數(shù)字媒體技術(shù)概論（融媒體版）課件 第5、6章 計(jì)算機(jī)圖形與動(dòng)畫技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及應(yīng)用

第5講：計(jì)算機(jī)圖形與動(dòng)畫技術(shù)數(shù)字媒體技術(shù)概論第5章：計(jì)算機(jī)圖形與動(dòng)畫技術(shù)1計(jì)算機(jī)圖形學(xué)概念2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用3色彩4真實(shí)感圖形學(xué)相關(guān)技術(shù)5計(jì)算機(jī)動(dòng)畫一、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)概述電影動(dòng)畫虛擬現(xiàn)實(shí)計(jì)算機(jī)圖形視頻游戲手機(jī)計(jì)算機(jī)顯示器……核心技術(shù)§5.1計(jì)算機(jī)圖形學(xué)概念核心技術(shù)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)廣闊的、蓬勃發(fā)展的計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域。二、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)定義§5.1計(jì)算機(jī)圖形學(xué)概念計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是一門研究怎樣通過計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形，并在專門的設(shè)備上輸出的原理、方法和技術(shù)的學(xué)科。美國電氣與電子工程師協(xié)會(huì)（InstituteofElectricalandElectronicEngineers，IEEE）對計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的定義如下：“Computergraphicsistheartorscienceofproducinggraphicalimageswiththeaidofcomputer.”二、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)定義§5.1計(jì)算機(jī)圖形學(xué)概念廣義上講，圖形是能夠在人的視覺系統(tǒng)中形成視覺印象的客觀對象，它主要由幾何要素和非幾何要素組成。幾何要素能夠在人的視覺系統(tǒng)中形成視覺印象的客觀對象非幾何要素主要反映物體表面屬性或材質(zhì)的明暗、灰度、色彩等圖形在計(jì)算機(jī)中常用形狀參數(shù)和屬性參數(shù)表示，也稱之為矢量圖，具有數(shù)據(jù)量少、易于進(jìn)行變換操作等優(yōu)點(diǎn)。而數(shù)字圖像在計(jì)算機(jī)中用點(diǎn)陣圖表示，顧名思義就是由像素構(gòu)成的，若干個(gè)不同顏色的像素以矩陣排列成圖案。二、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)定義§5.1計(jì)算機(jī)圖形學(xué)概念圖（a）-（d）中每個(gè)子圖的左側(cè)圖均為矢量圖，右側(cè)均為點(diǎn)陣圖?？s小點(diǎn)陣圖像并沒有產(chǎn)生像素空缺，不會(huì)模糊，如果將點(diǎn)陣圖不斷放大，就會(huì)變得模糊，由于放大后產(chǎn)生了像素空缺。矢量圖像通過記憶線段的坐標(biāo)來記錄圖像，無論放大多少倍都不會(huì)失真。矢量圖和點(diǎn)陣圖對比三、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究內(nèi)容§5.1計(jì)算機(jī)圖形學(xué)概念計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的主要研究內(nèi)容就是研究如何在計(jì)算機(jī)中表示圖形、以及利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖形的計(jì)算、處理和顯示的相關(guān)原理與算法。從處理技術(shù)來看，圖形主要分為兩類：基于線條信息表示明暗圖圖形硬件圖形標(biāo)準(zhǔn)圖形交互技術(shù)光柵圖形生成算法計(jì)算機(jī)動(dòng)畫自然景物仿真虛擬現(xiàn)實(shí)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究內(nèi)容…三、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究內(nèi)容計(jì)算機(jī)圖形學(xué)需要大量的基礎(chǔ)知識(shí)：大量的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)：例如：向量、矩陣、齊次坐標(biāo)和幾何變換等；計(jì)算機(jī)軟硬件基礎(chǔ)知識(shí)，例如：圖形輸出設(shè)備與輸出技術(shù)的簡單基礎(chǔ)知識(shí)（光柵顯示器基本原理、顏色處理與顏色模型等）。1.基礎(chǔ)模塊§5.1計(jì)算機(jī)圖形學(xué)概念主要研究如何用圖形方式表示現(xiàn)實(shí)或虛擬世界中的對象與信息，如一座房子、一輛汽車、一個(gè)電影角色等。模型在外部顯示上通常以點(diǎn)、線、面、體等各種幾何元素及它們的組合來表現(xiàn)；在計(jì)算機(jī)內(nèi)部則是通過坐標(biāo)、連接關(guān)系所對應(yīng)的幾何信息與拓?fù)湫畔肀硎尽?.建模與表示模塊三、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究內(nèi)容§5.1計(jì)算機(jī)圖形學(xué)概念主要將計(jì)算機(jī)中對象的數(shù)字幾何模型轉(zhuǎn)換為直觀形象的圖形或圖像形式，是數(shù)字幾何模型的視覺可視化過程。應(yīng)用程序幾何處理像素處理3.繪制模塊針對圖形對象，研究合適的輸入方法、操作方法，也就是友好的人機(jī)界面。典型的人機(jī)交互技術(shù)有定位技術(shù)、菜單技術(shù)、拾取技術(shù)、定值技術(shù)、拖拽技術(shù)、網(wǎng)格與捕捉技術(shù)等。此外還有圖形用戶界面，例如：窗口、菜單、指標(biāo)等。4.交互技術(shù)四、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的相關(guān)學(xué)科§5.1計(jì)算機(jī)圖形學(xué)概念計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是一個(gè)綜合性的學(xué)科，它集圖形學(xué)理論、現(xiàn)代數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等于一體。它還與數(shù)字圖像處理、計(jì)算幾何、計(jì)算機(jī)視覺及模式識(shí)別等學(xué)科交叉融合。著重強(qiáng)調(diào)在圖像之間進(jìn)行變換。旨在對圖像進(jìn)行各種加工以改善圖像的視覺效果。研究如何對一幅連續(xù)圖像取樣、量化以產(chǎn)生數(shù)字圖像，對數(shù)字圖像進(jìn)行各種變換以方便處理。1.數(shù)字圖像處理四、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的相關(guān)學(xué)科§5.1計(jì)算機(jī)圖形學(xué)概念數(shù)據(jù)和模型域中研究幾何形體的計(jì)算機(jī)表示和分析的綜合技術(shù)。研究如何方便靈活、有效地建立幾何形體的數(shù)學(xué)模型；在計(jì)算機(jī)中更好的存儲(chǔ)和管理這些模型數(shù)據(jù)。2.計(jì)算幾何計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的逆過程，分析和識(shí)別輸入的圖像并從中提取二維或三維的數(shù)據(jù)模型（特征）。人工智能的一個(gè)分支。模式識(shí)別對所輸入的圖像進(jìn)行分析和識(shí)別，找出其中蘊(yùn)涵的內(nèi)在聯(lián)系或抽象模型。3.計(jì)算機(jī)視覺及模式識(shí)別第5章：計(jì)算機(jī)圖形與動(dòng)畫技術(shù)1計(jì)算機(jī)圖形學(xué)概念2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用3色彩4真實(shí)感圖形學(xué)相關(guān)技術(shù)5計(jì)算機(jī)動(dòng)畫第一臺(tái)圖形顯示器作為美國麻省理工學(xué)院旋風(fēng)I號(hào)（WhirlwindI）計(jì)算機(jī)的附件誕生。它使用一個(gè)類似于示波器的陰極射線管作為一種可行的顯示和交互界面，并引入了光筆作為輸入設(shè)備。1950年一、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展歷史§5.2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)萌芽期：20世紀(jì)50年代旋風(fēng)I號(hào)（WhirlwindI）在MIT林肯實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的半自動(dòng)地面防空（Semi-AutomaticGroundEnvironment，SAGE）系統(tǒng)上進(jìn)行了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，通過編寫的一個(gè)小程序，可以捕捉人的手指運(yùn)動(dòng)，并在電腦屏幕上顯示其矢量信息。1959年一、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展歷史§5.2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)萌芽期：20世紀(jì)50年代SAGE系統(tǒng)控制室麻省理工學(xué)院的學(xué)生SteveRussell創(chuàng)造了歷史上的第一個(gè)電子游戲：太空戰(zhàn)爭1961年一、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展歷史§5.2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用線框圖形學(xué)：20世紀(jì)60年代第一個(gè)電子游戲：太空戰(zhàn)爭60年代初一、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展歷史§5.2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用線框圖形學(xué)：20世紀(jì)60年代劍橋大學(xué)的ElizabethWaldram編寫了在陰極射線管上顯示射電天文地圖的代碼。