虛擬現(xiàn)實技術(shù)基礎(chǔ)-課件

虛擬現(xiàn)實技術(shù)簡介授課教師：侯守明 單位：河南理工大學(xué)計算機(jī)學(xué)院虛擬現(xiàn)實技術(shù)簡介授課教師：侯守明 2主要內(nèi)容虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點及組成立體視覺的生成與獲取虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)2主要內(nèi)容虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點及組成3虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點及組成虛擬現(xiàn)實技術(shù)綜合圖形、圖像、聲音、手勢、語音等要素，試圖給計算機(jī)使用者創(chuàng)造一種全新的感官體驗，使其具有置身于真實世界的感覺“虛擬環(huán)境是使人們具有沉浸感的由計算機(jī)生成的、交互的、三維的環(huán)境”

---AukstakalnisSandBlatnerD.3虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點及組成虛擬現(xiàn)實技術(shù)綜合圖形、圖像、聲音、4虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點及組成主要特點沉浸感如同置身于真實環(huán)境中：三維、立體、多通道高交互性可采取現(xiàn)實生活中習(xí)以為常的方式來操縱虛擬環(huán)境中的物體實時性依視點位置和視線方向?qū)崟r地改變畫面，并實時產(chǎn)生聽覺、觸覺/力覺響應(yīng)4虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點及組成主要特點5虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點及組成典型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的組成計算機(jī)系統(tǒng)用戶虛擬環(huán)境人機(jī)界面

5虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點及組成典型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的組成6虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點及組成基于HMD的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的構(gòu)成

6虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點及組成基于HMD的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的構(gòu)成7立體視覺的生成與獲取產(chǎn)生沉浸感的至關(guān)重要的因素立體圖像與觀察者視點和視線方向一致實時生成人類立體視覺的產(chǎn)生7立體視覺的生成與獲取產(chǎn)生沉浸感的至關(guān)重要的因素立體圖像生成的照相機(jī)模型對稱透視投影成像相機(jī)模型位置方向8立體視覺的生成與獲取立體圖像生成的照相機(jī)模型8立體視覺的生成與獲取立體圖像生成的照相機(jī)模型對稱透視投影成像相機(jī)模型（cont.)寬高比視角9立體視覺的生成與獲取立體圖像生成的照相機(jī)模型9立體視覺的生成與獲取10立體視覺的生成與獲取立體圖像生成的照相機(jī)模型對稱透視投影成像相機(jī)模型（cont.)近裁剪平面距離與遠(yuǎn)裁剪平面距離10立體視覺的生成與獲取立體圖像生成的照相機(jī)模型11立體視覺的生成與獲取立體圖像生成的照相機(jī)模型對稱透視投影成像相機(jī)模型（cont.)焦距11立體視覺的生成與獲取立體圖像生成的照相機(jī)模型12立體視覺的生成與獲取立體圖像生成的照相機(jī)模型對稱透視投影成像相機(jī)模型（cont.)左右眼視差（Parallax）為生成立體圖像，計算機(jī)必須針對同一場景生成兩幅不同的圖像分別按照觀察者左、右眼的位置實時繪制12立體視覺的生成與獲取立體圖像生成的照相機(jī)模型13立體視覺的生成與獲取立體視覺的捕獲必須借助于一定的觀察設(shè)備，使計算機(jī)生成的左、右眼圖像分別為觀察者的左、右眼所接收常用的立體視覺設(shè)備HMD立體眼鏡

