数据库 VR的应用软件系统可实现的功能包括虚拟世界中物体的几何模型、物理模型、行为模型的建立，三维虚拟立体声的生成，模型管理技术及实时显示技术，虚拟世界数据库的建立与管理等。虚拟世界数据库主要用于存放整个虚拟世界中所有物体的各个方面的信息。 虚拟现实系统的特征 VR技术有3个主要特征，即沉浸性（immersion）、交互性（interactivity）和想象性（imagination）。 1.沉浸性 沉浸性是指用户感受到被虚拟世界包围，好像完全置身于虚拟世界中一样。 任务一 虚拟现实概述 虚拟现实系统的特征 任务一 虚拟现实概述 虚拟现实系统的特征 1.沉浸性 VR技术最主要的技术特征是让用户觉得自己是计算机系统所创建的虚拟世界中的一部分，使用户由观察者变成参与者，沉浸其中并参与虚拟世界的活动。理想的虚拟世界应该达到使用户难以分辨真假的程度，甚至超越真实，实现比现实更逼真的照明和音响效果。 2.交互性 交互性的产生主要借助于VR系统中的特殊硬件设备（如数据手套、力反馈装置等），使用户能通过自然的方式产生同在真实世界中一样的感觉。 任务一 虚拟现实概述 虚拟现实系统的特征 3.想象性 想象性是指虚拟的环境是人想象出来的，同时这种想象能体现出设计者相应的思想，因而可以用来实现一定的目标。因此，VR技术不仅仅是一个媒体或一个高级用户界面，同时还是为解决工程、医学、军事等方面的问题而由开发者设计出来的应用软件。 虚拟现实系统的发展历程 虚拟现实的发展历程一共可以分为4个阶段。 1.酝酿阶段 1929年，美国发明家爱德华·林克（Edward Link）设计出了一款机械飞行模拟器，让乘坐者感觉和坐在真实飞机中操控是一样的，其主要用于在室内环境下训练飞行员。 任务一 虚拟现实概述 虚拟现实系统的发展历程 1956年，电影导演莫顿·海利希（Morton Heilig）为了能够实现“为观众创造一个终极的全景体验”的梦想，开发了多通道仿真体验系统Sensorama。这是一台能供1～4人使用并满足72%视野范围的3D视频机器，其外观看起来更像是一台街头游戏机，Morton Heilig将其称为“体验剧院”。 2.萌芽阶段 1968年，被誉为“计算机图形学之父”的伊凡·苏泽兰（Ivan Sutherland）设计了第一款头戴式显示器，并以自己的名字为其命名。Sutherland 的诞生，标志着头戴式虚拟现实设备与头部位置追踪系统的确立，并为现今的虚拟技术奠定了坚实基础。受到当时硬件技术的限制，Sutherland无法独立穿戴，必须在天花板上搭建支撑杆。 任务一 虚拟现实概述 虚拟现实系统的发展历程 1972年，美国企业家诺兰·布什内尔（Nolan Bushell)开发出第一款交互式电子游戏《Pong（乒乓)》。这是一款规则