虚拟现实简答题答案

1 虚拟现实基本概念 基本类型及三个重要特点是什么 虚拟现实基本概念 基本类型及三个重要特点是什么 虚拟现实 Virtual Reality 简称 VR 是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境 具体地 说 就是采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视 听 触觉一体化的特定范 围的虚拟环境 用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用 相 互影响 从而产生亲临等同真实环境的感受和体验 由计算机系统产生的 相对于实环境 的 并有人的操作和参与而形成的一种虚构的 视觉上的 听觉上的 感觉上 嗅觉上的 存在 是一种物理意义上的人机交互和抽象组合 虚拟现实系统的四大类 桌面虚拟现实系统 临境虚拟现实系统 增强型的虚拟现实系统 分布式虚拟现实系统 三个基本特征 临境 immersion 交互性 interactivity 想象 imagination 沉浸感 Iimmersion 是指用户作为主角存在于虚拟环境中的真实程度 理想的虚拟环境应该 达到使用户难以分辨真假的程度 甚至超越真实 如实现比现实更逼真的照明和音响效果 等 交互性 Iinteraction 是指用户对虚拟环境内的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 想象 Imagination 是指用户沉浸在多维信息空间中 依靠自己的感知 和认知能力全方位地获取知识 发挥主观能动性 寻求解答 形成新的概念 2 简述虚拟现实系统的关键技术 主要建模方法 简述虚拟现实系统的关键技术 主要建模方法 关键技术 虚拟现实是多种技术的综合 包括实时三维计算机图形技术 广角 宽视野 立体显示技术 对观察者头 眼和手的跟踪技术 以及触觉 力觉反馈 立体声及语音输 入输出技术 虚拟环境建模技术等 1 三维真实感图象的实时生成 VR 系统要对参与者的行为反应灵敏 并保持内部的一致性 和连贯性 保证显示图象的 更新率 能满足目标的要求 2 大视野立体显示技术 通过配戴头盔给人身临其境的感觉 画面围绕着参与者 3 位置跟踪器 检测到参与者的物理位置和取向 以便输入到计算机中去产生虚拟境界中 相应的图象和声音 4 立体声的产生 真实而且准确 注意声音的方向感 5 虚拟环境建模 设计出参与者在一种虚拟境界中会遇到的景物 包括物体建立几何模型 附加信息 主要建模方法 基于几何和图像的建模 虚拟对象的物理特性建模与行为建模 3 给出虚拟现实系统的体系结构 硬件配置示意图及其作用 给出虚拟现实系统的体系结构 硬件配置示意图及其作用 虚拟现实技术的体系结构分为硬件和软件两种体系结构 硬件 虚拟世界生成 感知设备 跟踪和交互 软件 虚拟环境生成 碰撞检测 仿真控制等 虚拟现实技术的体系结构分为分布式虚拟现实和非分布式虚拟现实两种体系结构 分布式 虚拟现实系统是一个支持多人实时通过网络进行交互的虚拟现实系统 每个用户在一个 VR 环境中通过联网的计算机与其他用户进行交互 非分布式虚拟现实系统结构是一个事件驱 动 按照一组规则来处理并发事件的虚拟现实系统 将单个的虚拟世界分解成多个可以在 不同的处理器上执行 并通过消息传递相互通信的 Client Server 进程 作用 1 虚拟现实生成设备 是一台或多台高性能计算机 是带有图形加速器和多条图形输出流水线的高性能图形计 算机 2 感知设备 感知设备是指将虚拟世界各类感知模型转变为人能接受的多通道刺激信号的设备 