虚拟现实发展趋势99.ppt

虚拟现实的发展，虚拟地理环境分布式虚拟现实系统增强现实，首先，虚拟地理环境，地理虚拟现实技术，地理信息系统虚拟现实技术，数字城市虚拟现实技术，地理虚拟现实技术，概念，地理环境：包括以人类社会为主体和围绕主体的一切客观环境，自然环境，经济环境，社会文化环境等。虚拟地理环境，包括作为主体体现的人类社会和主体周围的所有客观环境，包括硬件环境、软件环境、数据环境、虚拟图形环境、虚拟经济环境、虚拟社会以及政治文化环境。人类社会拟人化人类社会拟人化人类：现实世界中的人类和虚拟世界中的化身的结合。虚拟世界中用户的三维图形表示。比较：环境、自然环境、经济环境、社会文化环境、硬件环境、软件环境、数据环境、虚拟图形环境、虚拟经济环境、虚拟社会文化环境、数据环境、虚拟图形环境、三维世界、虚拟地理环境与真实地理环境一样，是人类能够生活、工作、生产和消费的空间世界。它是一个开放而复杂的巨系统，包括空间系统、生态系统和社会系统。层次结构、硬件环境、软件环境、数据环境、虚拟图形环境、虚拟经济环境、虚拟社会、文化环境、现实环境、虚拟环境、虚拟环境、真实环境、虚拟环境、计算机互联网通信和传感设备、数据图形实体或符号、真实环境、虚拟环境、三维虚拟世界、虚拟社会世界、虚拟地理环境、地理位置空间、节点密度反映了两者之间的相互影响和相互作用的强度和频率，2。内部表达数据层，数据存储和感知数据开放图形处理，3。外部表现环境图像层次，内部表现数据外化和感知数据三维图形视觉表现山地平原房屋树、云的化身.4。单主体感知认知水平，信息交互感知虚拟世界视觉听觉触觉嗅觉味觉，5。跨主题社会层面：体现人类社会和人与人之间的软硬件环境，体现人类社会和虚拟社会图形环境，体现人=体现自然人：在虚拟世界中体现人的身份，采用不同的体现形式和性别将影响虚拟世界中体现人的精神状态和社会行为。虚拟社区VGE特色虚拟地理环境强调“人”的作用，体现人使“虚拟”更加真实，体现人使人愿意加入虚拟地理环境，体验虚拟环境带来的各种感受。虚拟地理环境强调“虚拟”而不是“数字”不仅是数据库和几何模型的构建，强调人的位置，强调许多地理信息和知识在区域可持续发展中的重要性。与仿真环境不同，虚拟环境的仿真是通过对系统模型的实验来研究现有或设计的系统仿真环境，即利用仿真技术来描述真实环境。虚拟环境是用虚拟现实技术来描述真实环境，使人和计算机融为一体，带来“沉浸、互动和想象”。虚拟地理环境与其他模拟环境的本质区别在于：人机关系是建立模型的方式。VGE为公众参与提供媒体。VGE需要空间数据库的支持，也需要支持交互式探索和分析的环境。VGE强调人/系统的(互动)整合，强调“个人在场”的感觉。VGE的发展和演变、虚拟社区、虚拟村庄、虚拟城市、概念发展、地理、计算机技术、地理信息系统、虚拟地理环境的生成、地理信息系统和虚拟现实、地理信息系统：用于数字高程模型的三维可视化表示和分析的三维可视化模块；虚拟地理信息系统将地理信息系统中的三维可视化模块提升到整个系统的核心位置，将用户与三维视觉、听觉等地学数据的多感官实时交互作为系统的基础。将观察者添加到地理信息系统中，成为参与者和系统设计的焦点。虚拟地理环境：考虑人与人之间的互动和交流。地理语言。虚拟地理。虚拟地理研究虚拟地理环境的特征和规律，以及虚拟地理环境与真实地理环境的关系。第二，分布式虚拟现实系统。概念。分布式虚拟现实可以看作是一个基于网络的虚拟现实系统。它是一个分布式虚拟环境，多个用户可以同时在不同的地方参与。不同地理位置的用户进入相同的真实环境，通过手势、声音或文字进行交流、学习、训练、娱乐，甚至合作完成相同复杂产品的设计或执行相同任务的练习。虚拟现实系统：单用户虚拟环境漫游，交互式DVR系统：关联本地虚拟环境-大虚拟环境用户在不同区域的交互，DVR研究网络平台：首先，在互联网上可以追溯到早期基于文本的多参与者游戏MUD，以及基于VRML标准的远程虚拟购物。虚拟现实建模语言是一种能够发布3D网页的跨平台语言，能够提供更加自然的体验方式，包括交互性、动态效果、连续性以及用户参与和探索。不同位置的用户实时交互。在高速专用网上，如美国军事防御模拟互联网。最早的分布式虚拟战场环境是1983年美国陆军制定的虚拟环境研究计划。该计划通过计算机网络将分散在不同地点的地面坦克和车辆模拟器结合起来，为各种复杂的任务进行训练和战斗演习。自1994年以来，美国陆军和美国大西洋司令部联合开展了综合战争演习领域的研究，建立了覆盖500公里和750公里的军事演习环境，3700多个模拟实体参与了多武器战争。DVR应用、产品设计和性能评估波音777飞机的设计是虚拟样机应用的典型例子。这是飞机设计史上第一次在设计过程中没有使用物理模型。波音777由300万个部件组成，全部设计在由数百个计算机工作站组成的虚拟环境中。