13立體視覺的生成與獲取立體視覺的捕獲14虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備WIMP交互范式已不再適用Windows，Icons，Menus，Pointingdevices用戶將通過一系列新的交互手段，與虛擬世界中的物體進(jìn)行直接的、三維的交互三維鼠標(biāo)WAND數(shù)據(jù)手套麥克風(fēng)…14虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備WIMP交互范式已不再適用15虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備三維定位跟蹤設(shè)備用于跟蹤用戶當(dāng)前方位的傳感器大多數(shù)具有6自由度（6-DOF）位置和方向各3自由度佩戴于用戶身體的某些部位可對相應(yīng)部位進(jìn)行跟蹤一般采用電磁技術(shù)、超聲技術(shù)、光學(xué)技術(shù)，也有基于慣性的和純機(jī)械方式的15虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備三維定位跟蹤設(shè)備16虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備三維定位跟蹤設(shè)備電磁式跟蹤器示例

16虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備三維定位跟蹤設(shè)備17虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備三維定位跟蹤設(shè)備Logitech超聲三維鼠標(biāo)

17虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備三維定位跟蹤設(shè)備18虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備三維定位跟蹤設(shè)備光學(xué)跟蹤器

18虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備三維定位跟蹤設(shè)備19虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備手持式交互設(shè)備Wand/Wanda美國Illonis大學(xué)EVL實驗室開發(fā)主要用于CAVE、ImmersaDesk等虛擬環(huán)境中類似于三維鼠標(biāo)，上有三個按鍵和一個操縱桿（Joystick）19虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備手持式交互設(shè)備20虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備手持式交互設(shè)備WiiRemote任天堂游戲主機(jī)Wii的主要控制器外形及按鈕操作與電視遙控器類似可握持在手中，特別適合于指向、揮動等操作

20虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備手持式交互設(shè)備21虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備數(shù)據(jù)手套附有傳感器，分布在手掌和手指的關(guān)節(jié)處，以獲取用戶手形的準(zhǔn)確信息傳感有電磁式、機(jī)械式或光學(xué)式傳感器捕獲的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成關(guān)節(jié)角度數(shù)據(jù)，用于控制虛擬手的運(yùn)動21虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備數(shù)據(jù)手套22虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備數(shù)據(jù)手套傳感器的典型配置22-dof22虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備數(shù)據(jù)手套傳感器的典型配置22-dof23虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備23虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備24虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備24虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備25虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備25虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備26虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備26虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備27虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備交互設(shè)備的軟件支持硬件接口標(biāo)準(zhǔn)的串行設(shè)備接口（即RS-232）并行口其它接口（如USB或無線通訊接口）軟件接口幾乎每一種設(shè)備均未采用標(biāo)準(zhǔn)的軟件接口使用各自獨有的接口控制協(xié)議或命令指令集27虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備交互設(shè)備的軟件支持28虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備交互設(shè)備的軟件支持軟件供應(yīng)商必須為每一硬件供應(yīng)商的輸入設(shè)備單獨設(shè)計應(yīng)用接口驅(qū)動程序虛擬現(xiàn)實軟件間的區(qū)別（就交互設(shè)備而言）所能支持的輸入設(shè)備的多少設(shè)備與各自系統(tǒng)的集成方式是否有能力進(jìn)行擴(kuò)充以支持新的交互設(shè)備28虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備交互設(shè)備的軟件支持VR系統(tǒng)的主要不同之處在于系統(tǒng)與用戶之間界面基于系統(tǒng)與用戶界面劃分桌面型VR系統(tǒng)頭盔型VR系統(tǒng)基于投影顯示的VR系統(tǒng)遙在系統(tǒng)…29虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類VR系統(tǒng)的主要不同之處在于系統(tǒng)與用戶之間界面29虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)30桌面型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)采用計算機(jī)屏幕作為立體顯示載體輔以一定的聲音輸出設(shè)備、三維交互設(shè)備和立體眼鏡等傳統(tǒng)計算機(jī)圖形學(xué)的自然擴(kuò)展具有好的性價比，但沉浸感略差30桌面型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)采用計算機(jī)屏幕作為立體顯示載體31基于HMD的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)利用HMD等設(shè)備把用戶的視覺、聽覺對外界封閉起來用戶完全投入到虛擬環(huán)境中能提供好的沉浸感阻斷了人與人間的交流31基于HMD的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)利用HMD等設(shè)備把用戶的視覺、聽32基于投影顯示的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)利用大規(guī)模投影顯示設(shè)備讓用戶完全或部分融入虛擬環(huán)境沉浸式典型代表：CAVE半沉浸式典型代表：Workbench32基于投影顯示的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)利用大規(guī)模投影顯示設(shè)備讓用戶完33基于投影顯示的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)CAVE美國Illonis大學(xué)EVL實驗室首創(chuàng)由3～6個投影屏幕組成正方體形狀計算機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生立體圖像，經(jīng)投影儀分別投射到對應(yīng)的屏幕上用戶戴著立體眼鏡站于CAVE的內(nèi)部立體眼鏡上附有6-DOF跟蹤設(shè)備對用戶頭部運(yùn)動進(jìn)行實時跟蹤聲音系統(tǒng)33基于投影顯示的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)CAVE34基于投影顯示的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)CAVE示意圖34基于投影顯示的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)CAVE示意圖35基于投影顯示的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)CAVE示例

