《虛擬現(xiàn)實技術(shù)》教學(xué)大綱

課程簡介課程名稱虛擬現(xiàn)實技術(shù)課程英文名VirtualRealityTechnology學(xué)分4學(xué)時64中文課程內(nèi)容簡介本課程進行初步、系統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)設(shè)計思維和虛擬現(xiàn)實開系統(tǒng)開發(fā)工具使用技能的訓(xùn)練，培養(yǎng)正確的交互設(shè)計理念和科學(xué)的工作方法。要對設(shè)計體系的初步認識，對設(shè)計過程的感性認識和一般了解。循序漸進的人機交互設(shè)計理論體系和專業(yè)基礎(chǔ)知識，掌握初步的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)及技術(shù)概念和理論。英文課程內(nèi)容簡介Thiscourseprovidesapreliminary,systematictrainingofthedesignmethodsofvisualrealitysystemandtheskillsofthedevelopmenttoolsofvirtualrealitysystem.Thecorrectdesignideasofinteractionandscientificworkingmethodswillbedeveloped.Thepreliminaryknowledgeofdesignsystem,theperceptualknowledgeandthecommonknowledgeofdesignsystemshouldbeachieved.Thesystemofdesigntheoryofhuman-computerinteractionandprofessionalbasicknowledgeshouldbelearnedstepbystepandpreliminaryknowledge,technologicalconceptandtheoriesofvirtualrealitysystemshouldbemastered.任課教師簡介熊巍，博士/副教授，從事虛擬交互設(shè)計、人機交互技術(shù)、自動控制設(shè)計等方面的研究，講授課程有《工程制圖》《虛擬現(xiàn)實技術(shù)》等?！短摂M現(xiàn)實技術(shù)》教學(xué)大綱總學(xué)時：64理論課學(xué)時：32實驗課學(xué)時：32學(xué)分：4一、課程的性質(zhì)專業(yè)領(lǐng)域選修課二、課程的目的與教學(xué)基本要求虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種最為強大的人機交互技術(shù)，一直是信息領(lǐng)域研究開發(fā)和應(yīng)用的熱點方向之一。本課程立足于虛擬現(xiàn)實的“31”特性，從技術(shù)和應(yīng)用兩個方向全面系統(tǒng)地講述虛擬現(xiàn)實的基礎(chǔ)理論和實踐技能，包括對虛擬現(xiàn)實最新硬件設(shè)備和高級軟件技術(shù)的講解，以及虛擬現(xiàn)實傳統(tǒng)應(yīng)用和最新應(yīng)用的介紹。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解并掌握虛擬現(xiàn)實的基本概念和術(shù)語、系統(tǒng)組成及應(yīng)用領(lǐng)域，了解虛擬現(xiàn)實的計算機體系結(jié)構(gòu)、輸入輸出設(shè)備，以及有關(guān)的人的因素；結(jié)合上機實驗，了解虛擬現(xiàn)實的建模技術(shù)，掌握應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的基本技能。要求：理解VR中的31特性；了解VR中的輸入、輸出設(shè)備；3.了解VR的建模方法；了解VR的編程工具與方法；了解VR的應(yīng)用情況。三、課程適用專業(yè)工業(yè)設(shè)計專業(yè)理科生源的學(xué)生。四、課程的教學(xué)內(nèi)容、要求與學(xué)時分配第1部分VR系統(tǒng)簡介（4學(xué)時）具體內(nèi)容：1）虛擬現(xiàn)實的31特性2）虛擬現(xiàn)實的發(fā)展簡史3）構(gòu)成VR系統(tǒng)的五個典型組成部分4）VR技術(shù)的分類重點：掌握VR系統(tǒng)的五個典型組成部分。第2部分輸入輸出設(shè)備（2學(xué)時）具體內(nèi)容：1）三維位置跟蹤器：性能參數(shù)；機械、電磁、超聲波、光學(xué)、混合慣性跟蹤器2）漫游和操縱接口：基于跟蹤器的漫游／操縱接口；跟蹤球；三維探針3）手勢接口4）體感輸入5）圖形顯示設(shè)備6）聲音顯示設(shè)備7）觸覺反饋重點：三維位置跟蹤器的設(shè)計原理與應(yīng)用范圍。圖形顯示設(shè)備的分類與應(yīng)用。難點：體感輸入的應(yīng)用前景，立體圖像的生程技術(shù)第3部分VR的計算體系結(jié)構(gòu)（2學(xué)時）具體內(nèi)容：1）繪制流水線2）基于PC的圖形體系結(jié)構(gòu)3）基于工作站的體系結(jié)構(gòu)4）分布式VR體系結(jié)構(gòu)：多流水線同步；聯(lián)合定位繪制流水線；分布式虛擬環(huán)境重點：掌握繪制流水線構(gòu)成。難點：分布式虛擬環(huán)境設(shè)計。第4部分VR建模（4學(xué)時）具體內(nèi)容：1）幾何建模2）運動建模3）物理建模4）行為建模5）模型管理重點：掌握幾何建模、運動建模、行為建模、模型管理技術(shù)構(gòu)成。難點：物理建模和模型管理技術(shù)。第5部分VR編程（14學(xué)時）具體內(nèi)容：1）工具包和場景圖2）EON：幾何建模與外觀；場景圖；傳感器和動作函數(shù)；網(wǎng)絡(luò)開發(fā)3）JAVA3D——幾何建模與外觀；場景圖；傳感器和行為；網(wǎng)絡(luò)開發(fā)4）OpenGL利用三維圖形庫進行底層開發(fā)重點：掌握工具包和場景圖技術(shù)構(gòu)成、Java3D、OpenGL編程。難點：基于OpenGL設(shè)計場景圖及交互第6部分VR中的“人的因素”（2學(xué)時）具體內(nèi)容：1）研究方法和專業(yè)術(shù)語2）使用者表現(xiàn)研究3）VR健康和安全問題4）VR與社會重點：掌握研究方法和專業(yè)術(shù)語。難點：VR與社會應(yīng)用的結(jié)合。第7部分傳統(tǒng)的VR應(yīng)用(2學(xué)時)具體內(nèi)容：VR在醫(yī)療中的應(yīng)用VR在教育、藝術(shù)以及娛樂中的應(yīng)用VR在軍事中的應(yīng)用重點：掌握VR的應(yīng)用范圍。難點：VR的應(yīng)用深度。第8部分新型的VR應(yīng)用(2學(xué)時)具體內(nèi)容：VR在制造業(yè)中的應(yīng)用VR在機器人領(lǐng)域中的應(yīng)用信息可視化——VR在油氣勘探和完善管理中的應(yīng)用；體數(shù)據(jù)的可視化重點：掌握VR相關(guān)的信息可視化技術(shù)構(gòu)成。難點：VR與具體行業(yè)的結(jié)合。五、教材和主要參考資料教材：GrigoreC.Burdea.虛擬現(xiàn)實技術(shù).第二版.電子工業(yè)出