虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究與發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第1頁(yè)主講內(nèi)容技術(shù)概論相關(guān)技術(shù)建模語(yǔ)言發(fā)展歷程技術(shù)概念系統(tǒng)特征簡(jiǎn)單介紹VRML發(fā)展史系統(tǒng)分類發(fā)展與應(yīng)用系統(tǒng)組成VRML應(yīng)用研究現(xiàn)實(shí)狀況

發(fā)展趨勢(shì)

應(yīng)用

VRML基本特點(diǎn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第2頁(yè)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念

虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual

Reality，簡(jiǎn)稱VR)，又譯為臨境，靈境技術(shù)等。是以沉醉性、交互性和構(gòu)想性為基本特征計(jì)算機(jī)高級(jí)人機(jī)界面。經(jīng)過(guò)視、聽(tīng)、觸等感知行為使得用戶產(chǎn)生一個(gè)沉醉于虛擬環(huán)境感覺(jué)，并與虛擬環(huán)境相互作用從而引發(fā)虛擬環(huán)境實(shí)時(shí)改變，并能夠經(jīng)過(guò)語(yǔ)言、手勢(shì)等自然方式與之進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，創(chuàng)建了一個(gè)適人化多維信息空間，含有遼闊應(yīng)用前景虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第3頁(yè)發(fā)展歷程20世紀(jì)50年代至70年代,是VR技術(shù)準(zhǔn)備階段；80年代初至80年代中期,是VR技術(shù)系統(tǒng)化、開(kāi)始走出試驗(yàn)室進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段；80年代末至90年代初,是VR技術(shù)迅猛發(fā)展階段；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第4頁(yè)第一階段

50～70年代,為虛擬現(xiàn)實(shí)探索階段。1965年由美國(guó)MortonHeileg開(kāi)發(fā)了一個(gè)稱做Sensorama摩托車仿真器,不但含有三維視頻及立體聲效果,還能產(chǎn)生風(fēng)吹感覺(jué)和街道氣味。1968年,美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)家I1E1Sutherland在哈佛大學(xué)組織開(kāi)發(fā)了第一個(gè)計(jì)算機(jī)圖形驅(qū)動(dòng)頭盔顯示器HMD及頭部位置跟蹤系統(tǒng),成為VR技術(shù)發(fā)展史上一個(gè)主要里程碑,為虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第5頁(yè)第二階段80年代初至80年代中期,開(kāi)始形成VR技術(shù)基本概念,開(kāi)始由試驗(yàn)進(jìn)入實(shí)用階段,其主要標(biāo)志是:1985年在MichaelMcGreevy領(lǐng)導(dǎo)下完成VIEW虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng),裝備了數(shù)據(jù)手套和頭部跟蹤器,提供了手勢(shì)、語(yǔ)言等交互伎倆,使VIEW成為名副其實(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng),成為以后開(kāi)發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)體系結(jié)構(gòu)。其它如VPL企業(yè)開(kāi)發(fā)了用于生成虛擬現(xiàn)實(shí)RB2軟件和DataGlove數(shù)據(jù)手套,為虛擬現(xiàn)實(shí)提供了開(kāi)發(fā)工具。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第6頁(yè)第三階段80年代末至90年代初,為虛擬現(xiàn)實(shí)全方面發(fā)展階段。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)從試驗(yàn)室試驗(yàn)階段走向了市場(chǎng)實(shí)用階段,對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究也從基本理論和系統(tǒng)組成研究轉(zhuǎn)向應(yīng)用過(guò)程中所碰到詳細(xì)問(wèn)題探討。在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中只有各種交互設(shè)備還不夠,還必須提供基本軟件支撐環(huán)境,用戶能方便地結(jié)構(gòu)虛擬環(huán)境并與虛擬環(huán)境進(jìn)行高級(jí)交互。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第7頁(yè)系統(tǒng)特征主要借助于VR系統(tǒng)中特殊硬件設(shè)備、使用戶能經(jīng)過(guò)自然方式，產(chǎn)生同在真實(shí)世界中一樣感覺(jué)。指用戶感受到被虛擬世界所包圍，好像完全置身于虛擬世界之中一樣。指虛擬環(huán)境是人想象出來(lái)，同時(shí)這種想象表達(dá)出設(shè)計(jì)者對(duì)應(yīng)思想，因而能夠用來(lái)實(shí)現(xiàn)一定目標(biāo)。沉醉性交互性想象性虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第8頁(yè)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)輸入輸出設(shè)備應(yīng)用軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)用戶虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第9頁(yè)系統(tǒng)分類VR系統(tǒng)增強(qiáng)式