戴上头盔显示器后，设计师可以在设计中穿行于虚拟的“飞机”中，检查“飞机”的各项设计指标。教育和娱乐：让学生参观海底、太空旅行、观察历史城堡，甚至深入原子，观察电子的运动轨迹，体验爱因斯坦的相对论世界，从而更生动地获取知识，激发思维。第一个大型虚拟现实娱乐系统“战场技术”将每个“驾驶舱”模拟器联网，进行小组对小组的对抗。3D真实感场景，操纵杆，油门，刹车和震动给用户强烈的感官刺激。用于在困难和危险环境中进行操作训练的虚拟现实系统，例如医疗操作训练，用我们已经掌握的人体数据在计算机中重建人体或器官的几何模型，并赋予某些物理特征(例如密度、韧性、组织比例等)。)，并通过机械手或数据手套等高精度交互工具在计算机中模拟操作过程，达到训练和研究的目的。北京航空航天大学计算机系虚拟现实与可视化研究室集成分布式虚拟环境；浙江大学心理学国家重点实验室开发的虚拟紫禁城和中国计算机科学研究院国家重点实验室开发的桌面虚拟建筑环境实时漫游系统；虚拟现实：清华大学计算机系对虚拟现实和远程呈现进行了研究，如球形屏幕显示和图像跟踪、克服闪烁立体图像的措施和深度感知测试等。Xi交通大学、哈尔滨工业大学、国防科技大学、装甲兵工程学院、中国科学院软件研究所、上海交通大学等。北航计算机系虚拟现实与可视化新技术研究室，与国防科技大学、浙江大学、装甲兵工程学院、中国科学院软件研究所、中国人民解放军测绘学院等合作。为虚拟现实技术的研究和应用建立了分布式虚拟环境基础信息平台，简称DVENET。分布式虚拟环境网络由一个特殊的计算机网络和支持分布式虚拟环境研究和应用的各种标准、开发工具和基础信息数据(如三维真实感地形)组成。基于分布式虚拟环境网络，成功开发了一个分布式虚拟战场环境。DVENET的应用可以实现几十个远程武器虚拟平台在同一真实地形下的协同作战或对抗演习。参与人员(即用户)可以通过不同的交互方式，控制真实或虚拟的武器仿真平台，在虚拟战场环境中进行异地协调和对抗战术演练。“虚拟珠穆朗玛峰飞行漫游系统”是为中国科技馆开发的。用户可以驾驶虚拟直升机飞越虚拟珠穆朗玛峰，体验虚拟现实的魅力。增强现实意味着虚拟世界直接叠加在人类感知的真实世界上。增强现实具有真实感强、虚假图像建模工作量小、特征突出等优点。它结合了真实场景和虚拟场景的实时交互叠加和三维空间的实时交互定位。与虚拟现实相比，场景发生器AR:数据量小，真实感差VR:数据量大，真实感强，不同于虚拟现实，显示设备AR:要求低，光学透视HMDVR:全彩色，高分辨率，宽视场HMD，不同于虚拟现实，跟踪和传感设备AR:要求比VR:更高，发展。伊凡瑟兰德于20世纪60年代开始在哈佛大学和犹他大学任教，他与这两所大学的学生一起开发了第一个初始的增强现实系统。在20世纪70年代和80年代，美国空军阿姆斯特朗实验室、美国国家航空航天局艾姆斯研究中心和教堂山北卡罗莱纳大学的一些人员参与了与ar相关的研究。1990年初，几位波音公司的科学家创造了“增强现实”这个术语，以帮助工人组装管道设备。国内研究机构：北京工业大学、国防大学、Xi石油学院、Xi电子科技大学、华中科技大学、上海大学等。国外研究机构：德国西门子公司、美国哥伦比亚大学、澳大利亚维也纳大学、日本奈良协会等。有108项国际专利与增强现实系统相关。自1995年以来，诸如德国专利DE10108064的增强现实系统已经使用视频或音频信息来进行全面的视觉跟踪。该系统包括目标跟踪系统；图像记录单元；注释系统，即美国专利US2002191003中提到的增强现实显示技术，使用照相机来定位物体的位置并将其报告给连接的计算机在美国巴特尔研究所2020年关于最具战略意义的技术趋势的10份研究报告中，AR排名第10位。这些趋势将决定未来时期社会发展的特点。增强现实系统组成、跟踪器显示绘图计算机相关软件、跟踪器机械头跟踪器超声波跟踪器、电磁波、光波和视频跟踪器全球定位系统全球定位系统。显示桌面显示器手持显示器头戴式显示器：主显示模式。光学显示器：屏幕：半透明的透镜，能反射光线并让光线通过，称为“分光镜”或“组合器”。战斗机飞行员平视显示器。可以同时看到真实环境图像和虚拟图像；特征：真实和虚拟场景以半透明状态相互重叠；当图像重叠时，不能同时考虑真实场景和虚拟场景，从而降低了真实感。视频显示屏：不是镜头，而是电子视频屏幕。原理：头戴式摄像机捕捉背景环境的图像，并将其转换成电子图片。放入虚拟三维物体图片；将像素与真实背景图片进行比较，替换真实背景并合成图像。缺点：真实的背景环境场景通过照相机拍摄，然后通过显示器投影到屏幕上，这极大地降低了真实程度，并且不如人眼直接观看真实背景时的感觉质量好。应用、工程设计、现代展示、医疗、军事、教育、娱乐和旅游、应用、医学手术的视觉训练、应用手册、设备的制造和维护：叠加在实际设备上的3D图片；