雷諾的工程師PierreBézier提出了Bézier曲線為雷諾汽車車身開發(fā)三維建模技術(shù)。光線投射算法第一次被提出，該算法通過對光線從光源到場景中的曲面以及進(jìn)入相機(jī)的路徑進(jìn)行建模，成為實(shí)現(xiàn)圖形中照片真實(shí)感的基礎(chǔ)。1968年一、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展歷史§5.2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用線框圖形學(xué)：20世紀(jì)60年代美國計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)（AssociationforComputingMachinery，ACM）成立了一個(gè)圖形特別興趣小組（SIGGRAPH），負(fù)責(zé)組織計(jì)算機(jī)圖形領(lǐng)域內(nèi)的會(huì)議、圖形標(biāo)準(zhǔn)和出版物。1969年ACM舉行了第一屆SIGGRAPH年會(huì)，這已成為該組織的重點(diǎn)之一1973年推出的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（DynamicRandomAccessMemory，DRAM）芯片能夠在單個(gè)高密度存儲(chǔ)器芯片上保存千位數(shù)據(jù)，使整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)清晰度光柵圖形圖像保存在數(shù)字幀緩沖區(qū)中成為可能。1970年一、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展歷史§5.2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用光柵圖形學(xué)：20世紀(jì)70年代金屬氧化物半導(dǎo)體MOS大規(guī)模集成技術(shù)出現(xiàn)，是實(shí)現(xiàn)實(shí)用計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)的一項(xiàng)重要技術(shù)進(jìn)步。70年代初出現(xiàn)了第一個(gè)與視頻兼容、基于光柵的計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)。1972年一、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展歷史§5.2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用光柵圖形學(xué)：20世紀(jì)70年代Gourand提出“漫反射模型＋插值”的思想，被稱為Gourand明暗處理1971年P(guān)hong提出了著名的簡單光照模型-Phong模型1975年這些模型為計(jì)算機(jī)圖形的著色奠定了基礎(chǔ)，使圖形從“平面”外觀轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼫?zhǔn)確地描繪深度的外觀引入了凹凸貼圖，這是一種模擬不平整表面的技術(shù)，也是當(dāng)今使用的許多更高級(jí)貼圖的前身1978年一、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展歷史§5.2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用金屬氧化物半導(dǎo)體超大規(guī)模集成電路（VeryLargeScaleIntegration，VLSI）技術(shù)催生了16位中央處理器（CentralProcessingUnit，CPU）微處理器和第一個(gè)GPU芯片的出現(xiàn)，從而開始了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的革命80年代初真實(shí)感圖形學(xué)：20世紀(jì)80年代在真實(shí)感圖形繪制領(lǐng)域，日本大阪大學(xué)開發(fā)了LINKS-1計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)，這是一個(gè)超級(jí)計(jì)算機(jī)。LINKS-1計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)使用了多達(dá)257個(gè)微處理器，目的是繪制逼真的3D計(jì)算機(jī)圖形。1982年一、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展歷史§5.2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用真實(shí)感圖形學(xué)：20世紀(jì)80年代LINKS-1渲染的一個(gè)球體表面光線追蹤算法效果根據(jù)日本信息處理學(xué)會(huì)的說法：“3D圖像渲染的核心是從給定的視點(diǎn)、光源和對象位置計(jì)算構(gòu)成渲染表面的每像素的亮度?！盠INKS-1系統(tǒng)：每像素都可以使用光線跟蹤獨(dú)立地進(jìn)行并行處理。LINKS-1能夠快速渲染高度逼真的圖像。計(jì)算機(jī)采用了通用的圖形處理框架，如DirectX和OpenGL。在這十年中，AMD公司成為了圖形學(xué)的領(lǐng)先開發(fā)者，在這個(gè)領(lǐng)域形成了壟斷。20世紀(jì)末一、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展歷史§5.2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)爆發(fā)期：20世紀(jì)90年代至今GPU持續(xù)增長并且功能日益復(fù)雜，3D渲染功能成為標(biāo)準(zhǔn)功能，3D圖形GPU被認(rèn)為是臺(tái)式計(jì)算機(jī)制造商提供的必要設(shè)備。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在電影和視頻游戲領(lǐng)域的應(yīng)用，推出了大量代表性的作品。21世紀(jì)后一、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展歷史§5.2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)爆發(fā)期：20世紀(jì)90年代至今非真實(shí)感圖形學(xué)得到了大家的關(guān)注，它用攝像機(jī)和計(jì)算機(jī)代替人眼對目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別、跟蹤和測量，并用計(jì)算的方法模擬人類的視覺系統(tǒng)。近年來人工智能的一個(gè)分支非真實(shí)感圖形學(xué)可以利用計(jì)算機(jī)模擬各種視覺藝術(shù)的繪制風(fēng)格，也用于發(fā)展新的繪制風(fēng)格。它的藝術(shù)表現(xiàn)形式豐富多樣，還能夠輔助完成原本工作量大、難度高的創(chuàng)作工作。非真實(shí)感圖形學(xué)特點(diǎn)二、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用§5.2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用圖形圖像一直都比單純數(shù)據(jù)有更多的表現(xiàn)力：圖形可以將科學(xué)成果通過可視化的方式展示給人們；在游戲和電影特效中，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)也發(fā)揮著越來越重要的作用；在藝術(shù)創(chuàng)作、產(chǎn)品設(shè)計(jì)等行業(yè)，圖形學(xué)也起著很重要的基礎(chǔ)作用?？梢哉f，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。二、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用§5.2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用使用計(jì)算機(jī)或工作站來幫助設(shè)計(jì)的創(chuàng)建、修改、分析或優(yōu)化。CAD輸出通常以電子文件的形式進(jìn)行打印、加工或其他制造操作。與手工繪圖相比，CAD系統(tǒng)的優(yōu)勢包括材料清單的自動(dòng)生成、集成電路中的自動(dòng)布局、干擾檢查等。現(xiàn)代CAD軟件包還經(jīng)常允許三維旋轉(zhuǎn)，允許從任何所需角度查看設(shè)計(jì)對象，甚至從內(nèi)部向外看。1.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（Computer-AidedDesign，CAD）二、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用§5.2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)：從基于二維矢量的繪圖系統(tǒng)到三維實(shí)體和曲面建模器。一些CAD軟件還能夠進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)建模。數(shù)字藝術(shù)是一種藝術(shù)作品或?qū)嵺`使用數(shù)字技術(shù)作為創(chuàng)作或展示過程的一部分。數(shù)字藝術(shù)可以是純計(jì)算機(jī)生成的作品，如分形和算法藝術(shù)，也可以從其他來源獲取，如掃描照片或繪圖板使用矢量圖形軟件繪制的圖像。計(jì)算機(jī)的原生藝術(shù)形式主要有分形藝術(shù)、數(shù)據(jù)建模、算法藝術(shù)和實(shí)時(shí)生成藝術(shù)等。2.數(shù)字藝術(shù)二、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用§5.2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用分形藝術(shù)的作品目的是以圖形化方式說明科學(xué)數(shù)據(jù)，使科學(xué)家能夠理解、說明并從數(shù)據(jù)中收集信息。通過計(jì)算機(jī)軟件可以模擬特定系統(tǒng)的抽象模型，計(jì)算機(jī)模擬已經(jīng)成為物理學(xué)、計(jì)算物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)中許多自然系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模中常見的手段。