虚拟现实VR全景图全景视频基本概念PPT学习课件.ppt

虚拟现实虚拟现实12024-06-26原理VR基本概念基本概念VR软件系统平台软件系统平台VR引擎实例和演示引擎实例和演示VR应用模式应用模式22024-06-26“虚”与“实”昔者庄周梦为蝴蝶，栩栩然昔者庄周梦为蝴蝶，栩栩然蝴蝶也，自喻适志与！不知蝴蝶也，自喻适志与！不知周也。俄然觉，则蘧蘧然周周也。俄然觉，则蘧蘧然周也。不知周之梦为蝴蝶与，也。不知周之梦为蝴蝶与，蝴蝶之梦为周与？蝴蝶之梦为周与？庄子庄子齐物论齐物论32024-06-26“虚”与“实”柏拉图：真正的世界只是存在于我们的想象柏拉图：真正的世界只是存在于我们的想象中。中。笛卡尔：我思故我在！笛卡尔：我思故我在！“I think therefore I am”42024-06-26记忆裂痕记忆裂痕记忆裂痕记忆裂痕虚拟偶像（虚拟偶像（虚拟偶像（虚拟偶像（SIMONESIMONE，又名虚拟情人、，又名虚拟情人、，又名虚拟情人、，又名虚拟情人、西蒙妮）西蒙妮）西蒙妮）西蒙妮）逃出克隆岛（逃出克隆岛（逃出克隆岛（逃出克隆岛（The IslandThe Island）时空悍将（时空悍将（时空悍将（时空悍将（VirtuosityVirtuosity）异次元骇客（异次元骇客（异次元骇客（异次元骇客（The Thirteenth FloorThe Thirteenth Floor，又又又又名十三阶梯、十三度空间）名十三阶梯、十三度空间）名十三阶梯、十三度空间）名十三阶梯、十三度空间）黑客帝国黑客帝国黑客帝国黑客帝国时间线时间线时间线时间线盗梦空间盗梦空间盗梦空间盗梦空间52024-06-26描述虚虚拟现实（Virtual Reality）就是研究）就是研究一种一种计算机技算机技术，把人把人们想象中的想象中的东西西转化化为一种虚一种虚拟境界和虚境界和虚拟存在存在，而，而这种虚种虚拟境界和虚境界和虚拟存在存在对我我们的感的感觉器器官就象真的客官就象真的客观存在一存在一样。62024-06-26VR终极目标黑客帝国黑客帝国距离这个目标还有相距离这个目标还有相当的距离当的距离72024-06-2682024-06-26不同层次上的虚拟现实哲学意义上的虚拟现实哲学意义上的虚拟现实虚拟实在与自然实在的对等性虚拟实在与自然实在的对等性科学意义上的虚拟现实科学意义上的虚拟现实科学研究的三大手段：理论、建模、实验验证与模科学研究的三大手段：理论、建模、实验验证与模拟仿真拟仿真人类梦想的场景在感知中的实现人类梦想的场景在感知中的实现工程意义上的虚拟现实工程意义上的虚拟现实以计算技术为核心，生成感知上与真实环境高度近以计算技术为核心，生成感知上与真实环境高度近似，交互上直观自然的数字化环境似，交互上直观自然的数字化环境92024-06-26虚拟现实Virtual Reality1989年由美国年由美国Jaron.Lanier 发明出来的一个词发明出来的一个词灵境、幻境、赛伯空间、虚拟现实灵境、幻境、赛伯空间、虚拟现实虚拟现实（虚拟现实（Virtual Reality）虚拟的现实虚拟的现实虚拟化现实虚拟化现实102024-06-26怎样理解虚拟现实虚拟现实系统中虚拟现实系统中的的“现实现实”（即（即所虚拟的环境）所虚拟的环境）大致可分为三种大致可分为三种情况：情况：第一种情况是模第一种情况是模仿真实世界中的仿真实世界中的环境。环境。112024-06-26怎样理解虚拟现实 第二种情况是人第二种情况是人第二种情况是人第二种情况是人类主观构造的环类主观构造的环类主观构造的环类主观构造的环境。例如，用于境。例如，用于境。例如，用于境。例如，用于影视制作或电子影视制作或电子影视制作或电子影视制作或电子游戏的三维动画。游戏的三维动画。游戏的三维动画。游戏的三维动画。环境是虚构的，环境是虚构的，环境是虚构的，环境是虚构的，几何模型和物理几何模型和物理几何模型和物理几何模型和物理模型可以完全虚模型可以完全虚模型可以完全虚模型可以完全虚构。构。构。构。122024-06-26怎样理解虚拟现实 第三种情况是模仿真第三种情况是模仿真第三种情况是模仿真第三种情况是模仿真实世界中的人类不可实世界中的人类不可实世界中的人类不可实世界中的人类不可见的环境。例如，分见的环境。例如，分见的环境。例如，分见的环境。