虛擬現(xiàn)實發(fā)展.ppt

1、虛擬現(xiàn)實,華東師范大學(xué) 張際平,課程內(nèi)容,虛擬現(xiàn)實發(fā)展 虛擬現(xiàn)實定義 虛擬現(xiàn)實的基本特征 虛擬現(xiàn)實在各行業(yè)的應(yīng)用 虛擬現(xiàn)實關(guān)鍵技術(shù) 虛擬現(xiàn)實藝術(shù),專家介紹,張際平 華東師范大學(xué) 教授，博士生導(dǎo)師（教育學(xué)） 1979年畢業(yè)于華東師范大學(xué)物理系，1996年荷蘭特溫特科技大學(xué)(University of Twente，The Netherlands) 教育技術(shù)學(xué)博士學(xué)位回國。目前也是華東師范大學(xué)教育技術(shù)學(xué)、計算機應(yīng)用、通訊和信息系統(tǒng)三個碩士生點的碩士生導(dǎo)師。 研究領(lǐng)域： 網(wǎng)絡(luò)教育應(yīng)用、教育信息化、遠程教育、 學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)（SPSS）、課件開發(fā)技術(shù)、 虛擬現(xiàn)實（虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境）,虛擬現(xiàn)實場景,虛擬現(xiàn)實數(shù)

2、字城市,沃爾瑪打造的購物新體,虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展,早在60年代初，隨著CAD技術(shù)的發(fā)展，人們就開始研究立體聲與三維立體顯示相結(jié)合的計算機系統(tǒng)。 80年代，Jaron Lanier提出了虛擬現(xiàn)實VR（Virtual Reality）的觀點，目的在于建立一種新的用戶界面，使用戶可以置身于計算機所表示的三維空間資料庫環(huán)境中，并可以通過眼、手、耳或特殊的空間三維裝置在這個環(huán)境中環(huán)游，創(chuàng)造出一種親臨其境的感覺,科技名詞定義,定義1： 存在于計算機系統(tǒng)中的邏輯環(huán)境，通過輸出設(shè)備模擬顯示現(xiàn)實世界中的三維物體和它們的運動規(guī)律和方式。 所屬學(xué)科： 地理學(xué)（一級學(xué)科）；地理信息系統(tǒng)（二級學(xué)科） 定義2： 利用計算

3、機發(fā)展中的高科技手段構(gòu)造的，使參與者獲得與現(xiàn)實一樣的感覺的一個虛擬的境界。 所屬學(xué)科： 通信科技（一級學(xué)科）；服務(wù)與應(yīng)用（二級學(xué)科） 定義3： 一種模擬三維環(huán)境的技術(shù)，用戶可以如在現(xiàn)實世界一樣地體驗和操縱這個環(huán)境。 所屬學(xué)科： 資源科技（一級學(xué)科）；資源信息學(xué)（二級學(xué)科）,虛擬現(xiàn)實的定義,VR是一項綜合集成技術(shù)，涉及計算機圖形學(xué)、人機交互技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能等領(lǐng)域，它用計算機生成逼真的三維視、聽、嗅覺等感覺，使人作為參與者通過適當(dāng)裝置，自然地對虛擬世界進行體驗和交互作用。,虛擬現(xiàn)實的基本特征,多感知性（Multi-Sensory） 所謂多感知是指除了一般計算機技術(shù)所具有的視覺感知之外，還有

4、聽覺感知、力覺感知、觸覺感知、運動感知，甚至包括味覺感知、嗅覺感知等。 浸沒感（Immersion） 又稱臨場感，指用戶感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實程度 交互性（Interactivity） 指用戶對模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度（包括實時性）。 構(gòu)想性（Imagination）,虛擬現(xiàn)實在各行業(yè)的應(yīng)用,虛擬現(xiàn)實應(yīng)用于城市規(guī)劃 虛擬現(xiàn)實應(yīng)用于醫(yī)學(xué) 虛擬現(xiàn)實應(yīng)用于娛樂.藝術(shù)和教育 虛擬現(xiàn)實應(yīng)用于軍事與航天工業(yè) 虛擬現(xiàn)實應(yīng)用于室內(nèi)設(shè)計 虛擬現(xiàn)實應(yīng)用于房產(chǎn)開發(fā),虛擬現(xiàn)實應(yīng)用于工業(yè)仿真 虛擬現(xiàn)實應(yīng)用于應(yīng)急推演 虛擬現(xiàn)實應(yīng)用于文化古物 虛擬現(xiàn)實應(yīng)用于游戲中 虛擬現(xiàn)實應(yīng)用于靜物

