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虚拟现实技术作文

时间:2016-03-13 来源:爱作文网 

篇一:虚拟现实技术论文

2013-2014学年第1学期期末考试

论 文

考试科目:虚拟现实及其通信技术

学 院: 信息与通信工程学院

专 业: 电子信息工程

班 级:

班内序号:

学 号:

姓 名: chi

手 机:

任课教师:

北京邮电大学

时间:2013年12月

31

虚拟现实相关技术简介

北京邮电大学信息与通信工程学院

摘要: 虚拟现实是近年来新兴的具有广泛应用前景的技术。目前,虚拟现实技术已经广泛应用于娱乐游戏,建筑设计,医疗等领域。本文从虚拟现实技术的概念,特性,应用领域出发,介绍了实现虚拟现实所必需的关键技术,然后又介绍了虚拟现实的近期的热点研究方向,比如三维模型检索技术,三维模型水印技术,分布式虚拟环境通信等技术。

关键词: 虚拟现实技术 三维模型检索技术 数字水印 分布式虚拟环境通信

1 虚拟现实的概述

虚拟现实是采用以计算机技术为核心的现代先进技术生成的逼真的视觉,听觉,触觉一体化的虚拟环境,用户可以通过必要的输入输出设备与虚拟环境中的物体进行交互,相互影响,进而获得身临其境的感受与体验。这种由计算机生成的虚拟环境可以是某一特定客观世界的再现,也可以是纯粹虚构的世界。输入输出设备包括立体头盔显示器,数据手套,数据衣服等穿戴式设备,还包括不直接穿戴在身上的传感设备。用户对虚拟现实的交互包括手的移动,头的转动等,虚拟现实中的物体能做出实时的反馈。

虚拟现实有三个特性,它们分别是沉浸性,交互性,想象性。沉浸性,是指用户感觉到好像完全处于虚拟现实中一样,被虚拟世界包围。理想的虚拟现实可以让用户难辨真假。交互性,是指用户与虚拟世界以自然的方式进行交互,通过人的肢体运动以及特定的硬件设备感受来自虚拟世界的实时反馈。想象性,是指虚拟环境是人想象出来的,同时这种想象体现了设计中的相应的思想,因而可以用来实现一定的目标。

图1 虚拟现实三特性

虚拟现实的应用领域非常广,可以用在军事,医学,娱乐,学习,科技开发等等领域。医疗领域如虚拟手术系统,用于指导手术的进行。军事领域,如利用虚拟现实技术模拟战争来研究作战方案,培训指导员等。娱乐领域,如玩家通过虚拟现实头盔得到震撼的游戏体验。学习领域,比如远程沉浸学习,协同学习等。

2 虚拟现实的若干关键技术

要实现一个虚拟现实系统既需要功能强大的特定的硬件支持,还需要相应的软件和技术来配合。在《虚拟现实技术》这门课程中,我们在前半学期学习了虚拟现实输入设备,虚拟现实输出设备,虚拟世界生成设备。后半学期课程主要集中介绍虚拟现实的相关技术。

2.1 立体显示技术

人类从现实世界获取的信息中有80%来自视觉。立体视觉显示技术是虚拟现实中重要的支持技术,而且要实现完美的立体显示技术较为复杂。我们之所以感受到立体物体,是由于人的左右眼得到的图像相似但有细微差异,大脑对其进行融合产生空间感。我们借助特定的硬件设备,使左右眼观察到细微差异的图像,从而恢复出三维深度信息。下面介绍几种具体的立体显示实现技术。

⑴ 彩色眼镜法。它主要利用滤光片只能通过相同颜色光线的特点,让左右眼戴不同颜色的滤光片,从而左右眼看到不同的影像,实现立体显示。但这种方法使人两眼的色觉不平衡,观众容易产生疲劳。

⑵ 偏振光眼镜法。它利用了光是一种横波以及偏振光只能通过特定方向的狭缝

的特点。在电影放映时,两个电影机同时放映两个画面,重叠在一个屏幕上,镜头前装有相差90度的偏振片。观众的左右眼分别戴在偏振轴互为90度的,并与放映画面的偏振光相应方向的偏振镜片,从而形成立体效果。

⑶ 串行式立体显示法。它是一种分时的串行立体显示技术,它以一定的频率交替显示两

虚拟现实技术作文

幅图像,用户通过以相同频率同步切换的眼镜来观察图像,左右眼只能看到相应的图像。眼镜的开关转换频率对图像的立体效果起着关键性的作用。若转换频率太低,人眼不能感受到图像的连续,若转换频率太高,会产生干扰现象。一般来说,转换频率控制在40到60帧/秒较为适合。

⑷ 裸眼立体显示。三维立体液晶显示技术巧妙结合了双眼的视觉差和图片三维的原理。自动生成了两幅图片,由于双眼观看液晶的角度不同,左右眼看到不同的图像,因此不要戴上立体眼镜就可以看到立体图像。下图是裸眼立体显示的原理示意图,图中示意了两种实现原理

图2 裸眼立体显示的原理示意图

2.2 环境建模技术

要建立虚拟现实环境,首先要对环境进行建模,然后在建模的基础上再进行实时绘制,立体显示,从而形成一个虚拟世界。这里的虚拟环境既可以是模拟真实世界中的环境,也可以是人的主观构造环境,还可以是人类不可见的环境。虚拟环境中的物体要有良好的操作性能,当用户与物体交互时,物体必须做出相应的反应。目前主要的环境建模是三维视觉建模和三维听觉建模。其中三维视觉建模又可以分为几何建模,物理建模,行为建模等。下面主要介绍三维视觉模型中的方法。