例如，分子的结构，空气中速子的结构，空气中速子的结构，空气中速子的结构，空气中速度、温度、压力的分度、温度、压力的分度、温度、压力的分度、温度、压力的分布等。布等。布等。布等。一个蛋白质分子的示例一个蛋白质分子的示例 132024-06-26虚拟现实的概念虚拟现实是计算机生成的给人虚拟现实是计算机生成的给人多种感多种感官刺激官刺激的虚拟环境。用户应该能够的虚拟环境。用户应该能够以以自然的方式与这个环境交互自然的方式与这个环境交互，从而产，从而产生置身于相应的真实环境中的虚幻感，生置身于相应的真实环境中的虚幻感，沉浸感沉浸感，身临其境的感觉，身临其境的感觉142024-06-261.多感知性多感知性(Multi-Sensory)计算机生成一个给人多种感官刺激的虚拟环境：计算机生成一个给人多种感官刺激的虚拟环境：视觉感知、听觉感知、力觉感知、触觉感知、视觉感知、听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知、甚至包括味觉感知、嗅觉感知等运动感知、甚至包括味觉感知、嗅觉感知等2.交互性交互性(Interaction)指人能以自然方式与虚拟世界进行交互操作指人能以自然方式与虚拟世界进行交互操作专用交互设备，如数据手套、跟踪器、触觉和专用交互设备，如数据手套、跟踪器、触觉和力反馈装置力反馈装置3.沉浸感（沉浸感（Immersion,存在感、临场感）存在感、临场感）它是指虚拟现实系统对介入者的刺激在物理上它是指虚拟现实系统对介入者的刺激在物理上和认知上符合人的已有经验，从而使介入者感和认知上符合人的已有经验，从而使介入者感到自己作为主角存在于模拟环境中的真实程度到自己作为主角存在于模拟环境中的真实程度虚虚拟拟现现实实的的特特点点152024-06-26虚拟现实概念辨析虚拟现实与三维漫游虚拟现实与三维漫游虚拟现实与景观动画虚拟现实与景观动画虚拟现实与三维游戏虚拟现实与三维游戏虚拟现实与计算机图形学虚拟现实与计算机图形学162024-06-26虚拟现实概念的变化虚拟现实是计算机生成的给人多种感官刺激的虚拟虚拟现实是计算机生成的给人多种感官刺激的虚拟环境。用户应该能够以自然的方式与这个环境交互，环境。用户应该能够以自然的方式与这个环境交互，从而产生置身于相应的真实环境中的虚幻感，沉浸从而产生置身于相应的真实环境中的虚幻感，沉浸感，身临其境的感觉感，身临其境的感觉应用需求使应用需求使VR的应用重点进行了多种变化的应用重点进行了多种变化强调自然交互产生的应用强调自然交互产生的应用-如如Kinect诸多应用诸多应用不再强调沉浸感，而强调信息提供不再强调沉浸感，而强调信息提供-增强现实增强现实172024-06-26虚拟现实的发展历史与演变萌芽与诞生（萌芽与诞生（60年代年代-80年代末）年代末）军事与航天的推动（军事与航天的推动（70年代年代-80年代）年代）渐入民间渐入民间-游戏、娱乐、模拟应用的刺激（游戏、娱乐、模拟应用的刺激（90年代）年代）VR在在Internet上的兴衰（上的兴衰（90年代中年代中-21世纪）世纪）VR应用的大众化与多元化（应用的大众化与多元化（21世纪）世纪）世博会、春晚、文化创意产业、世博会、春晚、文化创意产业、3D电影电影人机交互、增强现实人机交互、增强现实182024-06-26萌芽与诞生（60年代-80年代末）萌芽萌芽1929年，年，Edwin A.Link发明了飞行模拟器，使发明了飞行模拟器，使乘坐者的感觉和坐在真的飞机上是一样的。乘坐者的感觉和坐在真的飞机上是一样的。1956年，年，Morton Heileg开发了一个叫做开发了一个叫做Sensorama(传感景院）的摩托车仿真器。传感景院）的摩托车仿真器。1962年，年，Morton Heileg申请了专利申请了专利“全传感仿全传感仿真器真器”。该专利蕴涵了虚拟现实技术的思想。该专利蕴涵了虚拟现实技术的思想。192024-06-26萌芽与诞生（60年代-80年代末）1962年，美国电年，美国电影摄影师影摄影师Morton Heilig研制的研制的Sensorama的立的立体电影系统体电影系统202024-06-26萌芽与诞生（60年代-80年代末）1965年，年，Ivan Sutherland在名为在名为“Ultimate Display”(终极的显示终极的显示)的的论文中首次提出了包括论文中首次提出了包括具有交互图形显示、力具有交互图形显示、力反馈设备以及声音提示反馈设备以及声音提示的虚拟现实系统的基本的虚拟现实系统的基本思想。