3.科學(xué)可視化二、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用§5.2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用科學(xué)可視化案例平面設(shè)計(jì)可以應(yīng)用于一切視覺傳達(dá)上的應(yīng)用，從路標(biāo)到技術(shù)示意圖，從辦公室備忘錄到產(chǎn)品參考手冊。平面設(shè)計(jì)可以包括數(shù)據(jù)可視化，這涉及到使用程序來解釋數(shù)據(jù)并將其形成具有視覺吸引力的表示，并且可以與信息圖形相結(jié)合。4.平面設(shè)計(jì)二、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用§5.2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用不同場景下的平面設(shè)計(jì)案例虛擬現(xiàn)實(shí)是一種與現(xiàn)實(shí)世界相似或完全不同的模擬體驗(yàn)。當(dāng)前的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)使用虛擬現(xiàn)實(shí)耳機(jī)或投影環(huán)境來生成逼真的圖像、聲音和其他感覺，以模擬用戶在虛擬環(huán)境中的實(shí)際感受。虛擬現(xiàn)實(shí)效果通常由VR頭戴式耳機(jī)產(chǎn)生，該頭戴式耳機(jī)由頭戴式顯示器組成，在眼睛前面有一個(gè)小屏幕，但也可以通過具有多個(gè)大屏幕的專門設(shè)計(jì)的房間產(chǎn)生。虛擬現(xiàn)實(shí)通常包括聽覺和視頻反饋，但也可以通過觸覺技術(shù)實(shí)現(xiàn)其他類型的感覺和壓力反饋。5.虛擬現(xiàn)實(shí)二、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用§5.2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)常用于娛樂應(yīng)用，如視頻游戲、3D電影和社交虛擬世界。虛擬現(xiàn)實(shí)常被應(yīng)用于心理疾病、醫(yī)學(xué)、工程、美術(shù)、教育等領(lǐng)域。5.虛擬現(xiàn)實(shí)二、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用§5.2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用案例第5章：計(jì)算機(jī)圖形與動(dòng)畫技術(shù)1計(jì)算機(jī)圖形學(xué)概念2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用3色彩4真實(shí)感圖形學(xué)相關(guān)技術(shù)5計(jì)算機(jī)動(dòng)畫一、色彩基礎(chǔ)§5.3色彩光是電磁波，能產(chǎn)生色覺的光只占電磁波中的一部分范圍。人類可以感受到的范圍是780納米（nm）到380納米之間，這部分光稱之為可見光。電磁波的種類與可見光一、色彩基礎(chǔ)§5.3色彩1671年，牛頓命名的光譜中，彩虹的常見顏色包括僅由單一波長的可見光產(chǎn)生的所有顏色，即純光譜顏色或單色顏色。表格顯示了各種純光譜顏色的近似頻率（太赫茲）和波長（納米）。一個(gè)常見的列表確定了六個(gè)主要波段：紅色、橙色、黃色、綠色、藍(lán)色和紫色。牛頓的構(gòu)想包括第七種顏色——靛藍(lán)，介于藍(lán)色和紫色之間。色彩最明顯的特征是色彩的相貌和主要傾向，也指特定波長的色光呈現(xiàn)出的色彩感覺。色相指的是不同頻率的色的情況。頻率最低的是紅色，最高的是紫色。在色相環(huán)上排列的色是純度高的色，被稱為純色。這些色在環(huán)上的位置是根據(jù)視覺和感覺的相等間隔來進(jìn)行安排的。1.色度/色相二、色彩三屬性§5.3色彩色相環(huán)表示色所具有的亮度和暗度被稱為明度（亮度），明度是辨別色彩明暗的程度。計(jì)算明度的基準(zhǔn)是灰度測試卡。黑色為0，白色為10，在0—10之間等間隔的排列為9個(gè)階段。色彩可以分為有彩色和無彩色，但后者仍然存在著明度。2.亮度/明度二、色彩三屬性§5.3色彩色度、亮度和飽和度的變化示意圖純度（飽和度）指色彩的飽和度或純凈程度，也就是一種色彩中所含該色素成分的多少，含的越多，純度就越高。用數(shù)值表示色的鮮艷或鮮明的程度稱之為彩度。有彩色的各種色都具有彩度值，無彩色的色的彩度值為0，對于有彩色的色的彩度（純度）的高低，區(qū)別方法是根據(jù)這種色中含灰色的程度來計(jì)算的。降低純度的方法有以下幾種：加入白色，加入越多，純度越低，趨向粉色；加入黑色，加入越多，純度越低，趨向灰色；加入對比色，加入越多，純度越低，趨向灰色。3.飽和度/純度二、色彩三屬性§5.3色彩HSB色彩模式以人類對顏色的感覺為基礎(chǔ)，以色度（Hue）、飽和度（Saturation）和亮度（Brightness）來描述顏色的基本特征，為將自然顏色轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)創(chuàng)建的色彩提供了一種直接方法。色度以角度（0°-360°）表示，飽和度和亮度以百分比值（0%-100%）表示。1.HSB三、色彩模型§5.3色彩HSB色彩模型RGB的含義為：紅色（Red）、綠色（Green）、藍(lán)色（Blue），通過RGB三種顏色的混合，能夠生成自然界里的任何一種顏色。在RGB模式中，每像素由24位的數(shù)據(jù)表示，其中RGB三種原色各用了8位，因此這三種顏色各具有256個(gè)亮度級(jí)，能表示出256種不同濃度的色調(diào)，用0-255之間的整數(shù)值來表示。RGB三種顏色疊加就能生成1677萬種色彩。2.RGB三、色彩模型§5.3色彩RGB加色模式CMYK模式的顏色也被稱作印刷色，原因是CMYK模式大多用在印刷上。CMYK的含義為：青色（Cyan）、洋紅（Magenta）、黃色（Yellow）、黑色（black）。這四種顏色都是以百分比的形式進(jìn)行描述的，每一種顏色所占的百分比可以從0%到100%，百分比越高，顏色越暗。CMYK是一種用于印刷品依靠反光的色彩模式，是由陽光或燈光照射到報(bào)紙上，再反射到我們的眼中，才看到內(nèi)容。3.CMYK三、色彩模型§5.3色彩CMYK減色模式Lab模式是根據(jù)國際照明委員會(huì)（CommissionInternationaledelEclairage，CIE）在1931年所制定的一種測定顏色的國際標(biāo)準(zhǔn)建立的，于1976年被改進(jìn)，并且命名的一種色彩模式。Lab顏色模型彌補(bǔ)了RGB和CMYK兩種色彩模式的不足。它是一種設(shè)備無關(guān)的顏色模型，也是一種基于生理特征的顏色模型。Lab顏色模型由三個(gè)要素組成，一個(gè)要素是亮度（L），a和b是兩個(gè)顏色通道。a包括的顏色從深綠色（低亮度值）到灰色（中亮度值）到亮粉紅色（高亮度值）；b是從亮藍(lán)色（低亮度值）到灰色（中亮度值）再到黃色（高亮度值）。4.Lab三、色彩模型§5.3色彩四、色彩對比和感覺§5.3色彩色彩對比，主要指色彩的冷暖對比冷調(diào)中間調(diào)暖調(diào)色彩對比的規(guī)律是：在暖色調(diào)的環(huán)境中，冷色調(diào)的主體醒目，在冷調(diào)的環(huán)境中，暖調(diào)主體最突出。兩種顏色對比時(shí)，在兩種顏色的邊緣部分對比效果最強(qiáng)烈，這種現(xiàn)象稱為邊緣對比。兩種顏色互為補(bǔ)色時(shí)對比更強(qiáng)烈。1.邊緣對比在色彩三屬性中以色度差異為主形成的對比稱為色度對比。對比強(qiáng)弱程度取決于色度之間在色度環(huán)上的距離（角度），距離（角度）越小對比越弱，反之則對比越強(qiáng)。2.色度對比四、色彩對比和感覺§5.3色彩在色彩三屬性中以亮度的差異形成的對比稱為亮度對比。亮度高的會(huì)顯得明亮，亮度低的會(huì)顯得更暗。3.亮度對比在色彩三屬性中以飽和度差異形成的對比稱為飽和度對比。同一飽和度的顏色，在幾乎等亮度、等色度而飽和度不同的兩種顏色背景上時(shí)，在飽和度低的背景色上的會(huì)顯得鮮艷一些，而在飽和度高的背景色上會(huì)顯得灰濁。4.飽和度對比四、色彩對比和感覺§5.3色彩第5章：計(jì)算機(jī)圖形與動(dòng)畫技術(shù)1計(jì)算機(jī)圖形學(xué)概念2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用3色彩4真實(shí)感圖形學(xué)相關(guān)技術(shù)5計(jì)算機(jī)動(dòng)畫數(shù)學(xué)物理學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)其他科學(xué)技術(shù)計(jì)算機(jī)圖形設(shè)備生成一幅真實(shí)感圖形時(shí)，我們必須逐像素地計(jì)算畫面上相應(yīng)景物表面區(qū)域的顏色；計(jì)算可見景物表面區(qū)域的顏色時(shí)，不但要考慮光源對該區(qū)域入射光及光亮度和光譜組成，而且還要考慮該表面區(qū)域?qū)庠吹某颍砻娴牟牧虾头瓷湫再|(zhì)等?！?.4真實(shí)感圖形學(xué)相關(guān)技術(shù)真實(shí)感圖形一、基本光學(xué)原理和光照模型§5.4真實(shí)感圖形學(xué)相關(guān)技術(shù)在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中為表達(dá)自然光照現(xiàn)象，需要根據(jù)光學(xué)物理的有關(guān)定律建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型去計(jì)算景物表面上任意一點(diǎn)投向觀察者眼中的光亮度的大小，這個(gè)就稱為光照模型。物體的類型場景中所設(shè)置的光源屬性物體相對于光源與其他物體的位置物體的透明度物體的表面光亮程度物體的表面紋理一、基本光學(xué)原理和光照模型§5.4真實(shí)感圖形學(xué)相關(guān)技術(shù)簡單光照模型；入射光=漫反射光+鏡面反射光+環(huán)境光漫反射光指光照射到粗糙、無光澤表面的光現(xiàn)象，它的特點(diǎn)是向各個(gè)方向均勻反射。指光照在光滑表面，特別是有光澤的表面時(shí)，可能在某個(gè)方向上看到很強(qiáng)的高光。鏡面反射光環(huán)境光指光源間接對物體的影響，是在物體和環(huán)境之間多次反射，最終達(dá)到平衡時(shí)的一種光，環(huán)境光的光強(qiáng)分布是均勻的，它在任何一個(gè)方向上的分布都相同。一、基本光學(xué)原理和光照模型§5.4真實(shí)感圖形學(xué)相關(guān)技術(shù)Phong光照模型：由物體表面上一點(diǎn)P反射到視點(diǎn)的光強(qiáng)I為環(huán)境光的反射光強(qiáng)、理想漫反射光強(qiáng)、和鏡面反射光的總和。