桌面式

沉醉式分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第10頁(yè)沉醉式VR系統(tǒng)

沉醉式VR系統(tǒng)提供完全沉醉體驗(yàn)，使用戶有一個(gè)完全置身于虛擬世界之中感覺(jué)。它通常把參加者視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和其它感覺(jué)封閉起來(lái)，并提供一個(gè)新、虛擬感覺(jué)空間，利用空間位置跟蹤定位設(shè)備、數(shù)據(jù)手套、其它手控輸入設(shè)備、聲音設(shè)備等使得參加者產(chǎn)生一個(gè)完全投入并沉醉于其中感覺(jué)，是一個(gè)較理想VR系統(tǒng)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第11頁(yè)桌面式VR系統(tǒng)桌面式VR系統(tǒng)也稱窗口VR，它是利用個(gè)人計(jì)算機(jī)或圖形工作站等設(shè)備，采取立體圖形、自然交互等技術(shù)，產(chǎn)生三維立體空間交互場(chǎng)景，利用計(jì)算機(jī)屏幕作為觀察虛擬世界一個(gè)窗口，經(jīng)過(guò)各種輸入設(shè)備實(shí)現(xiàn)與虛擬世界交互。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第12頁(yè)增強(qiáng)式VR系統(tǒng)增強(qiáng)式VR系統(tǒng)簡(jiǎn)稱增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR），它既允許用戶看到真實(shí)世界，同時(shí)也能看到疊加在真實(shí)世界上虛擬對(duì)象，它是把真實(shí)環(huán)境和虛擬環(huán)境結(jié)合起來(lái)一個(gè)系統(tǒng)，既可降低組成復(fù)雜場(chǎng)景開(kāi)銷，又可對(duì)實(shí)際物體進(jìn)行操作，真正到達(dá)了亦真亦幻境界。在增強(qiáng)式VR系統(tǒng)中，虛擬對(duì)象所提供信息往往是用戶無(wú)法憑借其本身感覺(jué)器官直接感知深層信息，用戶能夠利用虛擬對(duì)象所提供信息來(lái)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界認(rèn)知，這就是增強(qiáng)式VR系統(tǒng)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第13頁(yè)分布式VR系統(tǒng)

分布式VR系統(tǒng)（DVR）是一個(gè)較為經(jīng)典實(shí)例。DVR系統(tǒng)是VR技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展和結(jié)合產(chǎn)物，是一個(gè)在網(wǎng)絡(luò)虛擬世界中，位于不一樣物理位置多個(gè)用戶或多個(gè)虛擬世界，經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接成共享信息系統(tǒng)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第14頁(yè)環(huán)境建模技術(shù)

實(shí)時(shí)三維圖形繪制技術(shù)

三維虛擬聲音顯示技術(shù)

自然交互與傳感技術(shù)

碰撞檢測(cè)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相關(guān)技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第15頁(yè)Title物理建模技術(shù)幾何建模技術(shù)行為建模技術(shù)環(huán)境建模技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第16頁(yè)幾何建模技術(shù)幾何建模技術(shù)主要研究對(duì)象是對(duì)物體幾何信息表示與處理，它是包括表示幾何信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以及相關(guān)結(jié)構(gòu)與操縱數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法建模方法。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第17頁(yè)物理建模技術(shù)

建模技術(shù)深入發(fā)展產(chǎn)物是物理建模，也就是在建模時(shí)要考慮對(duì)象物理屬性。經(jīng)典物理建模技術(shù)有分形技術(shù)和粒子系統(tǒng)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第18頁(yè)行為建模技術(shù)

行為建模技術(shù)主要研究是物體運(yùn)動(dòng)處理和對(duì)其行為描述，表達(dá)了虛擬環(huán)境中建模特征。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第19頁(yè)基于幾何圖形實(shí)時(shí)繪制技術(shù)基于圖像實(shí)時(shí)繪制技術(shù).實(shí)時(shí)三維圖形繪制技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第20頁(yè)

基于幾何圖形實(shí)時(shí)繪制技術(shù)