思想。212024-06-26萌芽与诞生（60年代-80年代末）l1966年，美国年，美国MIT林肯实验室研制出了第一个林肯实验室研制出了第一个头盔式显示器头盔式显示器(Helmet Mounted Display 即即HMD)l1968年，年，Sutherland在哈佛大学的组织下开发在哈佛大学的组织下开发了头盔式立体显示器及一个虚拟系统，可称得了头盔式立体显示器及一个虚拟系统，可称得上是第一个虚拟现实系统。上是第一个虚拟现实系统。222024-06-26232024-06-26242024-06-26萌芽与诞生（60年代-80年代末）1987年，年，科学的美国人科学的美国人(“Scientific American”)上发表了一篇题为先进的计算机界上发表了一篇题为先进的计算机界面（面（Interfaces for Advanced Computing）一文；）一文；该杂志还发表了一篇报导数据手套的文章该杂志还发表了一篇报导数据手套的文章基于从基于从60年代以来所取得的一系列成就，美年代以来所取得的一系列成就，美国的国的Jaron Lanier 在在80年代正式提出了年代正式提出了“Virtual Reality”一词。一词。252024-06-26萌芽与诞生（60年代-80年代末）军事与航天的推动（军事与航天的推动（70年代年代-80年代）年代）70年代和年代和80年代早期，美国军方开展年代早期，美国军方开展“飞行头盔飞行头盔”和军和军事现代仿真器的研究事现代仿真器的研究1983年美国年美国DARPA(Defense Advenced Research Projects Agency)和美国陆军共同为坦克编队作战训练开发了一个和美国陆军共同为坦克编队作战训练开发了一个实用的虚拟战场系统实用的虚拟战场系统SIMNET。262024-06-26SIMNET272024-06-26萌芽与诞生（60年代-80年代末）l70年代和年代和80年代早期，美国军方开展年代早期，美国军方开展“飞行头盔飞行头盔”和军事现代仿真器的研究和军事现代仿真器的研究l1983年美国年美国DARPA(Defense Advenced Research Projects Agency)和美国陆军共同为坦克编队作战和美国陆军共同为坦克编队作战训练开发了一个实用的虚拟战场系统训练开发了一个实用的虚拟战场系统SIMNET。l1984年年NASA（National Aeronautics and Space Administration，美国宇航局）研制成功具有现代，美国宇航局）研制成功具有现代虚拟现实系统雏形的虚拟现实系统雏形的VIVED系统系统l1988年年NASA研究完成研究完成VIEW系统系统282024-06-26NASA研制的VIVED和VIEW系统292024-06-26渐入民间-游戏、娱乐、模拟应用的刺激（90年代）3D游戏游戏主题公园、游乐场主题公园、游乐场飞行、航海、医学等的模拟训练飞行、航海、医学等的模拟训练302024-06-261990年最早出现的两款3D游戏312024-06-261995年的3D游戏毁灭战士1&2（Doom 1&2）322024-06-262004年Doom3的效果332024-06-262011年，Crysis2342024-06-26主题公园、游乐场4D影院影院4D影院演示影院演示24D影院演示影院演示1 352024-06-26虚拟高尔夫球场362024-06-26飞行、航海驾驶模拟372024-06-26驾驶射击模拟382024-06-26医学模拟、仿真演示:medicien.mpg392024-06-26渐入民间-软硬件技术的发展显卡的出现与飞速发展显卡的出现与飞速发展计算机图形基础算法的发展计算机图形基础算法的发展游戏引擎、虚拟现实平台软件的研发游戏引擎、虚拟现实平台软件的研发402024-06-26VR在Internet上的兴衰（90年代中-21世纪）1994年年3月在日内瓦召开的第一届月在日内瓦召开的第一届WWW大会，就提出了大会，就提出了VRML这个名字。这个名字。