（1）Ia：環(huán)境光強(qiáng)度

（2）Ka：環(huán)境光的反射系數(shù)。（3）Ip：入射光強(qiáng)度

（4）Kd：入射光的漫反射系數(shù)（0<Kd<1）（5）L：入射光的方向

（6）N：法線方向（7）Ks：鏡面反射系數(shù)

（8）R：鏡面反射方向（9）V：觀察者視線方向

（10）n：常數(shù)。Phong光照模型示意圖二、透明與陰影§5.4真實(shí)感圖形學(xué)相關(guān)技術(shù)對于透明或半透明的物體，在光線與物體表面相交時(shí)，一般會(huì)產(chǎn)生反射與折射，經(jīng)折射后的光線將穿過物體而在物體的另一個(gè)面射出，形成透射光。

（1）t：物體的透明度，t∈[0,1]（2）I1：像素(x,y)的視線與物體相交處的顏色（或光強(qiáng)）（3）I2：視線穿過物體與另一物體相交處的顏色（或光強(qiáng)）像素(x,y)的顏色（或光強(qiáng)）的計(jì)算式：二、透明與陰影§5.4真實(shí)感圖形學(xué)相關(guān)技術(shù)陰影是現(xiàn)實(shí)生活中一個(gè)很常見的光照現(xiàn)象，它是由于光源被物體遮擋而在該物體后面產(chǎn)生的較暗的區(qū)域。在真實(shí)感圖形學(xué)中，通過陰影可以提供物體位置和方向信息，從而可以反映出物體之間的相互關(guān)系，增加圖形圖像的立體效果和真實(shí)感。三、紋理映射技術(shù)§5.4真實(shí)感圖形學(xué)相關(guān)技術(shù)在現(xiàn)實(shí)世界中的物體，其表面通常有它的表面細(xì)節(jié)，即各種紋理，紋理映射是把我們得到的紋理映射到三維物體的表面的技術(shù)。顏色紋理通過顏色色彩或明暗度變化體現(xiàn)出來的表面細(xì)節(jié)，如刨光的木材表面上有木紋，建筑物墻壁上有裝飾圖案，機(jī)器外殼表面有文字說明它的名稱、型號(hào)等。由于不規(guī)則的細(xì)小凹凸造成的，例如桔子皮表面的皺紋。幾何紋理/凹凸紋理三、紋理映射技術(shù)§5.4真實(shí)感圖形學(xué)相關(guān)技術(shù)在紋理映射技術(shù)中，最常見的紋理是二維紋理。映射將這種紋理變換到三維物體的表面，形成最終的圖像。二維紋理的函數(shù)表示：第5章：計(jì)算機(jī)圖形與動(dòng)畫技術(shù)1計(jì)算機(jī)圖形學(xué)概念2計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用3色彩4真實(shí)感圖形學(xué)相關(guān)技術(shù)5計(jì)算機(jī)動(dòng)畫動(dòng)畫是一種操縱圖形并顯示為運(yùn)動(dòng)圖像的方法。在傳統(tǒng)動(dòng)畫中，圖像是用手在透明的膠片上繪制的，以便在膠片上播放展示。如今大多數(shù)動(dòng)畫都是用計(jì)算機(jī)生成圖像技術(shù)制作的。動(dòng)畫效果是通過快速連續(xù)的序列圖像來實(shí)現(xiàn)的，這些圖像之間的差異比較小，從而產(chǎn)生連續(xù)的視覺效果：視覺暫留原理。為了誘使眼睛和大腦認(rèn)為他們看到的是一個(gè)平穩(wěn)移動(dòng)的物體，圖片應(yīng)該以每秒12幀或更快的速度繪制。在視覺暫留原理的指導(dǎo)下，經(jīng)過許多先驅(qū)者的勞動(dòng)最終產(chǎn)生了電影和動(dòng)畫片，動(dòng)畫的技術(shù)指標(biāo)用“幀速率”來描述并最終確定為24幀／秒?！?.5計(jì)算機(jī)動(dòng)畫一、動(dòng)畫的起源兩萬五千年前的石器時(shí)代洞穴上的野牛奔跑分析圖，是人類試圖捕捉動(dòng)作的最早證據(jù)?！?.5計(jì)算機(jī)動(dòng)畫從文藝復(fù)興時(shí)期，達(dá)·芬奇畫作上的人有四只胳膊，表示雙手上下擺動(dòng)的動(dòng)作；中國繪畫史上，藝術(shù)家有把靜態(tài)繪畫賦予生命的傳統(tǒng)，如南朝謝赫的“六法論”中主張“氣韻生動(dòng)”。清代蒲松齡的《聊齋志異》中，“畫中仙”人物走出卷軸同樣體現(xiàn)了古人對活動(dòng)畫面的訴求。這些和動(dòng)畫的概念都有相通之處一、動(dòng)畫的起源在真正的動(dòng)畫出現(xiàn)之前的數(shù)百年里，世界各地的人們都在欣賞由木偶、皮影戲和幻燈等手工制作和操縱的移動(dòng)人物表演?！?.5計(jì)算機(jī)動(dòng)畫從18世紀(jì)末到19世紀(jì)上半葉，在西歐劇院非常流行的多媒體幻影表演，以移動(dòng)的鬼魂和其他可怕的運(yùn)動(dòng)圖像的逼真投影為特色。1720年的幻燈，它將一個(gè)怪物投射到墻壁上一、動(dòng)畫的起源

1833年，頻閃觀測盤引入了現(xiàn)代動(dòng)畫的原理，連續(xù)圖像被一個(gè)接一個(gè)地快速顯示，形成了一種電影的視覺錯(cuò)覺。頻閃動(dòng)畫原理也應(yīng)用于西洋鏡（1867年）、翻頁書（1868年）等原始動(dòng)畫制作中?！?.5計(jì)算機(jī)動(dòng)畫原始的動(dòng)畫播放裝置一、動(dòng)畫的起源

19世紀(jì)末期，由埃米爾·雷諾德（émileReynaud）發(fā)明的光學(xué)劇場是一種動(dòng)畫電影系統(tǒng)，并于1888年獲得專利。從1892年10月至1900年3月，雷諾德在巴黎格雷文博物館為總共50多萬名觀眾舉辦了12800場演出?！?.5計(jì)算機(jī)動(dòng)畫1892年7月發(fā)表在自然雜志上的想象中的動(dòng)畫場景二、傳統(tǒng)動(dòng)畫的發(fā)展史

