虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)理論與實(shí)踐 課件 第1章 什么是VR

虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)第一章

VR&AR概述VR定義概述VR的發(fā)展歷史與演變VR定義及原理虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality)，簡稱VR技術(shù)。利用電腦或其他智能計(jì)算設(shè)備模擬產(chǎn)生一個(gè)三度空間的虛擬世界，提供用戶關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓用戶如同身臨其境一般。虛擬現(xiàn)實(shí)三大特點(diǎn)：浸沉感、交互性和構(gòu)想性。一是沉浸性(Immersion)。就是在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)提供的虛擬環(huán)境中，體驗(yàn)者的確有了“看得見、聽得到、摸得著、聞得出”的真實(shí)感受。二是交互性(Interaction)。就是體驗(yàn)者用在日常生活中的方式與虛擬場景中的人或物進(jìn)行各種交流、產(chǎn)生真實(shí)的互動(dòng)體會。三是構(gòu)想性(imagination)。就是用戶能在虛擬的環(huán)境中獲取新的知識和經(jīng)驗(yàn)，形成感性或理性的認(rèn)識，從而產(chǎn)生新的思想和行動(dòng)，有效提高思考和行動(dòng)能力。VR分類非沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，用戶通過鍵盤、鼠標(biāo)、操縱桿或觸摸屏等設(shè)備與虛擬環(huán)境進(jìn)行交互，這種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)通常被稱為非沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)（Non-Immersive

VRSystem），又稱桌面式或窗口式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。

沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)（Immersive

VR

System）可使用戶完全融入并感知虛擬環(huán)境，獲得存在感。一般有兩種途徑實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能：洞穴自動(dòng)虛擬環(huán)境（Cave

Automatic

Virtual

Environments

，簡稱CAVE）和頭戴式顯示器，同時(shí)配備運(yùn)動(dòng)傳感器以協(xié)助進(jìn)行自然交互。分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)（Distributed

VR

System）通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)使多地用戶能夠?qū)崟r(shí)交互，共享相同虛擬世界。虛擬世界不獨(dú)立存在，運(yùn)行于網(wǎng)絡(luò)連接的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

1VR與AR的區(qū)別AR

(Augmented

Reality)-增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)：是一種實(shí)時(shí)地計(jì)算攝影機(jī)影像的位置及角度并加上相應(yīng)圖像的技術(shù)，將真實(shí)環(huán)境和虛

擬物體實(shí)時(shí)地疊加到同一個(gè)空間，進(jìn)行互動(dòng)。真實(shí)世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成。AR,1970年提出這一概念。2012年4月，谷歌發(fā)布Google

Glasses2015年1月，微軟發(fā)布Hololens全息眼鏡2016年2月，Meta公司發(fā)布Meta

2眼鏡……VR與AR的區(qū)別VR和AR的區(qū)別：VR的視覺呈現(xiàn)方式是阻斷人眼與現(xiàn)實(shí)世界的連接，通過設(shè)備實(shí)時(shí)渲染的畫面，營造出一個(gè)全新的世界。（VR遮斷真實(shí)世界）AR的視覺呈現(xiàn)方式是在人眼與現(xiàn)實(shí)世界連接的情況下，疊加全息影像，加強(qiáng)其視覺呈現(xiàn)的方式（AR則是疊加虛擬的影像）MR

(Mixed

Reality,

混合現(xiàn)實(shí))是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，該技術(shù)在虛擬世界、現(xiàn)實(shí)世界和用戶之間搭起一個(gè)交互反饋的信息回路，以增強(qiáng)用戶體驗(yàn)的真實(shí)感。認(rèn)識常見的VR、AR、MR設(shè)備不同類型VR眼鏡性能對比典型的VR交互外設(shè)VR將視聽體驗(yàn)帶到了一個(gè)新的高度VR主要設(shè)備構(gòu)成VR顯示原理人體左眼、右眼存在視覺差（位置/角度偏移），人腦基于雙眼視覺差計(jì)算出立體場景。所有3D格式（偏振/紅藍(lán)/快門等）均基于此原

理。左右分屏式3D格式，將左眼、右眼圖像并排輸出顯示，通過佩戴眼鏡實(shí)現(xiàn)左眼只看左邊圖像、右眼只看右邊圖像，合并入人腦后即呈

現(xiàn)立體場景。VR眼鏡：核心包括顯示屏幕、光學(xué)器件、圖像處理器及輸入接口等。處理器及輸入接口負(fù)責(zé)左右格式內(nèi)容處理、輸入，屏幕負(fù)責(zé)顯示

左右格式內(nèi)容，光學(xué)器件通過光學(xué)路徑使左右眼與左右圖像對應(yīng)。思考：4KVR眼鏡的視覺效果只達(dá)到了2K，是什么原因？VR眼鏡由于要實(shí)現(xiàn)立體效果，所謂的4K其實(shí)只有一半的有效分辨率，也就是2K單眼VR眩暈VR在各行各業(yè)中的應(yīng)用VR典型應(yīng)用VR+藝術(shù)繪畫VR直播VR數(shù)字人VR發(fā)展展望VR市場細(xì)分VR頭戴設(shè)備市場規(guī)模VR內(nèi)容市場規(guī)模VR內(nèi)容市場：?

消費(fèi)級內(nèi)容市場：游戲、影視、直播……?

企業(yè)級內(nèi)容市場：教育、培訓(xùn)……?

VR營銷市場：VR技術(shù)+廣告營銷VR發(fā)展展望目前資本市場前景良好，融資創(chuàng)新積極性較高。預(yù)計(jì)2021年中國VR設(shè)備出貨量820萬臺，用戶量超過2500萬人，中國VR市場規(guī)模將占全球的34.6%，達(dá)到460億元。2020年3月2日，人社局新發(fā)布了16個(gè)新職業(yè)，其中包括：虛擬現(xiàn)實(shí)工程技術(shù)人員、全媒體運(yùn)營師

等。復(fù)習(xí)VR、AR、MR的概念發(fā)展歷史VR應(yīng)用VR行業(yè)現(xiàn)狀：產(chǎn)品快速成熟，市場高速增長，人才、應(yīng)用緊缺VR技術(shù)路徑虛擬現(xiàn)實(shí)專業(yè)技能集及崗位集（數(shù)字媒體/計(jì)算機(jī)等相關(guān)）VR與元宇宙虛擬現(xiàn)實(shí)，數(shù)字孿生，元宇宙......信息技術(shù)3.0時(shí)代來臨元宇宙：現(xiàn)實(shí)世界高度數(shù)字化與虛擬世界高度個(gè)性化的深度融合。VR：元宇宙世界的視覺大門。虛實(shí)共生：虛實(shí)相互依存；AI賦能現(xiàn)實(shí)世界；人類賦能虛擬空間數(shù)字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運(yùn)行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應(yīng)的實(shí)體裝備的全生命周期過程。元宇宙的英文名MetaverseMeta來自希臘語，意為超出verse則來自于宇宙「Universe」其字面意思就表示為「超越現(xiàn)實(shí)宇宙」的存在，即被科技創(chuàng)造出的