為了確保三維圖形顯示能實(shí)現(xiàn)刷新頻率不低于30幀/秒，除了在硬件方面采取高性能計(jì)算機(jī)外，還必須選擇適當(dāng)算法來(lái)降低場(chǎng)景復(fù)雜度（即降低圖形系統(tǒng)處理多邊形數(shù)目）。當(dāng)前，用于降低場(chǎng)景復(fù)雜度，以提升三維場(chǎng)景動(dòng)態(tài)顯示速度慣用方法有預(yù)測(cè)計(jì)算、脫機(jī)計(jì)算、場(chǎng)景分塊、可見(jiàn)消隱、細(xì)節(jié)層次模型等，其中細(xì)節(jié)層次模型應(yīng)用較為普遍虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第21頁(yè)1．預(yù)測(cè)計(jì)算依據(jù)物體各種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，如手移動(dòng)，可在下一幀畫面繪制之前用預(yù)測(cè)方法推算出手位置，從而降低由輸入設(shè)備所帶來(lái)延遲。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第22頁(yè)2．脫機(jī)計(jì)算因?yàn)閂R系統(tǒng)是一個(gè)較為復(fù)雜系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用中能夠盡可能將一些可預(yù)先計(jì)算好數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)先計(jì)算并存放在系統(tǒng)中，這么可加緊需要運(yùn)行時(shí)速度。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第23頁(yè)3．場(chǎng)景分塊將一個(gè)復(fù)雜場(chǎng)景劃分成若干個(gè)子場(chǎng)景，各個(gè)子場(chǎng)景間幾乎不可見(jiàn)或完全不可見(jiàn)。這么，系統(tǒng)就能有效地降低在某一時(shí)刻所需要顯示多邊形數(shù)目，從而有效降低了場(chǎng)景復(fù)雜度。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第24頁(yè)4．可見(jiàn)消隱使用這種方法，系統(tǒng)僅顯示用戶當(dāng)前能“看見(jiàn)”場(chǎng)景，當(dāng)用戶僅能看到整個(gè)場(chǎng)景中很小部分時(shí)，因?yàn)橄到y(tǒng)僅顯示對(duì)應(yīng)場(chǎng)景，此時(shí)可大大降低所需顯示多邊形數(shù)目。然而，當(dāng)用戶“看見(jiàn)”場(chǎng)景較復(fù)雜時(shí)，這種方法就作用不大。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第25頁(yè)5．細(xì)節(jié)層次模型所謂細(xì)節(jié)層次模型（LevelOfDetail，LOD），是對(duì)同一個(gè)場(chǎng)景或場(chǎng)景中物體使用含有不一樣細(xì)節(jié)描述方法得到一組模型。在實(shí)時(shí)繪制時(shí)，對(duì)場(chǎng)景中不一樣物體或物體不一樣部分采取不一樣細(xì)節(jié)描述方法。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第26頁(yè)基于圖像實(shí)時(shí)繪制技術(shù)

基于圖像繪制技術(shù)（ImageBasedRendering，IBR）是采取一些預(yù)先生成場(chǎng)景畫面，對(duì)靠近于視點(diǎn)或視線方向畫面進(jìn)行變換、插值與變形，從而快速得到當(dāng)前視點(diǎn)處場(chǎng)景畫面。當(dāng)前，基于圖像繪制技術(shù)主要有兩種1．全景技術(shù)2．圖像插值及視圖變換技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第27頁(yè)全景技術(shù)全景技術(shù)是指在一個(gè)場(chǎng)景中一個(gè)觀察點(diǎn)用相機(jī)每旋轉(zhuǎn)一下角度拍攝得到一組照片，再在計(jì)算機(jī)采取各種工具軟件拼接成一個(gè)全景圖像。它所形成數(shù)據(jù)較小，對(duì)計(jì)算機(jī)配置要求低，適合用于桌面式VR系統(tǒng)，建模速度快，但普通一個(gè)場(chǎng)景只有一個(gè)觀察點(diǎn)，所以交互性較差。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第28頁(yè)圖像插值及視圖變換技術(shù)研究人員研究了依據(jù)在不一樣觀察點(diǎn)所拍攝圖像，交互地給出或自動(dòng)得到相鄰兩個(gè)圖像之間對(duì)應(yīng)點(diǎn)，采取插值或視圖變換方法，求出對(duì)應(yīng)于其它點(diǎn)圖像，生成新視圖，依據(jù)這個(gè)原理可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)漫游要求

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第29頁(yè)三維虛擬聲音顯示技術(shù)

三維虛擬聲音概念：VR系統(tǒng)中三維虛擬聲音，使聽(tīng)者能感覺(jué)到聲音卻是來(lái)自圍繞聽(tīng)者雙耳一個(gè)球形空間中任何地方，即聲音可能來(lái)自于頭上方、后方或者前方。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第30頁(yè)三維虛擬聲音特征：1．全向三維定位特征2．三維實(shí)時(shí)跟蹤特征3．沉醉感與交互性虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第31頁(yè)語(yǔ)音識(shí)別與合成技術(shù)：語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)（AutomaticSpeechRecognition，ASR），是指將人說(shuō)話語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換為可被計(jì)算機(jī)程序所識(shí)別文字信息，從而識(shí)別出說(shuō)話人語(yǔ)音指令以及文字內(nèi)容技術(shù)。語(yǔ)音識(shí)別普通包含參數(shù)提取、參考模式建立、模式識(shí)別等過(guò)程。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第32頁(yè)手勢(shì)識(shí)別