5、展示 虛擬現(xiàn)實應(yīng)用于道路橋梁 虛擬現(xiàn)實應(yīng)用于地理科學(xué),跳傘模擬,城市規(guī)劃,虛擬現(xiàn)實實驗室,虛擬現(xiàn)實頭盔,虛擬現(xiàn)實在教育中的應(yīng)用,虛擬現(xiàn)實應(yīng)用于教育是教育技術(shù)發(fā)展的一個飛躍。它營造了“自主學(xué)習(xí)”的環(huán)境，由傳統(tǒng)的“以教促學(xué)”的學(xué)習(xí)方式代之為學(xué)習(xí)者通過自身與信息環(huán)境的相互作用來得到知識、技能的新型學(xué)習(xí)方式。,一.科技研究 當(dāng)前許多高校都在積極研究虛擬現(xiàn)實技術(shù)與應(yīng)用，并相繼建起了虛擬現(xiàn)實與系統(tǒng)仿真的研究室，將科研成果迅速轉(zhuǎn)化實用技術(shù)，如北京航天航空大學(xué)在分布式飛行模擬方面的應(yīng)用；浙江大學(xué)在建筑方面進行虛擬規(guī)劃、虛擬設(shè)計的應(yīng)用。,虛擬現(xiàn)實發(fā)動機,虛擬實驗室優(yōu)勢,1)、節(jié)省成本通常我們由于設(shè)備、場地、經(jīng)費

6、等硬件的限制。許多實驗都無法進行。而利用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，學(xué)生足不出戶便可以做各種實驗，獲得與真實實驗一樣的體會。在保證教學(xué)效果的前提下，極大的節(jié)省了成本。,2)、規(guī)避風(fēng)險真實實驗或操作往往會帶來各種危險，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行虛擬實驗，學(xué)生在虛擬實驗環(huán)境中，可以放心地去做各種危險的實驗。例如：虛擬的飛機駕駛教學(xué)系統(tǒng)，可免除學(xué)員操作失誤而造成飛機墜毀的嚴(yán)重事故,3)、打破空間、時間的限制利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以徹底打破時間與空間的限制。大到宇宙天體，小至原子粒子，學(xué)生都可以進入這些物體的內(nèi)部進行觀察。一些需要幾十年甚至上百年才能觀察的變化過程，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以在很短的時間內(nèi)呈現(xiàn)給學(xué)生觀察。例如，

7、生物中的孟德爾遺傳定律，用果蠅做實驗往往要幾個月的時間，而虛擬技術(shù)在一堂課內(nèi)就可以實現(xiàn)。,二.虛擬實訓(xùn)基地： 利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)建立起來的虛擬實訓(xùn)基地，其“設(shè)備”與“部件”多是虛擬的，可以根據(jù)隨時生成新的設(shè)備。教學(xué)內(nèi)容可以不斷更新，使實踐訓(xùn)練及時跟上技術(shù)的發(fā)展。同時，虛擬現(xiàn)實的沉浸性和交互性，使學(xué)生能夠在虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境中扮演一個角色，全身心地投入到學(xué)習(xí)環(huán)境中去，這非常有利于學(xué)生的技能訓(xùn)練。,實訓(xùn)基地,三.虛擬仿真校園： 它由淺至深有三個應(yīng)用層面，分別適應(yīng)學(xué)校不同程度的需求：簡單的虛擬我們的校園環(huán)境供游客瀏覽 ，基于教學(xué)、教務(wù)、校園生活，功能相對完整的三維可視化虛擬校園 ，以學(xué)員為中心，加入一系列人性化的功能，以虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為遠程教育基礎(chǔ)平臺， 虛擬遠程教育虛擬現(xiàn)實可為高校擴大招生后設(shè)置的分校和遠程教育教學(xué)點提供可移動的電子教學(xué)場所,虛擬現(xiàn)實校園,關(guān)鍵技術(shù),虛擬現(xiàn)實是多種技術(shù)的綜合，包括實時三維計算機圖形技術(shù)，廣角（寬視野）立體顯示技術(shù)，對觀察者頭、眼和手的跟蹤技術(shù)，以及觸覺/力覺反饋、立體聲、網(wǎng)絡(luò)傳輸、語音輸入輸出技術(shù)等。下面對這些技術(shù)分別加以說明。,虛擬現(xiàn)實藝術(shù)（VR藝術(shù)）,VR藝術(shù)是伴隨著“虛擬現(xiàn)實時代”的來臨應(yīng)運而生的一種新興而獨立的藝術(shù)門類，在