1895年，電影攝影終于取得了突破，這一新型媒體對逼真細(xì)節(jié)的描繪被視為其當(dāng)時(shí)的偉大成就?！?.5計(jì)算機(jī)動(dòng)畫

埃米爾·科爾的《幻想曲》（1908年）是已知的最古老的傳統(tǒng)手繪動(dòng)畫。其他非常有影響力的動(dòng)畫短片有拉迪斯拉斯·斯塔雷維奇在1910年創(chuàng)作的木偶動(dòng)畫，以及溫莎·麥凱創(chuàng)作的《小尼莫》（1911年）和《恐龍格蒂》（1914年）等動(dòng)畫影片。二、傳統(tǒng)動(dòng)畫的發(fā)展史大約從1910年開始，動(dòng)畫卡通的制作在美國開始成為一個(gè)產(chǎn)業(yè)，動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)在美國逐漸進(jìn)入黃金時(shí)期。

1928年，以米奇老鼠和米妮老鼠為主角的《汽船威利》（SteamboatWillie）以同步聲音推廣了這部電影，并使沃爾特·迪斯尼的工作室走在了動(dòng)畫行業(yè)的前列。§5.5計(jì)算機(jī)動(dòng)畫二、傳統(tǒng)動(dòng)畫的發(fā)展史

1937年，沃爾特·迪斯尼工作室的第一部動(dòng)畫片《白雪公主和七個(gè)小矮人》（圖5-28）放映，截至2020年5月，這部動(dòng)畫片仍然是票房最高的傳統(tǒng)動(dòng)畫片之一。§5.5計(jì)算機(jī)動(dòng)畫三、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的發(fā)展史20世紀(jì)60年代，貝爾電話實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了早期的數(shù)字計(jì)算機(jī)動(dòng)畫。計(jì)算機(jī)動(dòng)畫史上的一個(gè)早期階段是1973年電影《西部世界》，這是一部科幻電影，講述了機(jī)器人在人類社會(huì)中生活和工作的故事。它的續(xù)集《未來世界》（1976）使用了3D線框圖像，其中有一部由猶他大學(xué)畢業(yè)生們利用電腦創(chuàng)作生成出動(dòng)畫的手和臉?！?.5計(jì)算機(jī)動(dòng)畫三、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的發(fā)展史