SecondLife，There国内：国内：HiPiHi412024-06-26网络上的虚拟世界http:/ life的被报道而繁荣的被报道而繁荣国内出现很多类似产品国内出现很多类似产品局面迟迟无法打开，大都面临破产局面迟迟无法打开，大都面临破产原因分析原因分析技术问题技术问题无法找到盈利模式无法找到盈利模式432024-06-26VR应用的大众化与多元化（21世纪）多媒体创意展示多媒体创意展示奥运、世博、春晚奥运、世博、春晚3D电影电影阿凡达阿凡达442024-06-26清明上河图-水晶石公司制作452024-06-26多媒体创意展示虚拟现实艺术虚拟现实艺术虚拟现实与数字媒体、文化创意紧密虚拟现实与数字媒体、文化创意紧密结合起来结合起来462024-06-26VR应用的大众化与多元化（21世纪）适当放宽对沉浸感的追求，而重视用户体适当放宽对沉浸感的追求，而重视用户体验验创意展示、体验创意展示、体验人机交互人机交互-Kinect,iPhone增强现实增强现实472024-06-26增强现实482024-06-26增强现实google智能眼镜Google眼镜演示眼镜演示492024-06-26虚拟现实概念的进一步总结有很深的哲学渊源有很深的哲学渊源是一种理念是一种理念新的应用模式不断产生，应用热点在新的应用模式不断产生，应用热点在不断发生变化不断发生变化是多学科的融合是多学科的融合502024-06-26虚拟现实及其相关学科虚拟现实虚拟现实计算机图形学计算机图形学自动化控制自动化控制计算机视觉计算机视觉模式识别模式识别科学计算可视化科学计算可视化数字图像处理数字图像处理人机交互人机交互生理学、心理学等生理学、心理学等输入输入/输出设备输出设备人工智能人工智能计算机网络计算机网络512024-06-26虚拟现实科学意义上的纯粹的概念：科学意义上的纯粹的概念：虚拟现实是计算机生成的给人多种感官刺激虚拟现实是计算机生成的给人多种感官刺激的虚拟环境。用户应该能够以自然的方式与的虚拟环境。用户应该能够以自然的方式与这个环境交互，从而产生置身于相应的真实这个环境交互，从而产生置身于相应的真实环境中的虚幻感，沉浸感，身临其境的感觉环境中的虚幻感，沉浸感，身临其境的感觉应用意义上的概念应用意义上的概念利用计算机及各种传感设备构造一种信息环利用计算机及各种传感设备构造一种信息环境，人能够高效、自然地对此信息环境进行境，人能够高效、自然地对此信息环境进行感知、交互，产生沉浸感或达到某种信息传感知、交互，产生沉浸感或达到某种信息传达的目的。达的目的。522024-06-26对虚拟现实概念的分析应用意义上的概念应用意义上的概念利用计算机及各种传感设备构造一种信息环利用计算机及各种传感设备构造一种信息环境，人能够高效、自然地对此信息环境进行境，人能够高效、自然地对此信息环境进行感知、交互，产生沉浸感或达到某种信息传感知、交互，产生沉浸感或达到某种信息传达的目的。达的目的。虚拟现实（虚拟现实（Virtual Reality）虚拟的现实虚拟的现实虚拟化现实虚拟化现实虚拟与现实虚拟与现实532024-06-26与几个概念的辨析虚拟现实与三维漫游，景观动画，三维游戏，虚拟现实与三维漫游，景观动画，三维游戏，计算机图形学计算机图形学虚拟现实与虚拟现实与媒体媒体数字媒体，新媒体数字媒体，新媒体创意媒体创意媒体542024-06-26虚拟现实概念的进一步分析什么是虚拟现实什么是虚拟现实虚拟现实的终极目标虚拟现实的终极目标不同层次上的虚拟现实不同层次上的虚拟现实虚拟现实的概念辨析虚拟现实的概念辨析虚拟现实应用目标的变化虚拟现实应用目标的变化虚拟现实的发展历史与演变虚拟现实的发展历史与演变虚拟现实系统的组成虚拟现实系统的组成552024-06-26虚拟现实系统的一般组成形式562024-06-26虚拟现实系统的组成元素介入者（人）介入者（人）虚拟世界生成设备虚拟世界生成设备-VR的计算机系统的计算机系统 VR的人机接口的人机接口感知设备：给介入者提供感知信号感知设备：给介入者提供感知信号跟踪设备：探测（接受）介入者的反应动作跟踪设备：探测（接受）介入者的反应动作虚虚拟拟世世界界介介入入者者（人人）感知设备感知设备跟踪设备跟踪设备人人机机接接口口感官刺激信号感官刺激信号反应动作反应动作572024-06-26生成虚拟世界的设备硬件硬件计算机计算机软件软件操作系统；虚拟现实引擎；建模软件操作系统；虚拟现实引擎；建模软件网络网络分布式交互仿真已经成为现代仿真技术，特别是军分布式交互仿真已经成为现代仿真技术，特别是军事仿真的潮流。