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虛擬現實技術期末論文(編輯修改稿)

2026-07-19 08:02 本頁面

　

【文章內容簡介】擬現實系統中最重要的環節。在視覺顯示技術中，實現立體顯示技術是較為復雜與關鍵的，立體視覺顯示技術是虛擬現實的重要支撐技術。環境建模技術在虛擬現實系統中，營造的虛擬環境是它的核心內容，要建立虛擬環境，首先要建模，然后在其基礎上再進行實時繪制、立體顯示，形成一個虛擬的世界。虛擬環境建模的目的在于獲取實際三維環境的三維數據，并根據其應用的需要，利用獲取的三維數據建立相應的虛擬環境模型。只有設計出反映研究對象的真實有效的模型，虛擬現實系統才有可信度。在虛擬現實系統中，環境建模應該包括有基于視覺、聽覺、觸覺、力覺、味覺等多種感覺通道的建模。但基于目前的技術水平，常見的是三維視覺建模和三維聽覺建模。而在當前應用中，環境建模一般主要是三維視覺建模，這方面的理論也較為成熟。三維視覺建模又可細分為幾何建模、物理建模、行為建模等。1,幾何建模是基于幾何信息來描述物體模型的建模方法，它處理物體的幾何形狀的表示，研究圖形數據結構的基本問題；2,物理建模涉及物體的物理屬性；3,行為建模反映研究對象的物理本質及其內在的工作機理。真實感實時繪制技術要實現虛擬現實系統中的虛擬世界，僅有立體顯示技術是遠遠不夠的，虛擬現實中還有真實感與實時性的要求，也就是說虛擬世界的產生不僅需要真實的立體感，而且虛擬世界還必須實時生成，這就必須要采用真實感實時繪制技術。所謂真實感繪制是指在計算機中重現真實世界場景的過程。真實感繪制的主要任務是要模擬真實物體的物理屬性，即物體的形狀、光學性質、表面的紋理和粗糙程度，以及物體間的相對位置、遮擋關系等等。三維虛擬聲音的實現技術在虛擬現實系統中加入與視覺并行的三維虛擬聲音，一方面可以在很大程度上增強用戶在虛擬世界中的沉浸感和交互性，另一方面也可以減弱大腦對于視覺的依賴性，降低沉浸感對視覺信息的要求，使用戶能從既有視覺感受又有聽覺感受的環境中獲得更多的信息。四，虛擬現實的發展歷程虛擬現實技術在美國的研究開發20 世紀40 年代初,作為虛擬現實前身的飛行仿真器在美國出現。1966 年,美國的MIT 林肯實驗室在海軍科研辦公室的資助下,研制出了第一個頭盔式顯示器(HMD) ,隨后又將模擬力和觸覺的反饋裝置加入到系統中。1970 年,研制出了第一個功能較齊全的HMD 系統。自80 年代后期起,美國VPL公司陸續研制出較實用的頭盔式三維顯示器、能提供六個自由度的數據手套、立體聲耳機及相應的計算機軟硬件系統。80 年代初, 美國的DARPA (Defense AdvancedResearch Projects Agency) 為坦克編隊作戰訓練開發了一個實用的虛擬戰場系統SIMNET。SIMNET 系統中的每個獨立的模擬器都能單獨模擬M1 坦克的全部特性,包括導航、武器、傳感和顯示等性能,對坦克裝置上的武器、傳感器和發動機等的模擬是在特定的作戰環境下進行的。DPRPA 計劃進一步擴大仿真數據庫,從目前的1000 個對象擴大到100000 個。北大西洋公約組織(NATO) 計劃把各個不同國家的兵力逐步“匯集SIMNET 而成為一個虛擬戰場”,然后把空戰仿真系統(AWSIMS Air Warfare Simulation System) 和海戰仿真系統( NWSIMS Naval Warfare Simulation System) 與SIMNET相聯。另外,美國NASA 積極地將VR 技術應用于對航天運載器外的空間活動研究、空間站自由操縱研究和對哈勃空間維修的研究等項目中。1981 年,加州大學博士研究生Michael McCreevey得到了美國航空航天局(NASA) 的資助

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