《玩具總動(dòng)員》（1995年）是皮克斯制作的第一部長篇電腦動(dòng)畫電影，它的出現(xiàn)證明了完全靠CGI技術(shù)生成一部影片的可能性。作為第一部計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫長片，這部影片包含了1560個(gè)鏡頭和110000幀，最終為生成全部三維動(dòng)畫在SGI和Sun工作站上耗費(fèi)了超過800000個(gè)機(jī)時(shí)。§5.5計(jì)算機(jī)動(dòng)畫三、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的發(fā)展史美國現(xiàn)代動(dòng)畫時(shí)代，特別是在特效領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的普及率飆升?！栋⒎策_(dá)》的開發(fā)始于1994年，這部電影廣泛使用了新的動(dòng)作捕捉拍攝技術(shù)，并發(fā)布用于傳統(tǒng)觀看、3D觀看的不同版本，以及在韓國的部分4D立體影院播放。§5.5計(jì)算機(jī)動(dòng)畫四、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫關(guān)鍵技術(shù)§5.5計(jì)算機(jī)動(dòng)畫給需要?jiǎng)赢嬓Ч膶傩詼?zhǔn)備一組與時(shí)間相關(guān)的值，這些值都是在動(dòng)畫序列中比較關(guān)鍵的幀中提取出來的，而其他時(shí)間幀中的值，可以用這些關(guān)鍵值，采用特定的插值方法計(jì)算得到，從而達(dá)到比較流暢的動(dòng)畫效果。早期的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫生成幾幅被稱為“關(guān)鍵幀”的畫面后，由計(jì)算機(jī)對兩幅關(guān)鍵幀進(jìn)行插值生成若干“中間幀”，連續(xù)播放時(shí)兩個(gè)關(guān)鍵幀就被有機(jī)地結(jié)合起來，整個(gè)場景就動(dòng)起來了。1.關(guān)鍵幀技術(shù)四、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫關(guān)鍵技術(shù)§5.5計(jì)算機(jī)動(dòng)畫運(yùn)動(dòng)捕捉是記錄物體或人的運(yùn)動(dòng)的過程。與傳統(tǒng)的3D模型計(jì)算機(jī)動(dòng)畫相比，運(yùn)動(dòng)捕捉具有以下幾個(gè)優(yōu)勢：低延遲，接近實(shí)時(shí)獲得結(jié)果；工作量不會(huì)隨表演的復(fù)雜性或長度而變化；復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)和真實(shí)的物理交互，可以很容易地以基于物理原理的精確方式重新創(chuàng)建；在給定時(shí)間內(nèi)可以生成的動(dòng)畫數(shù)據(jù)量非常大，有助于提高成本效益和加快生產(chǎn)周期。2.動(dòng)作捕捉四、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫關(guān)鍵技術(shù)§5.5計(jì)算機(jī)動(dòng)畫步態(tài)分析是運(yùn)動(dòng)捕捉在臨床醫(yī)學(xué)中的一個(gè)應(yīng)用。這些技術(shù)使臨床醫(yī)生能夠評估人體在幾個(gè)生物力學(xué)因素中的運(yùn)動(dòng)，通常是將這些信息實(shí)時(shí)輸入分析軟件四、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫關(guān)鍵技術(shù)§5.5計(jì)算機(jī)動(dòng)畫光學(xué)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)主動(dòng)光學(xué)系統(tǒng)被動(dòng)光學(xué)系統(tǒng)第6講：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及應(yīng)用數(shù)字媒體技術(shù)概論第6章：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及應(yīng)用1虛擬現(xiàn)實(shí)基本概念2虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在融媒體中的應(yīng)用4AR與MR一、虛擬現(xiàn)實(shí)定義模擬視覺、聽覺等感官計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)計(jì)算三維空間電腦圖形仿真人工智能§1.1虛擬現(xiàn)實(shí)基本概念一種由電腦技術(shù)輔助生成的高技術(shù)模擬系統(tǒng)。一、虛擬現(xiàn)實(shí)定義§1.1虛擬現(xiàn)實(shí)基本概念使用虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備或多投影環(huán)境生成逼真的圖像、聲音和其他感覺。模擬用戶在虛擬環(huán)境中的實(shí)際存在。可以環(huán)顧虛擬世界，在其中移動(dòng)，并與虛擬特征或物品進(jìn)行交互頭戴式顯示器或具有多個(gè)大屏幕的專門設(shè)計(jì)的房間可以實(shí)現(xiàn)此效果支持聽覺、視頻、以及其他類型的感官和力反饋具體定義二、虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展情況§1.1虛擬現(xiàn)實(shí)基本概念莫頓·海利希在50年代創(chuàng)造性地想到了“體驗(yàn)劇院”這一概念，他構(gòu)建了一個(gè)名為Sensorama的視覺原型，其中展示了五部短片，并在其中涵蓋了多種感官。1.50年代1968年，IvanSutherland在學(xué)生的幫助下創(chuàng)建了被廣泛認(rèn)為是第一個(gè)用于沉浸式模擬應(yīng)用的頭戴式顯示系統(tǒng)。2.60年代二、虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展情況§1.1虛擬現(xiàn)實(shí)基本概念1970-1990年虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)主要為醫(yī)療、飛行模擬、汽車工業(yè)設(shè)計(jì)、軍事訓(xùn)練等提供VR設(shè)備。3.70-80年代到了20世紀(jì)90年代，虛擬現(xiàn)實(shí)開始商業(yè)化，但早期的VR產(chǎn)品外形笨重、功能單一、價(jià)格昂貴，未能成功普及。1993年，雅達(dá)利公司發(fā)布了JaguarVR虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔，但它并未取得成功。1995年，任天堂推出了VirtualBoy，這引起了轟動(dòng)，但它依然沒有普及，因?yàn)樵O(shè)備成本很高，并且在當(dāng)時(shí)的環(huán)境下似乎過于超前了。4.90年代二、虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展情況§1.1虛擬現(xiàn)實(shí)基本概念VR技術(shù)初期任天堂為先驅(qū)，但之后沒有公司敢于將VR帶入商業(yè)領(lǐng)域VR技術(shù)價(jià)格昂貴，無法普及Oculus的出現(xiàn)Oculus于2012年在Kickstarter上眾籌募資160萬美元OculusRift設(shè)備定價(jià)親民，拉低了VR設(shè)備價(jià)格以20億美元收購Oculus，VR技術(shù)進(jìn)入大眾視野5.近20年三、虛擬現(xiàn)實(shí)主要特征§1.1虛擬現(xiàn)實(shí)基本概念沉浸感沉浸感又稱為臨場感，是指用戶作為體驗(yàn)者存在于虛擬環(huán)境中的真實(shí)程度。好的VR設(shè)備應(yīng)該讓體驗(yàn)者有身臨其境的感受，而非只是四周多了幾塊屏幕。佩戴頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套等交互設(shè)備體驗(yàn)者的大腦會(huì)用他們從VR頭戴式顯示器中看到和聽到的東西來欺騙自己三、虛擬現(xiàn)實(shí)主要特征§1.1虛擬現(xiàn)實(shí)基本概念自然交互三自由度（3DegreesOfFreedom，3DoF）交互：3DoF是用戶可以使用VR頭盔觀察四周的景象并將頭部左右晃動(dòng)以擴(kuò)大可以探索的地方六自由度（6DegreesOfFreedom，6DoF）交互：借助功能強(qiáng)大的游戲筆記本電腦或計(jì)算機(jī)來處理信息，以便使用傳感器、數(shù)據(jù)手套和其他傳感設(shè)備等額外配件進(jìn)行游戲和互動(dòng)。超現(xiàn)實(shí)超現(xiàn)實(shí)是指虛擬現(xiàn)實(shí)世界依托于現(xiàn)實(shí)世界，但限制內(nèi)容創(chuàng)作的只有想象力本身，完全可以創(chuàng)造出超越現(xiàn)實(shí)的虛擬世界。四、虛擬現(xiàn)實(shí)典型設(shè)備§1.1虛擬現(xiàn)實(shí)基本概念主要是用于觀看3D電影或者游玩一些簡單的VR游戲。流行產(chǎn)品：谷歌Cardboard、暴風(fēng)魔鏡價(jià)格范圍：幾十元到幾百元主要結(jié)構(gòu)：兩枚凸透鏡。工作原理：手機(jī)中圖像原理類似觀看左右格式3D電影，手機(jī)中圖像分成左右兩部分，每只眼睛只看到其中一部分，兩幅畫面送至雙眼，帶來3D效果。分辨率要求：對手機(jī)屏幕分辨率要求高，凸透鏡需要對畫面進(jìn)行倍數(shù)放大，低分屏顆粒感明顯。1.VR眼鏡三、虛擬現(xiàn)實(shí)典型設(shè)備§1.1虛擬現(xiàn)實(shí)基本概念VR頭盔是主流大廠推出的產(chǎn)品，搭配主機(jī)使用，如PC或家用游戲主機(jī)優(yōu)勢：OculusRift、HTCVive和PlayStationVR的設(shè)置更加復(fù)雜，但功能更強(qiáng)大實(shí)現(xiàn)位置追蹤、無線控制等功能搭配豐富的遙控套件，可增加沉浸感成本較高2.VR頭盔三、虛擬現(xiàn)實(shí)典型設(shè)備§1.1虛擬現(xiàn)實(shí)基本概念VR一體機(jī)內(nèi)置處理器和屏幕，無需外接主機(jī)，但成本高且體驗(yàn)效果不如VR頭盔。市面上一體機(jī)產(chǎn)品較少，玩家選擇也不多，但具備可移動(dòng)、便攜的特點(diǎn)，成本相對低廉。AMD、谷歌、騰訊等公司宣布將致力于VR一體機(jī)的研發(fā)，未來前景值得期待。3.VR一體機(jī)第6章：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及應(yīng)用1虛擬現(xiàn)實(shí)基本概念2虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在融媒體中的應(yīng)用4AR與MR一、動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)§1.2虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)強(qiáng)調(diào)沉浸感和真實(shí)感重視自然的交互方式和實(shí)時(shí)性。將真實(shí)感、實(shí)時(shí)性和交互性作為建模指導(dǎo)原則1.虛擬現(xiàn)實(shí)建模特點(diǎn)建模方法不同：虛擬現(xiàn)實(shí)建模主要采用紋理等技術(shù)提高逼真度，而不是增加幾何造型復(fù)雜度說明內(nèi)容更多：虛擬現(xiàn)實(shí)建模需要說明許多系統(tǒng)連接，如自由度、層次細(xì)節(jié)等，而不僅僅是造型2.虛擬現(xiàn)實(shí)建模與三維動(dòng)畫建模的本質(zhì)區(qū)別一、動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)§1.2虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)不依賴于三維幾何建模，主要利用離散圖像或連續(xù)視頻作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。