35基于投影顯示的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)CAVE示例36基于投影顯示的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)VirtualWorkbenchTM

衛(wèi)星虛擬裝配36基于投影顯示的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)VirtualWorkben37遙在系統(tǒng)將現(xiàn)實世界中遠(yuǎn)程場景與操作人員的感官直接連通，讓用戶感覺就像親臨現(xiàn)場一樣利用計算機(jī)圖形、人機(jī)交互、傳感器、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)遠(yuǎn)程傳感器可安裝在機(jī)器人身上機(jī)器人身上有小型攝像系統(tǒng)需感知用戶位置、動作、語音等，將其傳送到遠(yuǎn)程操控遠(yuǎn)程對象用戶與遠(yuǎn)程對象進(jìn)行信息雙向交流

37遙在系統(tǒng)將現(xiàn)實世界中遠(yuǎn)程場景與操作人員的感官直接連通，讓38遙在系統(tǒng)示例：

Cisco遠(yuǎn)程電話會議系統(tǒng)

/dlls/2006/prod_102306b.html38遙在系統(tǒng)示例：Cisco遠(yuǎn)程電話會議系統(tǒng)http39增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)將計算機(jī)生成的圖形與用戶在真實物理世界獲取的視覺信息組合在一起使用戶產(chǎn)生全新的體驗，提高對現(xiàn)實世界中的事物和物理現(xiàn)象的洞察力終極目標(biāo)：用戶感覺不到現(xiàn)實世界中的真實物體與用于增強(qiáng)視覺信息的虛擬物體之間的差別39增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)將計算機(jī)生成的圖形與用戶在真實物理世界獲取的40增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)Milgrim的現(xiàn)實--虛擬連續(xù)流40增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)Milgrim的現(xiàn)實--虛擬連續(xù)流41增強(qiáng)現(xiàn)實系統(tǒng)系統(tǒng)組成41增強(qiáng)現(xiàn)實系統(tǒng)系統(tǒng)組成42增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)顯示技術(shù)基于光學(xué)視透式HMD的增強(qiáng)現(xiàn)實顯示原理42增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)顯示技術(shù)43增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)顯示技術(shù)基于屏幕的增強(qiáng)現(xiàn)實顯示原理43增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)顯示技術(shù)44增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)顯示技術(shù)基于視頻視透式HMD的增強(qiáng)現(xiàn)實顯示原理44增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)顯示技術(shù)45增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)配準(zhǔn)（registration）問題將位于不同坐標(biāo)系中的物體統(tǒng)一到一個共同的坐標(biāo)系中AR系統(tǒng)涉及多個空間，每個空間都有各自不同的坐標(biāo)系配準(zhǔn)是實現(xiàn)虛擬景物圖像和真實世界圖像之間正確融合的前提配準(zhǔn)錯誤將導(dǎo)致用戶的注意力分散，甚至無法工作45增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)配準(zhǔn)（registration）問題46增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)配準(zhǔn)困難的原因需對人和攝像機(jī)的運(yùn)動進(jìn)行實時跟蹤運(yùn)動跟蹤可借助跟蹤設(shè)備來完成，但如何校正這些運(yùn)動數(shù)據(jù)以消除噪聲?系統(tǒng)所采用的顯示方式?jīng)Q定了虛擬景物圖像配準(zhǔn)到真實場景圖像的精度需要對人眼的結(jié)構(gòu)、攝像系統(tǒng)的參數(shù)或其它顯示設(shè)備有更多了解46增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)配準(zhǔn)困難的原因47增強(qiáng)現(xiàn)實的應(yīng)用領(lǐng)域軍事領(lǐng)域47增強(qiáng)現(xiàn)實的應(yīng)用領(lǐng)域軍事領(lǐng)域48增強(qiáng)現(xiàn)實的應(yīng)用領(lǐng)域醫(yī)學(xué)領(lǐng)域48增強(qiáng)現(xiàn)實的應(yīng)用領(lǐng)域醫(yī)學(xué)領(lǐng)域49增強(qiáng)現(xiàn)實的應(yīng)用領(lǐng)域工程領(lǐng)域49增強(qiáng)現(xiàn)實的應(yīng)用領(lǐng)域工程領(lǐng)域50增強(qiáng)現(xiàn)實的應(yīng)用領(lǐng)域虛擬演播室