然而 相对成熟的感知信息和生产和检测技术仅有视觉 听觉和力觉三种通道 3 跟踪设备 跟踪设备用于跟踪并检测位置和方位 实现虚拟现实系统中人机交互操作 4 基于自然方式的人机交互设备 应用手势 体势 眼神以及自然语言的人机交互设备 常见的有数据手套 数据衣服 眼球跟踪器及语音综合识别装置 4 简述虚拟现实系统的实现方法 简述虚拟现实系统的实现方法 虚拟现实利用计算机技术生成逼真的 具备视 听 触 嗅 味等多种感知的虚拟环境 它借助于计算机生成一个三维空间 通过将用户置身于该环境中 借助轻便的多维输入输 出设备 如跟踪器 头盔显示器 眼跟踪器 三维输入设备和传感器等 和高速图形计算机 并根据由此而产生的一种身临其境的感觉 去感知和研究客观世界的变化规律 5 给出纹理映射的基本原理和纹理的分类 给出纹理映射的基本原理和纹理的分类 解释纹理混合贴图 解释纹理混合贴图 Texture Blending 技术 技术 纹理映射的基本原理纹理映射的基本原理 纹理生成过程实质上是将所定义的纹理映射为反映某种三维景物表面 的属性 并参与后续的光照明计算 纹理的分类 纹理的分类 根据纹理定义域的不同 纹理可分为二维纹理和三维纹理 基于纹理的表现 形式 纹理又可分为颜色纹理 几何纹理和过程纹理三大类 关键问题 关键问题 建立映射 减少形变 走样 合成纹理 剔除纹理图象中的光照效果 纹理映射贴图 纹理映射贴图 将纹理图像贴在简单物体的几何表面 以近似描述物体表面的纹理细节 加强真实性 实际上是利用二维平面图代替三维模型的局部 一个真实的地形 一般不会只拥有单独样式的地貌 可能会依照不同的高度 坡度等因素 而有不同地表外貌的呈现 综合考虑两个因素 坡度和高度 来计算各个类型的地形所占 的比例用高度因子 elevation factor 来衡量高度因素的影响 用坡度因子 slope factor 来衡量 坡度因素的影响 根据特定点的高度值和法线向量计算高度因子和坡度因子 然后相乘得 到总的衡量因子 注意对于一个特定点 衡量因子是有多个的 个数为地形纹理类型的个 数 最后把原始的 RGB 值分别乘上这些衡量因子 再加起来 得到新的 RGB 值 这就是所 谓的纹理混合 这样就得到了新的纹理 6 简述一般 简述一般 3D 动画的制作过程和人体动画设计的特点与方法动画的制作过程和人体动画设计的特点与方法 3D 动画的制作过程 动画的制作过程 1 故事设计 收集资料 形象设计 2 模型的创建 Modeling 3 材质 贴图的创建 4 灯光的创建 动画前准备 如皮肤骨骼系统设定 5 动画设置 调节 6 渲染 7 后期合成 结果 人体动画设计的特点与方法人体动画设计的特点与方法 人体动画 通过计算机实现人体造型和模拟人体行为的计算机动画技术 人体动画最早出现在 20 世纪 80 年代 先后经历了三个模型设计阶段 棍棒图模型 曲面 模型 体模型 人体动画 通过计算机实现人体造型和模拟人体行为的计算机动画技术 先后经历了三个模型设计阶段 棍棒图模型 曲面模型 体模型 采用直接产生肌肉外部 皮肤表面模型来模拟肌肉变形的方法 以及直接对肌肉和骨骼进行造型的方法 实现人类 运动相关性和肌肉效果的模拟 人体动画的研究涉及人体的构造 基于运动的人体形状变形 面部动画 人体运动模拟等 领域 随着技术的进步 人体动画在很多领域得到了发展 正逐渐走向实用性阶段 被广 泛的应用于影视特技 体育训练和医疗卫生领域 技术 技术 计算机动画 关键桢技术 具有关节形状 运动学仿真 动力学仿真 空间与时间 约束 7 给出常用的表情动画技术方法 给出常用的表情动画技术方法及基本原理及基本原理 表情动画技术 