面部表情識(shí)別

眼動(dòng)跟蹤

觸覺(jué)、力覺(jué)反饋傳感技術(shù)

自然交互與傳感技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第33頁(yè)手勢(shì)識(shí)別

手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)依據(jù)輸入設(shè)備不一樣，主要分為基于數(shù)據(jù)手套識(shí)別和基于視覺(jué)（圖像）手語(yǔ)識(shí)別系統(tǒng)兩種。基于數(shù)據(jù)手套手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)，就是利用數(shù)據(jù)手套和空間位置跟蹤定位設(shè)備來(lái)捕捉手勢(shì)在空間運(yùn)動(dòng)軌跡和時(shí)序信息，對(duì)較為復(fù)雜手動(dòng)作進(jìn)行檢測(cè)，包含手位置、方向和手指彎曲度等，并可依據(jù)這些信息對(duì)手勢(shì)進(jìn)行分類，因而較為實(shí)用。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第34頁(yè)面部表情識(shí)別

在VR系統(tǒng)中，人面部表情交互在當(dāng)前來(lái)說(shuō)，還是一個(gè)不太成熟技術(shù)。普通人臉檢測(cè)問(wèn)題能夠描述為：給定一幅靜止圖像或一段動(dòng)態(tài)圖像序列，從未知圖像背景中分割、提取并確認(rèn)可能存在人臉。假如檢測(cè)到人臉，提取人臉特征。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第35頁(yè)眼動(dòng)跟蹤

眼動(dòng)跟蹤技術(shù)基本工作原理是利用圖像處理技術(shù)，使用能鎖定眼睛特殊攝像機(jī)，經(jīng)過(guò)攝入從人眼角膜和瞳孔反射紅外線連續(xù)地統(tǒng)計(jì)視線改變，從而到達(dá)統(tǒng)計(jì)、分析視線追蹤過(guò)程目標(biāo)。視線跟蹤技術(shù)能夠填補(bǔ)頭部跟蹤技術(shù)不足之處，同時(shí)又能夠簡(jiǎn)化傳統(tǒng)交互過(guò)程中步驟，使交互更為直接，因而，當(dāng)前多被用于軍事領(lǐng)域（如飛行員觀察統(tǒng)計(jì)等），閱讀以及幫助殘疾人進(jìn)行交互等領(lǐng)域。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第36頁(yè)觸覺(jué)、力覺(jué)反饋傳感技術(shù)

觸覺(jué)、力覺(jué)反饋傳感技術(shù)是利用先進(jìn)技術(shù)伎倆，將虛擬物體空間運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成特殊設(shè)備機(jī)械運(yùn)動(dòng)，在感覺(jué)到物體表面紋理同時(shí)，也使用戶能夠體驗(yàn)到真實(shí)力度感和方向感，從而提供一個(gè)嶄新人機(jī)交互界面，即利用“作用力與反作用力”原理來(lái)到達(dá)傳遞力度和方向信息目標(biāo)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第37頁(yè)

碰撞檢測(cè)技術(shù)1．碰撞檢測(cè)要求為了確保虛擬世界真實(shí)性，碰撞檢測(cè)必須有較高實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。所謂實(shí)時(shí)性，基于視覺(jué)顯示要求，碰撞檢測(cè)速度普通最少要到達(dá)24次/秒，而基于觸覺(jué)要求，碰撞檢測(cè)速度最少要到達(dá)300次/秒才能維持觸覺(jué)交互系統(tǒng)穩(wěn)定性，只有到達(dá)1000次/秒才能取得平滑效果。而準(zhǔn)確性要求則取決于VR系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中要求，比如對(duì)于小區(qū)漫游系統(tǒng)，只要近似模擬碰撞情況，此時(shí)，若兩個(gè)物體之間距離比較近，而不論是否實(shí)際有沒(méi)有發(fā)生碰撞，都能夠?qū)⑵洚?dāng)做是發(fā)生了碰撞，并粗略計(jì)算其發(fā)生碰撞位置。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第38頁(yè)2．碰撞檢測(cè)實(shí)現(xiàn)方法因?yàn)槲矬w本身模型可能很復(fù)雜，直接采取物體原模型來(lái)檢測(cè)兩個(gè)物體碰撞，計(jì)算量依然過(guò)大。對(duì)兩物體間準(zhǔn)確碰撞檢測(cè)加速實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)有碰撞檢測(cè)算法主要可劃分為兩大類：層次包圍盒法和空間分解法。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第39頁(yè)

虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言——VRML

VRML發(fā)展史：1994年5月，第一屆Internet國(guó)際會(huì)議上，相關(guān)教授發(fā)表在Web上運(yùn)行三維立體世界研究引發(fā)了廣泛討論。短短幾個(gè)月后，在1994年10月，VRML1.0規(guī)范正式公布。這以后，許多教授、企業(yè)主動(dòng)投身于VRML推廣和研究，尤其是VRML技術(shù)組（VAG）不懈努力，使VRML得到了快速發(fā)展。1996年，VRML2.0規(guī)范正式確定。1998年1月被ISO正式確定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)VRML正是現(xiàn)在我們常說(shuō)VRML97。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第40頁(yè)

VRML應(yīng)用

VRML融合了二維和三維圖像技術(shù)、動(dòng)畫技術(shù)和多媒體技術(shù)，借助于網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展，構(gòu)建了一個(gè)交互虛擬空間。VRML技術(shù)和其它計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合，在Web環(huán)境中創(chuàng)建虛擬城市、虛擬校園、虛擬圖書(shū)館以及虛擬商店已經(jīng)不再是一個(gè)幻想。比如在電子購(gòu)物中，用戶在虛擬商店里感受到是和真實(shí)商品一樣實(shí)在質(zhì)地，而不再是簡(jiǎn)單圖片。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第41頁(yè)VRML文件基本特點(diǎn)

1．VRML文件基本要素——節(jié)點(diǎn)（Node）和域（Field）VRML文件擴(kuò)展名為wrl，文件中最為主要兩個(gè)基本要素是節(jié)點(diǎn)（Node）和域（Field）。節(jié)點(diǎn)是VRML文檔中基本組成單元，VRML借助于節(jié)點(diǎn)來(lái)描述對(duì)象某首先特征，比如形狀、材質(zhì)和顏色等。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第42頁(yè)2．事件（Event）和路由（Route）在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，事物往往伴隨時(shí)間會(huì)有對(duì)應(yīng)改變，比如，物體顏色伴隨時(shí)間發(fā)生改變。在VRML中借助事件（Event）和路由（Route）概念反應(yīng)這種現(xiàn)實(shí)情況。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第43頁(yè)3．VRML通用語(yǔ)法結(jié)構(gòu)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第44頁(yè)4．VRML空間坐標(biāo)與計(jì)量單位在實(shí)際環(huán)境中，組成場(chǎng)景造型有大小差異，物體間有不一樣相對(duì)位置，而且造型還會(huì)有旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)等運(yùn)動(dòng)，所以在VRML中，采取空間直角坐標(biāo)系確定造型位置，而且用特定計(jì)量單位定量表示長(zhǎng)度。在VRML場(chǎng)景中，空間直角坐標(biāo)滿足右手螺旋法則，就是說(shuō)，右手四指從x方向轉(zhuǎn)到y(tǒng)方向，則拇指指向是z方向。在默認(rèn)情況下，x坐標(biāo)向右為正，y坐標(biāo)向上為正，而z坐標(biāo)指向觀察者為正。在VRML中，長(zhǎng)度及坐標(biāo)計(jì)量單位采取VRML單位計(jì)量，能夠簡(jiǎn)稱為單位。在本書(shū)中，為敘述簡(jiǎn)練而省去單位字樣。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第45頁(yè)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究現(xiàn)實(shí)狀況

計(jì)算機(jī)發(fā)展提供了一個(gè)計(jì)算工具和分析工具，并所以造成了許多處理問(wèn)題新方法產(chǎn)生。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)生與發(fā)展也一樣如此，概括國(guó)內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，它主要包括到三個(gè)研究領(lǐng)域：經(jīng)過(guò)計(jì)算圖形方式建立實(shí)時(shí)三維視覺(jué)效果；建立對(duì)虛擬世界觀察界面；使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)加強(qiáng)諸如科學(xué)計(jì)算技術(shù)等方面應(yīng)用。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第46頁(yè)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究現(xiàn)實(shí)狀況

在美國(guó)研究現(xiàn)實(shí)狀況

在歐洲研究現(xiàn)實(shí)狀況

在日本研究現(xiàn)實(shí)狀況

在國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)實(shí)狀況

VR技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀第47頁(yè)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

伴隨虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在城市規(guī)劃、軍事等方面應(yīng)用不停深入，在建模與繪制方法、交互方式