虛擬現(xiàn)實技術(shù)考試題和答案解析

1、虛擬現(xiàn)實技術(shù)試題（一）1、虛擬現(xiàn)實是一種高端人機接口，包括通過視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺等多種感覺通道的實時模擬和實時交互。2、虛擬現(xiàn)實與通常CAD系統(tǒng)所產(chǎn)生的模型以及傳統(tǒng)的三維動畫是不一樣的。3、虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)當具備的三個特征:Immersion(沉醉) Interaction(交互) Imagination(想象)4、一個典型的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的組成主要由 頭盔顯示設(shè)備多傳感器組力反饋裝置 5、從虛擬現(xiàn)實技術(shù)的相關(guān)概念可以看出，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在人機交互方面有了很大的改進。常被稱之為“基于自然的人機界面”計算機綜合技術(shù)，是一個進展前景格外寬敞的新技術(shù)。6、依據(jù)虛擬現(xiàn)實對“沉醉性”程度和交互程度的

2、不同，可把虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)劃分為四種典型類型 沉醉式桌面式增加式分布式。7、有關(guān)虛擬現(xiàn)實的輸入設(shè)備主要分為兩類。三維位置跟蹤器8、在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的輸入設(shè)部分，基于自然交互設(shè)備主要有力反饋設(shè)備數(shù)據(jù)手套三維鼠標.9、三維定位跟蹤設(shè)備是虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中關(guān)鍵設(shè)備之一，一般要跟蹤參與對象的寬度、高度、深度、俯仰角(pitch)、轉(zhuǎn)動角(yaw)和偏轉(zhuǎn)角（roll）,我們稱為6自由度（6DOF）。10、空間位置跟蹤技術(shù)有多種，常見的跟蹤系統(tǒng)有 機械跟蹤器電磁跟蹤器超聲波跟蹤器慣性跟蹤器光學跟蹤器。11、所謂力反饋，是運用先進的技術(shù)手段將虛擬物體的空間無能運動轉(zhuǎn)變成物理設(shè)備的機械運動，使用戶能夠體驗到真實的力度感

3、和方向感，從而供應(yīng)一個嶄新的人機交互界面。該項技術(shù)最早應(yīng)用于尖端醫(yī)學和軍事領(lǐng)域。12、立體顯示技術(shù)是虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的一種極為重要的支撐技術(shù)。要實現(xiàn)立體的顯示。現(xiàn)已有多種方法與手段進行實現(xiàn)。主要有互補色偏振光時分式光柵式真三維顯示 .12、正是由于人類兩眼的視差 ，使人的大腦能將兩眼所得到的微小差別的圖像進行融合，從而在大腦中產(chǎn)生有空間感的立體物體視覺。13、HMD（Head_Mounted_Display）,頭盔式顯示器，主要組成是 顯示元件 光學系統(tǒng) 14、地窖式立體顯示裝置（CAVE Computer Automatic Virtual Enviroment）系統(tǒng)是一套基于高端計算機的多面式

4、的房間式立體投影解決方案,CAVE主要組成由高性能圖形工作站投影設(shè)備跟蹤系統(tǒng)聲音系統(tǒng)。13、三維視覺建模又可細分為 幾何建模、物理建模 、行為建模技術(shù) ，分別是基于物體的幾何信息來描述物體模型的建模方法、涉及到物體的物理屬性，行為建模反映爭辯對象的物理本質(zhì)及其內(nèi)在的工作原理。14、在真實感實時繪制技術(shù)中，為了提高顯示的逼真度，加強真實性，常利用的方法有紋理映射反走樣 環(huán)境映射。 15、在基于幾何圖形的實時繪制技術(shù)實現(xiàn)過程中，目前有下面幾種用來降低場景的簡單度，以提高三維場景的動態(tài)顯示速度的方法:猜測計算法、脫機計算法、3D剪切法、可見消隱法、細節(jié)層次模型法。其中 細節(jié)層次模型法 應(yīng)用較為普遍。

5、 16、為了保證虛擬環(huán)境的真實性，常需要對虛擬物體進行碰撞檢測，實現(xiàn)方法有多種，但其中的 層次包圍盒法方法是碰撞檢測算法中廣泛使用的一種方法，它是解決碰撞檢測問題簡單性的一種有效方法。實時繪制技術(shù)場景簡化快速消隱紋理化對象限時繪制17、VRML（Virtual Reality Modeling Language）即虛擬現(xiàn)實建模語言。是一種用于建立真實世界的場景模型或人們虛構(gòu)的三維世界的場景建模語言，也具有平臺無關(guān)性。18、分布式虛擬現(xiàn)實(Distributed Virtual Reality, DVR)：位于不同物理位置的多個用戶或多個虛擬環(huán)境通過網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)結(jié)，進行信息共享和交互。19、：頭盔顯

