[计算机]虚拟现实技术特点及常用硬件.doc

浅谈虚拟现实技术特点，组成和分类。常用的虚拟现实软件，硬件和优缺点。一：虚拟现实技术特点:多感知性（Multi-Sensory） 所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉感知、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。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。由于相关技术，特别是传感技术的限制，目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。浸没感（Immersion） 又称临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假，使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中，该环境中的一切看上去是真的，听上去是真的，动起来是真的，甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的，如同在现实世界中的感觉一样。交互性（Interactivity） 指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度（包括实时性）。例如，用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体，这时手有握着东西的感觉，并可以感觉物体的重量，视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。构想性（Imagination） 强调虚拟现实技术应具有广阔的可想像空间，可拓宽人类认知范围，不仅可再现真实存在的环境，也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。 由于浸没感、交互性和构想性三个特性的英文单词的第一个字母均为I，所以这三个特性又通常被统称为3I特性。 一般来说，一个完整的虚拟现实系统由虚拟环境、以高性能计算机为核心的虚拟环境处理器、以头盔显示器为核心的视觉系统、以语音识别、声音合成与声音定位为核心的听觉系统、以方位跟踪器、数据手套和数据衣为主体的身体方位姿态跟踪设备，以及味觉、嗅觉、触觉与力觉反馈系统等功能单元构成。二：虚拟现实技术组成和分类:1、虚拟现实技术组成： 1、效果发生器。效果发生器是完成人与虚拟环境交互的硬件接口装置，包括人们产生现实沉浸感受到的各类输出装置，例如头盔显示器、立体声耳机；还包括能测定视线方向和手指动作的输入装置，例如头部方位探测器和数据手套等 2、实景仿真器。实景仿真器是虚拟现实系统的核心部分，它实际上是计算机软硬件系统，包括的软件开发工具及配套硬件组成，其任务是接受和发送效果发生器产生或接收的信号。 3、应用系统。应用系统是面向不同虚拟过程的软件部分，它描述虚拟的具体内容，包括仿真动态逻辑、结构，以及仿真对象及之间和仿真对象与用户之间交互关系。4、几何构造系统。它提供描述仿真对象物理属性，例如形状、外观、颜色、位置等信息，应用系统在生成虚拟世界时，需要这些信息。 2：虚拟现实技术的分类虚拟现实是多种技术的综合，其关键技术和研究内容包括以下几个方面：1、 环境建模技术即虚拟环境的建立，目的是获取实际三维环境的三维数据，并根据应用的需要，利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。2、 立体声合成和立体显示技术在虚拟现实系统中消除声音的方向与用户头部运动的相关性，同时在复杂的场景中实时生成立体图形。3、 触觉反馈技术在虚拟现实系统中让用户能够直接操作虚拟物体并感觉到虚拟物体的反作用力，从而产生身临其境的感觉。4、 交互技术虚拟现实中的人机交互远远超出了键盘和鼠标的传统模式，利用数字头盔、数字手套等复杂的传感器设备，三维交互技术与语音识别、语音输入技术成为重要的人机交互手段。5、 系统集成技术由于虚拟现实系统中包括大量的感知信息和模型，因此系统的集成技术为重中之重：包括信息同步技术、模型标定技术、数据转换技术、识别和合成技术等等。三：虚拟现实系统中，硬件设备由三部分组成：输入设备，输出设备，虚拟世界生成设备1：输入设备分为两类：（1）基于自然的交互设备，用于对虚拟世界信息的输入（如数据手套，数据衣，三维控制器，三维扫描仪）（2）三维定位跟踪设备，用于对输入设备在三维空间中的位置进行判断，并送入虚拟现实系统中。2：虚拟世界输出设备：感知设备将虚拟世界中各种感知信号转变为人所能接受的多通道刺激信号。（1）视觉感知设备（2）听觉感知设备（3）触觉（力觉）感知设备3：虚拟世界生成设备：现有的虚拟现实系统主要考虑视觉通道，因此对虚拟现实生成设备提出了一下要求，主要对帧频和延迟时间的要求，计算能力和场景复杂性。四：虚拟现实的软件Cult3D与其它软件兼容性不好，功能不强大，可以做一些小型产品展示，如果是专业领域不推荐使用。Virtools 功能非常强大的游戏和虚拟现实开发工具! Virtools是一套整合软件，可以将现有常用的档案格式整合在一起，如3D的模型、2D图形或是音效等。Virtools是一套具备丰富的互动行为模块的实时3D环境虚拟实境编辑软件，可以制作出许多不同用途的3D产品，如网际网络、计算机游戏、多媒体、建筑设计、交互式电视、教育训练、仿真与产品展示等 。VR-Platform 三维互动仿真平台, 目标是:低成本、高性能,让VR从高端走向低端,从神坛走向平民. （vrpwebmax主要定位在房地产，交互性不是很好，但是能满足最基本的漫游，360观看等功能）Quest3D 一歀极为优秀之VR制作工具. Quest3D是一个容易且有效的实时3D建构工具。比起其它的可视化的建构工具，如网页、动画、图形编辑工具来说，Quest3D能在实时编辑环境中与对象互动。Quest3D提供您一个建构实时3D的标准方案。Quest3D支持的导入文件格式也很多，.X、.3DS(for 3DSMAX)、.LWO(LightWave 5.x object)、.MOT(LightWave 5.x motion)、.LS(Lightscape)等，另有如MP3、WAV、TGA、JPG等常用格式，基本满足所有的日常应用。使用Quest3D，你就能轻松的创建出强大而且弦丽的图形应用程序了。EON Studio主要应用在电子商务营销数字学习教育训练与建筑空间等领域。研发步骤包括输入 3D 对象，通常这些对象会先由 3D 绘图软件完成，如3D Studio MAX、Lightwave 等等，或者 CAD 应用软件如 ArchiCAD、ProENGINEER、AutoCAD 等。输入模型后，就可以透过 EON 视觉图型化程序接口、Scripting 或 C+程序代码轻易让模型加上动作。Converse3D包括场景节点管理、资源管理、角色动画、Mesh物体生成、3dsmax数据导出模块、粒子系统、LOD 地形、用户界面（GUI）、服务器等模块。各模块之间结合紧凑，使整个引擎性能高效而稳定。WireFusion 专业实时Web3D软件, 无需