关键帧插值关键帧插值 关键帧插值法是最简单常用的脸部动画控制方法 参数法 参数法 参数法是由 Parke 提出的 这种方法通过改变一组参数的值来产生人脸表情 基于肌肉的物理方法 基于肌肉的物理方法 脸部肌肉的运动则是引起表情产生的主要动力 伪肌肉变形 伪肌肉变形 表演驱动 表演驱动 利用从表演者的实际运动数据控制计算机生成的动画人物 Morphing 变形 方法 变形 方法 Morphing 是把已有的影像转换成另一种影像的技术 基本原理 8 给出非真实感图形渲染的分类 给出非真实感图形渲染的分类 按绘制风格 1 科学可视化 2 技术绘图 3 铅笔 钢笔画插图和线条画 4 艺术绘图 5 卡通渲 染 9 简述公告板 简述公告板 Bill Boarding 技术及实现的关键 技术及实现的关键 公告牌技术 即 billboard 技术 在 3D 游戏中有着广泛的应用 它的本质就是用预先做好 的几幅位图来代替 3D 物体 极大地节省资源和提高速度 具体来说 该技术使用两个三 角形组成的矩形来显示一个位图 在显示过程中这个矩形面板根据摄像机的观察角度和位 置而变化 当采用正交投影时 显示出来的图形将不具有纵深感 不会随着距离的远近而 产生缩放 实现关键 1 在合适的地方 朝合适的方向放位置一面 公告牌 这个公告牌 其实是 一个共面四边形 一般使用矩形 2 把位图贴到矩形上 10 简述运动捕捉系统原理 运动捕捉分类 组成及常用的运动捕捉技术 简述运动捕捉系统原理 运动捕捉分类 组成及常用的运动捕捉技术 原理 原理 运动捕捉系统是一种用于准确测量运动物体在三维空间运动状况的高技术设备 它 基于计算机图形学原理 通过排布在空间中的数个视频捕捉设备将运动物体 跟踪器 的 运动状况以图象的形式记录下来 然后使用计算机对该图象数据进行处理 得到不同时间 计量单位上不同物体 跟踪器 的空间坐标 X Y Z 分类 分类 从应用角度来看 表演动画系统主要有表情捕捉和身体运动捕捉两类 从实时性来 看 可分为实时捕捉系统和非实时捕捉系统两种 组成 组成 传感器 信号捕捉设备 数据传输设备 数据处理设备 常用技术 常用技术 机械式运动捕捉 声学式 电磁式 光学式 11 简述增强现实技术 借助必要的设备 通过计算机系统提供的信息场景中 简述增强现实技术 借助必要的设备 通过计算机系统提供的信息场景中 从而实现对现实的从而实现对现实的 增强增强 增强现实 AR 也被称之为混合现实 它通过电脑技术 将虚拟的信息应用到真实世界 真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在 增强现实提供了在 一般情况下 不同于人类可以感知的信息 它不仅展现了真实世界的信息 而且将虚拟的信 息同时显示出来 两种信息相互补充 叠加 在视觉化的增强现实中 用户利用头盔显示 器 把真实世界与电脑图形多重合成在一起 便可以看到真实的世界围绕着它 增强现实借助计算机图形技术和可视化技术产生现实环境中不存在的虚拟对象 并通过传 感技术将虚拟对象准确 放置 在真实环境中 借助显示设备将虚拟对象与真实环境融为 一体 并呈现给使用者一个感官效果真实的新环境 因此增强现实系统具有虚实结合 实 时交互 三维注册的新特点 12 什么是多通道环幕 立体 投影系统 什么是多通道环幕 立体 投影系统 多通道环幕 立体 投影系统是指采用多台投影机组合而成的多通道大屏幕展示系统 它 比普通的标准投影系统具备更大的显示尺寸 更宽的视野 更多的显示内容 更高的显示 分辨率 以及更具冲击力和沉浸感的视觉效果 该系统可以应用于教学 视频播放 电影 播放 现在好多影院采用这种方式 等 13 简