虛擬實境(VR)

2021-07-08 17:47:09 字數 1904 閱讀 3789

<1>vr的七個特徵:模擬性、互動作用、人工現實、沉浸性、遙在、全身沉浸、網路通訊。

<2>vr的科學技術問題類:vr的目的是利用計算機及其他相關技術複製、**現實世界(假想世界),構造近似現實世界的虛擬世界,使用者通過與虛擬世界的互動、體驗相對應的現實世界,甚至影響現實世界。

<3>定義vr系統為8元組(w,t,c,e,see,in,show,do)

注:設w為現實世界(假想世界)所有狀態的集合。將w劃分為不交子集的集合t,以使不同的vr建模方法可以模擬化對應劃分中的現實世界狀態。c:計算機狀態序列的集合。e:人機互動裝置的集合,e屬於e, s(e)為e的狀態序列的集合。

see:它把w中的狀態對映到所選擇的劃分。

see:w—>t. 表徵對現實世界的模擬

in:把現實世界狀態劃分對映到計算機狀態序列集。

in:t—>p(c) (p(c)為c的冪集)。

show:把計算機狀態序列集對映到人機互動裝置的狀態序列集合。

show:p(c)—>s(e) (s(e)為所有互動裝置的狀態序列集)

do:表徵人對虛擬環境的控制。

do: c x s(e)—> c.

in ,do show三個函式就是虛擬實境的三大科學技術問題類。in是vr中的建模,可以是乙個演算法、公里系統也可以是乙個優有結構的人工計算機輸入過程。show是vr物件的表現,可以是乙個演算法、資料變換,有結構的資料輸出流。do是人或外部世界對虛擬環境的控制,是有結構的資料輸出流,與互動裝置密切相關。

<4>vr系統中的資料:

a.平台資料(pd):包括支撐具體虛擬實境系統執行的計算機系統、網路系統、公共平台所生成的元資料,vr系統通用部分生成的管理資料。

b.模型資料(md):vr系統中的主體資料,是現實世界事物在數字空間中的映像。

c.感知資料(sd):或稱渲染資料,作用於各種輸出裝置使使用者產生視、聽、力等感覺。

d.控制資料(cd):使用者通過輸入裝置所生成的資料,用於對虛擬環境進行控制和影響。

a.景物外觀建模:基於深度影象的建模、基於影象的建模方法、材質光照建模方法、體光照模型、場的建模方法。

b.基於物理模型的建模:剛體運動建模、柔性物體建模方法,流體建模方法,虛擬人運動建模方法。

c.行為建模:基於有限狀態自動機的建模方法、基於agent的建模方法。

d.虛實融合建模:面向虛實融合場景構建的真實環境資訊獲取與表示、三維物件的三維註冊方法、三維物件的空間遮擋處理辦法、虛實光照融合處理方法。

視覺表現技術、聽覺表現技術、力/觸覺表現技術、嗅/味覺表現技術。

場景顯示方式及裝置:頭盔式顯示、桌面式顯示、投影式顯示、手持式顯示、自由立體顯示。

力/觸覺互動方式及其裝置:力反饋操縱桿、觸覺資料手套。

跟蹤定位方式及其裝置:有源跟蹤定位、無源跟蹤定位。

行走互動方式極其裝置:踏板行走式互動、地面行走式互動、傳動平台式行走互動。

建模工具:面向動畫製作的建模工具、面向實時繪製的建模工具、web 3d標準和建模工具、物理引擎

繪製工具:基礎三維圖形繪製庫、三維圖形引擎、視覺化開發平台。

分布式vr開發平台:虛擬環境伺服器、分布式開發平台。

軍事領域、工業領域、醫學領域、教育文化領域等。

1、可建模、模型複雜性和模型可信性。

2、影象的相似性測度和影象質量評價。

3、複雜逼真虛擬環境的構造與海量資料管理。

4、虛擬實體的物理與行為模型。

5、虛擬景物和真實景物的融合。

6、人機互動的機制與沉浸感。

7、分布式虛擬實境的實時性與一致性。

8、vr應用系統的可組裝構建和vr平台的開發策略。

9、vr系統效能和vr應用結果的評價。

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