6、示器是虛擬現(xiàn)實應(yīng)用中的3DVR圖形顯示與觀看設(shè)備，可單獨與主機相連以接受來自主機的3DVR圖形信號。20、簡述虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中有哪些主要技術(shù)？1 立體顯示技術(shù)2 環(huán)境建模技術(shù)3 真實感圖形繪制技術(shù)4 三維虛擬聲音的實現(xiàn)技術(shù)5 自然交互與傳感技術(shù)6 實時碰撞檢測技術(shù)VR系統(tǒng)的典型硬件組成:顯示和觀看設(shè)備交互設(shè)備傳感設(shè)備三維立體聲系統(tǒng)三維數(shù)據(jù)獵取設(shè)備虛擬現(xiàn)實技術(shù)試題（二）選擇題：1、 虛擬現(xiàn)實的本質(zhì)特征： 沉醉感 交互性 想象性2、 沉醉感是最弱的，是虛擬現(xiàn)實最重要的技術(shù)特征。3、視覺感知設(shè)備： 頭盔顯示器；立體眼鏡顯示系統(tǒng)；地窖式立體顯示系統(tǒng)；響應(yīng)工作臺立體顯示系統(tǒng)； 墻式立體顯示系統(tǒng)；裸體立體顯

7、示系統(tǒng)。4、電磁式位置跟蹤設(shè)備可分為溝通電放射器型與直流電放射器型。5、觸覺反饋設(shè)備：充氣式觸覺反饋裝置；振動式觸覺反饋裝置；視覺式觸覺反饋裝置；電刺激式觸覺反饋裝置；神經(jīng)肌肉刺激式觸覺反饋裝置。6、虛擬對象建模：幾何建模、圖像建模、圖像與幾何相結(jié)合建模、視覺外觀設(shè)計。7、分形技術(shù)屬于物理建模。8、虛擬環(huán)境建模：物理建模、行為建模、運動建模、聲音建模。9、幾何建模的方法：多邊形；非統(tǒng)一有理B樣條；構(gòu)造立體幾何。10、碰撞檢測的方法：直接檢測法；包圍盒檢測法；分割檢測法；Lin-Canny檢測法。名詞解釋：虛擬現(xiàn)實技術(shù)：虛擬環(huán)境是人工構(gòu)造的，存在于計算機內(nèi)部的環(huán)境。用戶應(yīng)當能夠以自然的方式與這個

8、環(huán)境交互（包括感知環(huán)境并干預(yù)環(huán)境），從而產(chǎn)生置身于相應(yīng)的真實環(huán)境中的虛幻感，沉醉感，身臨其境的感覺的一種技術(shù)。LOD技術(shù)：即Level Of Details，細節(jié)層次。我們用LOD來描述一個物體在不同的距離上進行渲染時可選的細節(jié)程度。 在不影響畫面視覺效果的條件下，通過逐次簡化景物的表面細節(jié)來削減場景的幾何簡單性，從而提高繪制算法效率的技術(shù)。消隱技術(shù)：就是要解決形體的二義性問題，通過消隱線或消隱面方法，提高圖形的真實感的技術(shù)。要消退二義性，必需在繪制時消退被遮擋的不行見的線或面，稱作消退隱蔽線或隱蔽面，或簡稱為消隱。消隱技術(shù)就是給定一組三維對象及投影方式（視見約束），判定線、面或體的可見性的過

9、程。景深技術(shù)：指被攝景物中能產(chǎn)生較為清楚影像的最近點至最遠點的距離。簡答題：1. 關(guān)于行為建模、行人的運動建模有哪些？ 行為建模:基于Agent的行為建模，基于狀態(tài)圖的行為建模，基于物理的行為建模，基于特征的行為建模和基于大事驅(qū)動的行為建模。 行人的運動建模有典型代表性模型有：元胞自動機模型、磁力場模型、社會力模型以及排隊論模型等。 2.光照模型反射和透射的光則進入我們的視覺系統(tǒng)，我們便觀察物體。為此，我們需要了解已知物理形態(tài)和光源性質(zhì)的條件下，計算物體的光照效果的數(shù)學模型。最常使用的表面明暗光滑法的方法有兩種：gourand方法和phong模型。 Phong模型：phong光滑發(fā)不是接受亮度