通讯网络可以把事仿真的潮流。通讯网络可以把VE转换成共享的分转换成共享的分布式计算环境。布式计算环境。582024-06-26这些设备的主要功能视觉通道信号生成与显示视觉通道信号生成与显示（要求：实时的帧速率；高质量的图像）（要求：实时的帧速率；高质量的图像）听觉通道信号生成与显示听觉通道信号生成与显示触觉和力觉通道信号生成与显示触觉和力觉通道信号生成与显示支持实时人机交互操作的功能支持实时人机交互操作的功能三维空间定位、三维空间定位、碰撞检测、语音识别以及人机实时对话功能碰撞检测、语音识别以及人机实时对话功能592024-06-26系统组成框图虚虚拟拟世世界界介介入入者者（人人）感知设备感知设备跟踪设备跟踪设备人人机机接接口口感官刺激信号感官刺激信号反应动作反应动作602024-06-26虚拟现实的人机接口VR的人机接口有两个作用：的人机接口有两个作用：给人提供环境感知信息给人提供环境感知信息-感知设备感知设备 机器机器 人人跟踪、探测人的动作和响应跟踪、探测人的动作和响应-跟踪设备跟踪设备机器机器 人人眼、耳、鼻、舌、身、意眼、耳、鼻、舌、身、意根据实验心理学家统计，人类获取的信息根据实验心理学家统计，人类获取的信息83%来自来自视觉，视觉，11%来自听觉，这两个加起来有来自听觉，这两个加起来有94%。还有。还有3.5%来自嗅觉，来自嗅觉，1.5%来自触觉，来自触觉，1%来自味觉。来自味觉。612024-06-26感知设备视觉感知设备视觉感知设备沉沉浸浸式式头盔显示器（头盔显示器（HMD）封闭式头盔显示器封闭式头盔显示器透视式头盔显示器透视式头盔显示器吊杆式（吊杆式（BOOM）洞穴式（洞穴式（CAVE）四面四面CAVE五面五面CAVE六面六面CAVE非非沉沉浸浸式式桌面立体显示器桌面立体显示器墙式立体显示器墙式立体显示器屏面宽屏幕屏面宽屏幕180环状环状响应式工作台（响应式工作台（RWB）单屏幕单屏幕RWB双屏幕双屏幕RWB622024-06-26CAVEBOOMHMD632024-06-26180度环状屏幕642024-06-26球面投影显示系统652024-06-26选VR720全景图全景视频就选中裕兴业VR技术全面全国领先的VR方案专家！VR全景、VR视频、VR建模、VR语音、VR二维码、VR导航我们就是专家。优质硬件平台VR技术复杂体量大，我们有完善的云端空间服务，与移云科技携手打造IYUN720.COM的展示平台和“云游720”苹果及安卓APP完善售后VR是先进的未来技术，我们有完善的售后服务保证用户在最短时间解决使用，操作等等繁杂问题，为您保驾护航。深圳市中裕兴业实业有限公司业务联系：0755-27866109微信号：lepaoboss公众账号：别墅8662024-06-26感知设备听觉感知设备听觉感知设备三维真实感声音的播放设备三维真实感声音的播放设备耳机式耳机式双扬声器组双扬声器组多扬声器组多扬声器组触觉（力觉）感知设备触觉（力觉）感知设备触觉感知设备（一般的接触感、感知质感触觉感知设备（一般的接触感、感知质感/纹理感纹理感/温温度感）度感）力觉感知设备（能反馈力的大小）力觉感知设备（能反馈力的大小）运动感知、嗅觉感知、味觉感知运动感知、嗅觉感知、味觉感知672024-06-26多感官研究的实例20082008年年3 3月，来自约克月，来自约克和华威大学的科学家和华威大学的科学家小组，研制世界上第小组，研制世界上第一款能够模拟所有一款能够模拟所有5 5种种感觉的虚拟现实装置：感觉的虚拟现实装置：虚拟茧虚拟茧682024-06-26跟踪设备跟踪并检测位置和方位的装置，用于虚拟跟踪并检测位置和方位的装置，用于虚拟现实系统中基于自然方式的人机交互操作，现实系统中基于自然方式的人机交互操作，例如手势、体势、眼势视线方向变化。例如手势、体势、眼势视线方向变化。数据手套数据手套数据衣服数据衣服眼球跟踪器眼球跟踪器语音综合识别装置语音综合识别装置直接心理感觉和控制直接心理感觉和控制692024-06-26跟踪设备702024-06-26基本概念 结束7126/06/2024