50增強(qiáng)現(xiàn)實的應(yīng)用領(lǐng)域虛擬演播室51增強(qiáng)現(xiàn)實的應(yīng)用領(lǐng)域虛擬演播室（cont.）

51增強(qiáng)現(xiàn)實的應(yīng)用領(lǐng)域虛擬演播室（cont.）虛擬現(xiàn)實技術(shù)簡介授課教師：侯守明 單位：河南理工大學(xué)計算機(jī)學(xué)院虛擬現(xiàn)實技術(shù)簡介授課教師：侯守明 53主要內(nèi)容虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點及組成立體視覺的生成與獲取虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)2主要內(nèi)容虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點及組成54虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點及組成虛擬現(xiàn)實技術(shù)綜合圖形、圖像、聲音、手勢、語音等要素，試圖給計算機(jī)使用者創(chuàng)造一種全新的感官體驗，使其具有置身于真實世界的感覺“虛擬環(huán)境是使人們具有沉浸感的由計算機(jī)生成的、交互的、三維的環(huán)境”

---AukstakalnisSandBlatnerD.3虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點及組成虛擬現(xiàn)實技術(shù)綜合圖形、圖像、聲音、55虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點及組成主要特點沉浸感如同置身于真實環(huán)境中：三維、立體、多通道高交互性可采取現(xiàn)實生活中習(xí)以為常的方式來操縱虛擬環(huán)境中的物體實時性依視點位置和視線方向?qū)崟r地改變畫面，并實時產(chǎn)生聽覺、觸覺/力覺響應(yīng)4虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點及組成主要特點56虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點及組成典型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的組成計算機(jī)系統(tǒng)用戶虛擬環(huán)境人機(jī)界面

5虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點及組成典型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的組成57虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點及組成基于HMD的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的構(gòu)成

6虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點及組成基于HMD的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的構(gòu)成58立體視覺的生成與獲取產(chǎn)生沉浸感的至關(guān)重要的因素立體圖像與觀察者視點和視線方向一致實時生成人類立體視覺的產(chǎn)生7立體視覺的生成與獲取產(chǎn)生沉浸感的至關(guān)重要的因素立體圖像生成的照相機(jī)模型對稱透視投影成像相機(jī)模型位置方向59立體視覺的生成與獲取立體圖像生成的照相機(jī)模型8立體視覺的生成與獲取立體圖像生成的照相機(jī)模型對稱透視投影成像相機(jī)模型（cont.)寬高比視角60立體視覺的生成與獲取立體圖像生成的照相機(jī)模型9立體視覺的生成與獲取61立體視覺的生成與獲取立體圖像生成的照相機(jī)模型對稱透視投影成像相機(jī)模型（cont.)近裁剪平面距離與遠(yuǎn)裁剪平面距離10立體視覺的生成與獲取立體圖像生成的照相機(jī)模型62立體視覺的生成與獲取立體圖像生成的照相機(jī)模型對稱透視投影成像相機(jī)模型（cont.)焦距11立體視覺的生成與獲取立體圖像生成的照相機(jī)模型63立體視覺的生成與獲取立體圖像生成的照相機(jī)模型對稱透視投影成像相機(jī)模型（cont.)左右眼視差（Parallax）為生成立體圖像，計算機(jī)必須針對同一場景生成兩幅不同的圖像分別按照觀察者左、右眼的位置實時繪制12立體視覺的生成與獲取立體圖像生成的照相機(jī)模型64立體視覺的生成與獲取立體視覺的捕獲必須借助于一定的觀察設(shè)備，使計算機(jī)生成的左、右眼圖像分別為觀察者的左、右眼所接收常用的立體視覺設(shè)備HMD立體眼鏡

13立體視覺的生成與獲取立體視覺的捕獲65虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備WIMP交互范式已不再適用Windows，Icons，Menus，Pointingdevices用戶將通過一系列新的交互手段，與虛擬世界中的物體進(jìn)行直接的、三維的交互三維鼠標(biāo)WAND數(shù)據(jù)手套麥克風(fēng)…14虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備WIMP交互范式已不再適用66虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備三維定位跟蹤設(shè)備用于跟蹤用戶當(dāng)前方位的傳感器大多數(shù)具有6自由度（6-DOF）位置和方向各3自由度佩戴于用戶身體的某些部位可對相應(yīng)部位進(jìn)行跟蹤一般采用電磁技術(shù)、超聲技術(shù)、光學(xué)技術(shù)，也有基于慣性的和純機(jī)械方式的15虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備三維定位跟蹤設(shè)備67虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備三維定位跟蹤設(shè)備電磁式跟蹤器示例

16虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備三維定位跟蹤設(shè)備68虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備三維定位跟蹤設(shè)備Logitech超聲三維鼠標(biāo)

17虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備三維定位跟蹤設(shè)備69虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備三維定位跟蹤設(shè)備光學(xué)跟蹤器

18虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備三維定位跟蹤設(shè)備70虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備手持式交互設(shè)備Wand/Wanda美國Illonis大學(xué)EVL實驗室開發(fā)主要用于CAVE、ImmersaDesk等虛擬環(huán)境中類似于三維鼠標(biāo)，上有三個按鍵和一個操縱桿（Joystick）19虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備手持式交互設(shè)備71虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備手持式交互設(shè)備WiiRemote任天堂游戲主機(jī)Wii的主要控制器外形及按鈕操作與電視遙控器類似可握持在手中，特別適合于指向、揮動等操作

20虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備手持式交互設(shè)備72虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備數(shù)據(jù)手套附有傳感器，分布在手掌和手指的關(guān)節(jié)處，以獲取用戶手形的準(zhǔn)確信息傳感有電磁式、機(jī)械式或光學(xué)式傳感器捕獲的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成關(guān)節(jié)角度數(shù)據(jù)，用于控制虛擬手的運(yùn)動21虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備數(shù)據(jù)手套73虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備數(shù)據(jù)手套傳感器的典型配置22-dof22虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備數(shù)據(jù)手套傳感器的典型配置22-dof74虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備23虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備75虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備24虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備76虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備25虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備77虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備26虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備78虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備交互設(shè)備的軟件支持硬件接口標(biāo)準(zhǔn)的串行設(shè)備接口（即RS-232）并行口其它接口（如USB或無線通訊接口）軟件接口幾乎每一種設(shè)備均未采用標(biāo)準(zhǔn)的軟件接口使用各自獨有的接口控制協(xié)議或命令指令集27虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備交互設(shè)備的軟件支持79虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備交互設(shè)備的軟件支持軟件供應(yīng)商必須為每一硬件供應(yīng)商的輸入設(shè)備單獨設(shè)計應(yīng)用接口驅(qū)動程序虛擬現(xiàn)實軟件間的區(qū)別（就交互設(shè)備而言）所能支持的輸入設(shè)備的多少設(shè)備與各自系統(tǒng)的集成方式是否有能力進(jìn)行擴(kuò)充以支持新的交互設(shè)備28虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備交互設(shè)備的軟件支持VR系統(tǒng)的主要不同之處在于系統(tǒng)與用戶之間界面基于系統(tǒng)與用戶界面劃分桌面型VR系統(tǒng)頭盔型VR系統(tǒng)基于投影顯示的VR系統(tǒng)遙在系統(tǒng)…80虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類VR系統(tǒng)的主要不同之處在于系統(tǒng)與用戶之間界面29虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)81桌面型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)采用計算機(jī)屏幕作為立體顯示載體輔以一定的聲音輸出設(shè)備、三維交互設(shè)備和立體眼鏡等傳統(tǒng)計算機(jī)圖形學(xué)的自然擴(kuò)展具有好的性價比，但沉浸感略差30桌面型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)采用計算機(jī)屏幕作為立體顯示載體82基于HMD的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)利用HMD等設(shè)備把用戶的視覺、聽覺對外界封閉起來用戶完全投入到虛擬環(huán)境中能提供好的沉浸感阻斷了人與人間的交流31基于HMD的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)利用HMD等設(shè)備把用戶的視覺、聽83基于投影顯示的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)利用大規(guī)模投影顯示設(shè)備讓用戶完全或部分融入虛擬環(huán)境沉浸式典型代表：CAVE半沉浸式典型代表：Workbench32基于投影顯示的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)利用大規(guī)模投影顯示設(shè)備讓用戶完84基于投影顯示的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)CAVE美國Illonis大學(xué)EVL實驗室首創(chuàng)由3～6個投影屏幕組成正方體形狀計算機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生立體圖像，經(jīng)投影儀分別投射到對應(yīng)的屏幕上用戶戴著立體眼鏡站于CAVE的內(nèi)部立體眼鏡上附有6-DOF跟蹤設(shè)備對用戶頭部運(yùn)動進(jìn)行實時跟蹤聲音系統(tǒng)33基于投影顯示的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)CAVE85基于投影顯示的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)CAVE示意圖34基于投影顯示的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)CAVE示意圖86基于投影顯示的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)CAVE示例

35基于投影顯示的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)CAVE示例87基于投影顯示的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)VirtualWorkbenchTM

衛(wèi)星虛擬裝配36基于投影顯示的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)VirtualWorkben88遙在系統(tǒng)將現(xiàn)實世界中遠(yuǎn)程場景與操作人員的感官直接連通，讓用戶感覺就像親臨現(xiàn)場一樣利用計算機(jī)圖形、人機(jī)交互、傳感器、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)遠(yuǎn)程傳感器可安裝在機(jī)器人身上機(jī)器人身上有小型攝像系統(tǒng)需感知用戶位置、動作、語音等，將其傳送到遠(yuǎn)程操控遠(yuǎn)程對象用戶與遠(yuǎn)程對象進(jìn)行信息雙向交流

37遙在系統(tǒng)將現(xiàn)實世界中遠(yuǎn)程場景與操作人員的感官直接連通，讓89遙在系統(tǒng)示例：

Cisco遠(yuǎn)程電話會議系統(tǒng)

/dlls/2006/prod_102306b.html38遙在系統(tǒng)示例：Cisco遠(yuǎn)程電話會議系統(tǒng)http90增強(qiáng)現(xiàn)