10、插值，二十接受法線方向插值。然后，依據(jù)插值后每一點的法線方向，用光照模型求其亮度。用phong方法可以產(chǎn)生很好地鏡面反射的高光效果，真實感更強，但同時，計算工作量也大。3.紋理映射過程：當光柵化程序檢索到對應(yīng)的紋理像素的顏色后，用它來轉(zhuǎn)變明暗模型中的像素顏色。這個過程成為調(diào)制，用紋理顏色乘以幾何處理引擎輸出的表面顏色。4.消隱技術(shù)分類：包圍盒技術(shù)、空間分割技術(shù)論述題：關(guān)于虛擬現(xiàn)實的構(gòu)成部分，應(yīng)用方向進展方向？ 構(gòu)成部分：計算機：是系統(tǒng)的心臟，也稱之為虛擬世界的發(fā)動機。負責虛擬世界的生成、人與虛擬世界的自然交互等功能的實現(xiàn)輸入與輸出設(shè)備(接口)：特殊的設(shè)備，用以識別用戶各種形式的輸入，并實時生成

11、相應(yīng)反饋信息應(yīng)用軟件：虛擬世界中物體的幾何模型、物理模型、運動模型的建立；三維虛擬立體聲的生成；模型管理技術(shù)及實時顯示技術(shù)、虛擬世界數(shù)據(jù)庫的建立與管理等數(shù)據(jù)庫：存放整個虛擬世界中全部物體的各方面信息。進展方向：動態(tài)環(huán)境建模技術(shù)；實時三維圖形生成和顯示技術(shù)； 新型人機交互設(shè)備的研制；智能化語音虛擬現(xiàn)實建模；網(wǎng)絡(luò)分布式虛擬現(xiàn)實技術(shù)的爭辯與應(yīng)用。常見的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)？ 仿真駕駛系統(tǒng)；軍事作戰(zhàn)系統(tǒng)；醫(yī)學；虛擬城市系統(tǒng)。實際生活中缺少的應(yīng)用難點，導(dǎo)致因素：成本高虛擬現(xiàn)實技術(shù)試題（三） 一.填空題1. 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的三大基本特征：交互性，沉醉感，想象力。2. 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類：桌面式VR系統(tǒng)、沉醉式VR系

12、統(tǒng)、增加式VR系統(tǒng)、分布式VR系統(tǒng)3. 虛擬現(xiàn)實技術(shù)：利用計算機生成一種模擬環(huán)境，并通過多種專用設(shè)備使用戶“投入”到該環(huán)境中，實現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進行自然交互的技術(shù)。4. 一個典型的VR系統(tǒng)主要由計算機軟、硬件系統(tǒng)（包括VR軟件和VR環(huán)境數(shù)據(jù)庫）和VR輸入、輸出設(shè)備等組成。5. VR系統(tǒng)中常用的立體顯示設(shè)備可分為固定式、頭盔式和手持式3大類.6. 跟蹤定位設(shè)備：1、電磁波跟蹤器 2、超聲波跟蹤器 3、光學跟蹤器 4、機械慣性其他類型跟蹤器7. 建模軟件：3ds Max、Maya及Creator等8. 影響實時動態(tài)現(xiàn)實的打算性因素 （1）數(shù)據(jù)空間和視頻圖像的好壞， （2）等待時間是實時動態(tài)繪制技

13、術(shù)的另一個關(guān)鍵指標9. 常用實時動態(tài)現(xiàn)實的方法有：場景分塊，可見消隱，細節(jié)選擇10. VRML源程序文件主要由VRML文件頭、造型、腳本以及路由等構(gòu)成11. VRML的空間坐標系：X軸的正向水平向右，Y軸的正向垂直向上，Z軸的正向垂直向前12. VRML描述旋轉(zhuǎn)等角度的計量單位是弧度。13. VRML使用紅綠藍（RGB）顏色：0.0值表示該顏色被關(guān)閉，1.0值表示該顏色完全打開。14. Shape（外形）節(jié)點的功能是創(chuàng)建一個Geometry域（集合屬性），appearance域（包含一個appearance節(jié)點）指定的材質(zhì)和紋理等外觀屬性應(yīng)用到geometry域的造型節(jié)點上。15.Geomet