經(jīng)過圖像處理生成真實(shí)的全景圖像，并組織為虛擬實(shí)景空間，用戶可進(jìn)行前進(jìn)、后退、環(huán)視、仰視、俯視操作。多用于漫游系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全方位觀察三維場景的效果。1.基于圖像的虛擬建模法按照虛擬場景的構(gòu)造方法來區(qū)分，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)常用的有三種建模方法：基于圖像的虛擬建模法、基于幾何模型的虛擬建模法和基于圖形與圖像混合建模方法。一、動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)§1.2虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)常用于大規(guī)模場景的建模。以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)為基礎(chǔ)，對真實(shí)場景進(jìn)行建模，并建立虛擬環(huán)境中的光照和材質(zhì)模型。進(jìn)一步進(jìn)行紋理映射、模型的可見消隱和控制參數(shù)的設(shè)定最后通過軟件控制觀察者的位置和光照，在輸出設(shè)備上實(shí)時(shí)渲染繪制視景畫面。2.基于幾何模型的虛擬建模法將基于圖形與圖像的優(yōu)點(diǎn)集合于一體利用基于圖像的虛擬建模法構(gòu)造虛擬場景，利用基于幾何模型的虛擬建模法進(jìn)行實(shí)體構(gòu)建增加場景真實(shí)感，保證實(shí)時(shí)性與交互性，提高用戶沉浸感技術(shù)上的困難，仍處于探索研究階段，尚未得到廣泛應(yīng)用3.基于圖形與圖像混合建模的虛擬建模法二、實(shí)時(shí)三維圖形生成技術(shù)§1.2虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)在不影響畫面視覺效果的前提條件下，用一組復(fù)雜程度各不相同的實(shí)體層次細(xì)節(jié)模型來描述同一個(gè)對象依據(jù)視點(diǎn)遠(yuǎn)近或其他一些客觀標(biāo)準(zhǔn)切換模型，實(shí)時(shí)地改變場景復(fù)雜度1.細(xì)節(jié)層次技術(shù)目的就是在實(shí)際環(huán)境中獲取三維數(shù)據(jù)，建立虛擬環(huán)境模型，重點(diǎn)解決實(shí)時(shí)性。直接利用拍攝得到的實(shí)景圖像來構(gòu)造虛擬場景觀察點(diǎn)及觀察方向受到限制，不能實(shí)現(xiàn)完全的交互性操作2.基于圖像的圖形繪制技術(shù)二、實(shí)時(shí)三維圖形生成技術(shù)§1.2虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)利用基于頂點(diǎn)聚類的網(wǎng)格簡化算法和基于邊折疊的網(wǎng)格簡化算法對于某些復(fù)雜的模型，簡化效果還是不能令人滿意，往往需要手工簡化。3.模型簡化技術(shù)場景地形的分塊調(diào)度和場景模型的動(dòng)態(tài)調(diào)度動(dòng)態(tài)地選擇部分地形模型進(jìn)行調(diào)用現(xiàn)實(shí)，能有效地提高系統(tǒng)輸出視景的實(shí)時(shí)性4.場景調(diào)度管理技術(shù)多個(gè)幾何形狀相同但位置不同的物體共享同一個(gè)模型數(shù)據(jù)通過矩陣變換安置在不同的地方，大大地節(jié)約內(nèi)存空間。5.實(shí)例化技術(shù)三、立體顯示和傳感器技術(shù)§1.2虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)使用偏振光濾鏡或偏振光片來過濾掉特定角度偏振光以外的所有光，讓零度的偏振光只進(jìn)入右眼，90度的偏振光只進(jìn)入左眼。兩種偏振光分別搭載兩套畫面，形成3D效果1.偏振光分光3D顯示將不同視角上拍攝的影像以兩種不同的顏色保存在同一幅畫面中通過佩戴紅藍(lán)眼鏡看到不同的畫面，根據(jù)色差和位移產(chǎn)生立體感與深度距離感。2.圖像分色立體顯示頭戴設(shè)備所用到的立體高清顯示技術(shù)是最關(guān)鍵的一項(xiàng)技術(shù)，該技術(shù)是以人眼的立體視覺原理為依據(jù)的。三、立體顯示和傳感器技術(shù)§1.2虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)投影機(jī)內(nèi)部放置了一個(gè)快速轉(zhuǎn)動(dòng)的濾光輪，其中包含了另外一組紅色、綠色和藍(lán)色的濾光片。這組濾光片可以產(chǎn)生和原始濾光片一樣的色域，并讓光線以不同的波長傳播，分別包含了左右眼的影像內(nèi)容。觀眾佩戴帶有二向色濾光片的分色眼鏡后，可以過濾掉其中特定波長的光線，從而讓兩只眼睛看到不同的畫面。3.杜比圖像頭戴設(shè)備所用到的立體高清顯示技術(shù)是最關(guān)鍵的一項(xiàng)技術(shù)，該技術(shù)是以人眼的立體視覺原理為依據(jù)的。三、立體顯示和傳感器技術(shù)§1.2虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)HMD頭戴顯示技術(shù)能夠營造出在超短距離內(nèi)看超大屏幕的效果，具備足夠高的解析度。通過人的大腦將兩個(gè)圖像融合以獲得深度感知，從而得到立體的圖像。除此之外，還有一種視網(wǎng)膜投影技術(shù)。采用這種顯示技術(shù)的頭戴設(shè)備包括谷歌眼鏡和AvegantGlyph4.HMD頭戴顯示技術(shù)三、立體顯示和傳感器技術(shù)§1.2虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)微軟產(chǎn)品HoloLens內(nèi)置獨(dú)立計(jì)算單元處理攝像頭捕捉的各種信息。透過層疊的鏡片創(chuàng)建出虛擬影像，借助體感技術(shù)進(jìn)行虛擬物體交互。利用上述技術(shù)，讓用戶實(shí)時(shí)感受3D圖像。借助SLAM技術(shù)獲取環(huán)境信息，保證用戶移動(dòng)時(shí)成像的穩(wěn)定性4.HMD頭戴顯示技術(shù)三、立體顯示和傳感器技術(shù)§1.2虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)MagicLeap采用“光影成像”技術(shù)；用螺旋狀震動(dòng)的光纖來形成圖像，并直接讓光線從光纖彈射到人的視網(wǎng)膜上；用光纖向視網(wǎng)膜直接投射整個(gè)數(shù)字光場，產(chǎn)生所謂的電影級(jí)現(xiàn)實(shí)。4.HMD頭戴顯示技術(shù)三、立體顯示和傳感器技術(shù)§1.2虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)慣性傳感器：加速度傳感器、陀螺儀和地磁傳感器，這些傳感器主要用于捕捉頭部轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。；動(dòng)作捕捉傳感器，目前的方案有紅外攝像頭和紅外感應(yīng)傳感器等，主要用來實(shí)現(xiàn)動(dòng)作捕捉，特別是使用者左右前后的移動(dòng)。；其他類型傳感器，如佩戴檢測用的接近傳感器、觸控板用的電容感應(yīng)傳感器等已被廣泛使用5.傳感器技術(shù)單靠立體顯示技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能實(shí)現(xiàn)真正的虛擬現(xiàn)實(shí)或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用，少不了傳感器技術(shù)的大力支持。四、系統(tǒng)集成技術(shù)§1.2虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)一個(gè)完整的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)由以下功能單元構(gòu)成：虛擬環(huán)境、虛擬環(huán)境處理器、視覺系統(tǒng)、聽覺系統(tǒng)、身體方位姿態(tài)跟蹤設(shè)備和味覺、嗅覺、觸覺與力覺反饋系統(tǒng)等1.虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的組成系統(tǒng)集成技術(shù)是指將各個(gè)功能單元組裝成完整的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的過程。計(jì)算機(jī)是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的核心：整個(gè)虛擬世界的實(shí)時(shí)渲染計(jì)算用戶和虛擬世界的實(shí)時(shí)交互計(jì)算虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)對計(jì)算機(jī)配置的要求非常高。2.計(jì)算機(jī)在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的作用四、系統(tǒng)集成技術(shù)§1.2虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)傳統(tǒng)的鼠標(biāo)和鍵盤無法實(shí)現(xiàn)自然交互，需要采用特殊的交互設(shè)備。常用的交互設(shè)備有：數(shù)據(jù)手套、三維聲音系統(tǒng)和頭盔顯示等3.交互設(shè)備專業(yè)的虛擬現(xiàn)實(shí)引擎軟件負(fù)責(zé)：完成虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的模型組裝、熱點(diǎn)控制、運(yùn)動(dòng)模式設(shè)立、聲音生成等工作為虛擬世界和后臺(tái)數(shù)據(jù)庫、虛擬世界和交互硬件建立起必要的接口聯(lián)系。4.虛擬現(xiàn)實(shí)引擎軟件四、系統(tǒng)集成技術(shù)§1.2虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)頭盔顯示器是典型的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)組成部分。頭盔顯示器系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套、力反饋裝置、話筒、耳機(jī)等設(shè)備組成。計(jì)算機(jī)生成虛擬世界，頭盔顯示器輸出立體景象，用戶通過頭的轉(zhuǎn)動(dòng)、手的移動(dòng)、語言等與虛擬世界進(jìn)行自然交互，計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)計(jì)算用戶輸入信息進(jìn)行交互反饋，耳機(jī)輸出虛擬立體聲音、力反饋裝置產(chǎn)生觸覺反饋。6.基于頭盔顯示器的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)第6章：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及應(yīng)用1虛擬現(xiàn)實(shí)基本概念2虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在融媒體中的應(yīng)用4AR與MR一、沉浸式影視娛樂§1.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在融媒體中的應(yīng)用定義：交互影視是融合了影視表現(xiàn)效果和游戲自由度的新的影視表現(xiàn)形式。特點(diǎn)：觀看者不僅僅局限于欣賞沉浸式的電影，可以進(jìn)一步的作為主角影響這劇情的走向。1.交互影視的定義和特點(diǎn)全景交互：參與者可以360°轉(zhuǎn)換視角來觀察虛擬環(huán)境。劇情交互：參與者不僅與虛擬環(huán)境發(fā)生全景交互，還可以參與到劇情的發(fā)展中，引起劇情的變化。完全交互：參與者作為故事的掌控者，能夠決定故事的發(fā)展和結(jié)局。2.交互等級(jí)的分類