14、ry的節(jié)點有4種：Box（立方體），Cone（圓錐體），Cylinder（圓柱體），Sphere（球體）16. VRML對節(jié)點的書寫尤其要留意到大小寫。節(jié)點類型名稱第一個單詞的首字母要大寫。17. 利用Transform （變換）節(jié)點可以在VRML中任憑translation（平移）、rotation（旋轉(zhuǎn)）和scale（縮放）。18. Text文本造型節(jié)點有四個域分別為：string（內(nèi)容） length（長度）fontStyle（外觀）和maxExtend（最大有效長度）19. 在coordindex坐標系列表中，索引值-1用來標記一個面坐標索引表的結(jié)束。20. VRML供應(yīng)了3種紋理節(jié)點

15、，包括ImageTexture（圖像紋理）節(jié)點、PixelTexture（像素紋理）節(jié)點和MovieTexture（電影紋理）節(jié)點。21. 使用Group節(jié)點可以將多個相同或不同的節(jié)點進行編組，以構(gòu)造簡單造型。22. 紋理映射使用Appearance節(jié)點的texture域或textureTransform域。23. VRML的聲音涉及兩個部分：聲源和聲音放射器。24. 可引用的聲音文件類型：WAV、MID和MPEG等3種。25. VRML中光源節(jié)點：PointLight點光源，DirectionalLight平行光源，SpotLight錐光源26. 通過設(shè)置NavigationInfo節(jié)點he

16、adlight域的值域，關(guān)閉由VRM空間默認供應(yīng)的燈頭可以增加附加光源昌盛的光照效果。27. 動畫實現(xiàn)必備的兩個要素：一用來制作動畫時間值的時鐘，另一個隨時間如何轉(zhuǎn)變物體的描述。 28.VRML供應(yīng)了PositionInterpolator（位置）、OrientationInterpolator（朝向旋轉(zhuǎn)）、ColorInterpolator（顏色）、ScalarInterpolator（標量）等多個插補器節(jié)點來把握動畫。29. 插補器使用關(guān)鍵時刻和關(guān)鍵值 ， 關(guān)鍵時刻在key域中指定，關(guān)鍵值列表在keyValue域中指定。 30. TimeSensor（時間傳感器）它設(shè)置開頭動畫，結(jié)束動畫和

17、把握動畫的播放速度等屬性。31. TouchSensor傳感器必需和感知接觸的造型節(jié)點放在同一個組節(jié)點下，否則無法正確感知大事。2. 單項選擇題1、 網(wǎng)絡(luò)帶寬是網(wǎng)絡(luò)能夠發(fā)送數(shù)據(jù)到目的主機的（A）A、 速率 B、最大值 C、時間 D、最小值2、 基于組播的系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境設(shè)計中最難的打算是在不同的組播級中劃分（B）A、 數(shù)據(jù)流 B、信息流 C、工作流 D、編碼3、 （C）供應(yīng)有關(guān)實體的動態(tài)位置，方向和結(jié)構(gòu)的最高層次細節(jié)。A、 I/O通道 B、中體通道 C、全體通道 D、剛體通道4、 網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境劃分技術(shù)帶來的最大效率來自與通過利用一個特定服務(wù)器的客戶端間的（D）降低中間服務(wù)器間的通信開銷。A、

18、數(shù)據(jù)流 B、數(shù)據(jù)包 C、信息分時 D、信息定位5、下面屬于擴展幾何對象是（B） A、立方體 B、圓角柱體 C、幾何球體 D、圓錐體6、平衡好即指任務(wù)的安排充分利用有限的（A）時間以及存儲空間。A、處理器 B、周期運行 C、位置配制 D、渲染7、二維造型的Boolean運算有三種，而Boolean對象的運算有四種，下面哪一種不屬于二維造型的Boolean運算（D） A、Union（合并） B、Subtraction（相減） C、Intersection（交集） D、Cut（刪除）8、 下面不屬于對象變換的是（D） A、旋轉(zhuǎn)對象 B、移動對象 C、縮放對象 D、組合對象9、 材質(zhì)基本參數(shù)中通過三個

19、顏色塊來把握材質(zhì)的顏色，下面屬于材質(zhì)基本參數(shù)顏色塊的是（B) A、Ambient（環(huán)境色） B、Reffection（反射色）C、Diffuse（漫反射） D、Specular（高光色）三問答題1. 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域：1、教育與訓(xùn)練（仿真教學與試驗、特殊教育、多種專業(yè)訓(xùn)練、應(yīng)急演練和軍事演習） 2、設(shè)計與規(guī)劃 3、科學計算可視化 4、商業(yè)領(lǐng)域 5、藝術(shù)與消遣2. 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的爭辯目標：消退人所處的環(huán)境和計算機系統(tǒng)之間的界限，即在計算機系統(tǒng)供應(yīng)的虛擬空間中，人可以使用眼睛、耳朵、皮膚、手勢和語言等各種感覺器官直接與之發(fā)生交互，這就是虛擬環(huán)境下的自然交互技術(shù)。即為自然交互。3. 試述典型的

20、虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的工作原理 一個典型的VR系統(tǒng)主要由計算機軟、硬件系統(tǒng)（包括VR軟件和VR環(huán)境數(shù)據(jù)庫）和VR輸入、輸出設(shè)備等組成。其中，計算機是VR系統(tǒng)的心臟，負責構(gòu)建虛擬世界和實現(xiàn)人機交互。 VR軟件負責供應(yīng)友好的人機交互界面，使用戶具備實時構(gòu)建和參與虛擬世界的力量。 VR輸入輸出設(shè)備用于觀看和操縱虛擬世界。用戶與虛擬世界交互的大致過程：用戶首先激活頭盔、手套和話筒等輸入設(shè)備。為計算機供應(yīng)輸入信號，VR軟件收到由跟蹤器和傳感器送來的輸入信號后加以處理，然后對虛擬環(huán)境數(shù)據(jù)庫做必要的更新，調(diào)整當前的虛擬環(huán)境場景，并將這一新視點下的三維視覺圖像以及其他（如聲音，觸覺，力反饋等）信息馬上傳送到相應(yīng)的輸出

21、設(shè)備（頭盔顯示器，耳機，數(shù)據(jù)手套等），以便用戶準時獲得多種感官上的虛擬效果。4. 進展虛擬現(xiàn)實技術(shù)的目的性 他的實時三維空間表現(xiàn)力量、自然交互式的操作環(huán)境以及給人帶來的身臨其境的感覺，不但為人機交互技術(shù)開創(chuàng)了新的爭辯領(lǐng)域，為智能工程的應(yīng)用供應(yīng)了新的界面工具，為各類工程大規(guī)模數(shù)據(jù)可視化供應(yīng)了新的描述方法，同時還為人們探究宏觀世界和微觀世界的運動變化規(guī)律供應(yīng)了極大的便利 .5. 三維虛擬聲音的特點 (1)、全向三維定位特性：（在三維虛擬環(huán)境中實時跟蹤虛擬聲源的力量。使用戶精確推斷精確位置，符合真實世界的聽覺方式） (2)、三維實時跟蹤特性：（三維虛擬環(huán)境中實時跟蹤虛擬聲源位置變化或虛擬影像變化的力

22、量）6. VR系統(tǒng)中常用的人機自然交互的技術(shù)以及他們分別適用的工作（1）手勢識別技術(shù)。適用于：導(dǎo)航、位置重置， 它還適用于一些快速但不要求很精確的三維物體操作。（2）面部表情識別技術(shù)。該技術(shù)的三個步驟：表情的跟蹤，表情的編碼，表情的識別（利用6種表情的簡化FACS規(guī)章進行識別）（3）眼動跟蹤技術(shù)。多被用于軍事（如飛行員觀看記錄）、閱讀以及掛念殘疾人進行交互等領(lǐng)域.7. 全三維景技術(shù)的基本原理 三維全景技術(shù)是日趨流行的一種視覺新技術(shù)，它的原始資料不是利用計算機生成的模擬圖像，而是利用照相機平移或旋轉(zhuǎn)所得的序列圖像樣本，通過拼接技術(shù)生成全景圖像，因而具有猛烈的動感影像透視效果，并能帶來全新的真實現(xiàn)場感和交互感71. 物理仿真技術(shù)需要解決的問題(1)、設(shè)計數(shù)學模型（利用數(shù)學模型來實現(xiàn)，描述虛擬對象行為和運動的一組方程式）(2)、創(chuàng)建物理屬性（從基本幾何建模動身，將時間、長度、質(zhì)量和力經(jīng)過抽象處理，與圖形學中的元素，如幀、確定坐標、節(jié)點和面等結(jié)合起來）(3)、實現(xiàn)碰撞檢測（對用戶和虛擬對象加以限制，防止消滅兩個對象自由穿透的情景）8. VRML和HTML有何區(qū)分HTML（超文本標記語言）用于定義可