一、沉浸式影視娛樂§1.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在融媒體中的應(yīng)用一、沉浸式影視娛樂§1.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在融媒體中的應(yīng)用逼真度和沉浸感強(qiáng)大量劇情交互或完全交互用戶可以自行決定劇情的進(jìn)展和結(jié)局未來發(fā)展:更加逼真的畫面和體驗(yàn)更加豐富的游戲類型更加高效的控制方式更多的社交互動(dòng)和合作模式1.VR游戲一、沉浸式影視娛樂§1.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在融媒體中的應(yīng)用目前發(fā)布的VR游戲，不乏恐怖、射擊、模擬生存等類游戲。二、沉浸式教育培訓(xùn)§1.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在融媒體中的應(yīng)用VR技術(shù)使得教育變得生動(dòng)活潑，師生可以自由探索交互，將枯燥的文字轉(zhuǎn)換成豐富的可互動(dòng)形式的活動(dòng)。VR教育方式可以提高學(xué)生的課堂注意力以及學(xué)習(xí)效率。1.VR技術(shù)改變傳統(tǒng)教育方式2012年，微軟Kinect體感設(shè)備實(shí)現(xiàn)了VR技術(shù)和教育的結(jié)合。2014年，韓國中央大學(xué)開發(fā)了一個(gè)在線VR游戲系統(tǒng)，讓學(xué)生進(jìn)行角色扮演和協(xié)作學(xué)習(xí)，以身臨其境的體驗(yàn)獲得建筑安全的教育知識(shí)。2015年，意大利烏迪內(nèi)大學(xué)開發(fā)了一款航空安全教育的VR游戲，讓玩家體驗(yàn)一架商用飛機(jī)遇難后的緊急著陸和撤離工作。2.發(fā)展歷程二、沉浸式教育培訓(xùn)§1.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在融媒體中的應(yīng)用2016年，墨西哥Linnea公司將LeapMotion綁定到Oculus，用于教育領(lǐng)域并設(shè)計(jì)了教育內(nèi)容。有些教育游戲過于注重教育而忽略了娛樂元素，應(yīng)該具有教育和娛樂的雙重特性。2.發(fā)展歷程二、虛擬旅游§1.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在融媒體中的應(yīng)用新冠疫情的肆虐導(dǎo)致全球旅游業(yè)收入損失1.3萬億美元，國際游客數(shù)量下降74％。虛擬旅游因360°全景視頻等技術(shù)成為疫情期間很多人“在家旅游”的主要方式之一。一些公司在不懈地進(jìn)行完善虛擬旅游技術(shù)的嘗試，例如將其應(yīng)用于旅游出行。FirstAirlines公司推出了名為“虛擬現(xiàn)實(shí)飛行體驗(yàn)”的項(xiàng)目，游客能在旅途中使用特制的裝備游覽即將抵達(dá)的目的地城市。1.發(fā)展歷程虛擬旅游是依托互聯(lián)網(wǎng)等環(huán)境系統(tǒng)構(gòu)建的虛擬空間的旅游體驗(yàn)，包括身臨其境的感受和虛擬產(chǎn)品消費(fèi)，與現(xiàn)實(shí)景點(diǎn)旅游相輔相成。二、虛擬旅游§1.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在融媒體中的應(yīng)用疫情加速了各公司相關(guān)技術(shù)的研發(fā)，AmazonExplore推出新的服務(wù)，在輔助設(shè)備的幫助下游客可以在一對一虛擬導(dǎo)游的指引下享受日本京都游、在墨西哥本地學(xué)習(xí)美食烹飪課程等體驗(yàn)?？萍脊綩culus推出Quest2頭戴設(shè)備，用戶可以通過使用NationalGeographicVR服務(wù)，在南極洲攀登冰山，躲避暴風(fēng)雪和尋找企鵝。中國也推出了北京故宮博物院虛擬旅游項(xiàng)目，利用VR技術(shù)讓無法到達(dá)實(shí)地的游客們足不出戶就可以欣賞故宮的美景。各地博物館也增添了各式各樣的VR體驗(yàn)，使得游客們可以更好的了解當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)土人情。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能重新喚起人們對旅游的興趣，提高游客對旅行目的地的積極性，為旅游的未來開創(chuàng)更多可能性。1.發(fā)展歷程二、虛擬旅游§1.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在融媒體中的應(yīng)用三、虛擬醫(yī)學(xué)§1.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在融媒體中的應(yīng)用醫(yī)療領(lǐng)域培養(yǎng)一名外科醫(yī)生需要耗費(fèi)大量時(shí)間和精力虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為實(shí)習(xí)醫(yī)生提供了更多的培訓(xùn)機(jī)會(huì)通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，可以降低人為操作失誤和風(fēng)險(xiǎn)1.意義三、虛擬醫(yī)學(xué)§1.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在融媒體中的應(yīng)用2002年，斯坦福大學(xué)推出了一套手術(shù)模擬器，提供觸覺反饋功能2013年，RealView公司開發(fā)了醫(yī)用3D全息投影系統(tǒng)，提供全新的手術(shù)操刀模擬技術(shù)2015年，倫敦StBartholomew醫(yī)院發(fā)布了TheVirtualSurgeon，提供手術(shù)的360°全景視頻記錄，供醫(yī)學(xué)院學(xué)生學(xué)習(xí)通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)習(xí)醫(yī)生可以進(jìn)行更多次的模擬手術(shù)操作，提高操作技能2.具體應(yīng)用三、虛擬醫(yī)學(xué)§1.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在融媒體中的應(yīng)用醫(yī)療資源不足的地區(qū)可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與遠(yuǎn)程醫(yī)生進(jìn)行交流，獲取更多的診斷和治療建議醫(yī)生可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)遠(yuǎn)程指導(dǎo)手術(shù)操作，提高手術(shù)的成功率通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，可以更好地滿足遠(yuǎn)程地區(qū)的醫(yī)療需求，提高醫(yī)療水平3.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在心理治療中的應(yīng)用三、虛擬醫(yī)學(xué)§1.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在融媒體中的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)可以用于減輕燒傷患者的疼痛：通過沉浸式的游戲體驗(yàn)和音樂，幫助患者緩解傷口或物理治療所帶來的痛苦。虛擬現(xiàn)實(shí)可以幫助失去部分或全部四肢的患者減輕幻肢疼痛：通過虛擬的四肢，幫助患者學(xué)會(huì)如何控制假肢，同時(shí)大大緩解幻肢疼痛的現(xiàn)象。虛擬現(xiàn)實(shí)可以幫助自閉癥患者提升社交技能：將自閉癥患者放到虛擬環(huán)境中特定場景，如面試和約會(huì)，可以明顯提升參與者涉及社會(huì)認(rèn)知部分的大腦活躍度。虛擬現(xiàn)實(shí)可以通過冥想緩解焦慮：使用呼吸控制游戲的名為DEEP的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，玩家學(xué)會(huì)控制呼吸，從而冥想以緩解焦慮。4.醫(yī)療具體應(yīng)用三、虛擬醫(yī)學(xué)§1.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在融媒體中的應(yīng)用五、模擬軍事§1.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在融媒體中的應(yīng)用美軍推出用于單兵訓(xùn)練的模擬軟件美國陸軍步兵訓(xùn)練系統(tǒng)；配備一臺(tái)定制版的筆記本電腦和頭戴式虛擬頭盔，士兵們可以做出各種復(fù)雜的姿勢動(dòng)作；DSTS還能夠評估士兵在虛擬戰(zhàn)場的受傷程度，記錄士兵應(yīng)對戰(zhàn)場情況說的每一句話和每一次開火，從而通過回訪功能觀察士兵在訓(xùn)練中的表現(xiàn)。1.單兵綜合實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練系統(tǒng)五、模擬軍事§1.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在融媒體中的應(yīng)用美軍采用綜合了航空照片、衛(wèi)星影像和數(shù)字地形數(shù)據(jù)等信息生成高分辨率的作戰(zhàn)區(qū)域三維地形環(huán)境，以此來訓(xùn)練執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)的戰(zhàn)斗機(jī)飛行員。2.虛擬戰(zhàn)場環(huán)境構(gòu)建五、模擬軍事§1.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在融媒體中的應(yīng)用通過運(yùn)用分布式交互仿真技術(shù)結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以在作戰(zhàn)模擬訓(xùn)練中心控制設(shè)置在不同地域的模擬系統(tǒng)終端來實(shí)現(xiàn)不同地域和環(huán)境下的作戰(zhàn)訓(xùn)練。美國陸軍近戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)采用主干光纖系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合分布式交互仿真，建立一個(gè)虛擬作戰(zhàn)環(huán)境。3.多軍種聯(lián)合軍事演習(xí)五、模擬軍事§1.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在融媒體中的應(yīng)用美軍曾使用過多種作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)來訓(xùn)練軍事指揮人員。美國海軍開發(fā)的“虛擬艦艇作戰(zhàn)指揮中心”可以逼真模擬與真實(shí)的艦艇指揮中心相似的環(huán)境，使受訓(xùn)者沉浸在“真實(shí)的”戰(zhàn)場中。4.軍事指揮人員訓(xùn)練五、模擬軍事§1.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在融媒體中的應(yīng)用美國第四代戰(zhàn)斗機(jī)F-22和JSF將VR技術(shù)融入進(jìn)研發(fā)過程中，3D的數(shù)字化設(shè)計(jì)，大大縮短了研發(fā)周期，也大大節(jié)省了研發(fā)費(fèi)用。VR/AR技術(shù)將有望運(yùn)用于未來軍事發(fā)展，其基本的思路就是把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)用于訓(xùn)練模塊，通過計(jì)算機(jī)作戰(zhàn)模擬訓(xùn)練、模擬實(shí)戰(zhàn)、模擬戰(zhàn)場環(huán)境的構(gòu)建、可視化未來的兵器設(shè)計(jì)。5.縮短武器研發(fā)周期五、虛擬航天航空§1.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)