⑴ 几何建模技术。几何建模是基于几何信息来描述物体模型的建模方法,它处理物体的几何形状的表示,研究图像数据结构的基本问题。首先要构造几何模型,然后模拟虚拟照相机在6个自由度运动,并得到相应的输出画面。几何模型一般可以分为面模型和体模型。面模型用面片来表现对象的表面,其基本几何元素多为三角形,体模型多用体素来描述对象的结构,其基本几何元素多为四面体。几何建模通常又分为两种,一种是人工的几何建模方法,另一种是自动的几何建模方法。人工的建模方法通常是利用建模软件来进行建模。自动的几何建模方法最典型的是采用三维扫描仪对实际物体进行建模,它能快速将真实世界的物体的三维信息转换为计算机可以处理的数据。

⑵ 物理建模技术。物理建模是几何建模的进一步发展,在建模的时候就考虑对象的物理属性。典型的物理建模方法有分形技术和粒子系统。分形技术是指用来描述具有自相似特征的数据集。自相似结构可以用于复杂的不规则外形物体建模,比如河流和山体的地理特征建模。分形技术的优点是用简单的操作就可以完成复杂的不规则物体建模,缺点是计算量太大,实时性差。因此分形技术比较适合在虚拟现实中静态远景的建模。粒子系统是用简单的体素完成复杂的运动的建模。粒子系统由大量称为粒子的简单体素构成的,每个粒子具有位置,速度,颜色等属性。在虚拟现实中粒子系统用于动态的,运动的物体建模。

⑶ 行为建模技术。行为建模技术主要研究物体运动的处理和对其行为的描述,体现了虚拟环境中的建模特征。行为建模赋予虚拟现实中物体的行为和反应能力,服从一定的客观规律。行为建模方法有两种,一种是基于数值插值的运动学方法,另外一种是基于物理的动力学仿真方法。采用运动学和动力学仿真都可以模仿物体的运动行为,但各有其优点和缺点。运动学动画技术可以做得很逼真和高效,但应用领域不广。动力学仿真适合于物体间交互较多的虚拟环境。

2.3 真实感实时绘制技术

为了在计算机中重现真实世界,需要模拟真实物体的物理属性,比如物体表面的纹理和粗糙程度等。真实感绘制技术就是为解决这个问题而提出的。另外因为用户在虚拟环境中会从不同视角观察物体,所以我们需要实时绘制物体,跟上用户视角转变的速度。

实时绘制技术可以分为两种,一种是基于几何图形的实时绘制技术,另一种是基于图像的实时绘制技术。第一种绘制方法就是用曲线,曲面等数学模型预习定义好

篇二:虚拟现实技术

2010-2011学年第2学期期末考试

考试科目: 虚拟现实技术

学 院: 电子工程学院

专 业: 电子信息工程类

班 级:

班内序号:

学 号:

姓 名:

任课教师:

北京邮电大学

2011年12月13日

虚拟现实技术概述总结

(北京邮电大学 北京100876)

摘 要 虚拟现实技术是目前在计算机领域中一项发展最快的多学科综合技术,已经被广泛地应用于许多领域。本文综述了虚拟现实技术的概念,特征,原理和国内外研究应用进展,以及对于此项课程的总结与建议。

关键词 虚拟现实技术, 应用,研究,发展

一、虚拟现实的概念、特征及应用领域 1、虚拟现实的概念:

虚拟现实技术(简称VR),又称灵境技术,它是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。它综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术等多种科学技术,模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能,使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中,并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互,它创建了一种适人化的多维信息空间,具有广阔的应用前景。

2、虚拟现实的特征:

作为一种新兴的前沿技术,虚拟现实技术的主要特征有:1、多感知性(Multi-Sensory)——所谓多感知性是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知 之外,还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知,味觉感知、嗅觉感知等感知系统,从理想状态讲,虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。但是由于相关技术,特别是传感技术的限制,目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等有限的几种;2、交互性(Interactivity) ——指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度。例如,用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体,这时手有握着东西的感觉,并可以感觉物体的重量,视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动;3、 浸没感(Immersion)——又称临场感或存在感,指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假,使用户全身心地

投入到计算机创建的三维虚拟环境中,该环境中的一切看上去是真的,听上去是真的,动起来是真的,如同在现实世界中的感觉一样;4、构想性(imagination)——又称自主性,主要强调虚拟现实技术应具有广阔的可想像空间,可拓宽人类认知范围,不仅可以再现真实存在的环境,还可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。

3、虚拟现实技术的应用领域:

早在20世纪70年代,美国便开始将虚拟现实用于培训宇航员。由于这是一种省钱、安全且有效的培训方法,现在已被推广到各行各业的培训中。目前,虚拟现实已被推广到不同领域中,得到了广泛得应用。

1、在科技方面:

虚拟现实可缩短开发周期,减少费用。克莱斯勒公司在1998年初便利用虚拟现实技术,使设计的新车直接从计算机屏幕投入生产线,完全省略了中间的试生产,使克莱斯勒避免了1500项设计差错,节约了8个月的开发时间和8000万美元费用。现在虚拟现实技术已经和理论分析、科学实验一起,成为了人类探索客观世界规律的三大手段。用它来设计新材料,可以预先了解改变成分对材料性能的影响。

2、在商业方面:

虚拟现实常被用于推销。例如建筑工程投标时,把设计的方案用虚拟现实技术表现出来,便可把业主带入未来的建筑物里参观,如门的高度、窗户朝向、采光多少、屋内装饰等,都可以感同身受。用虚拟现实技术展现这类商品的魅力,比单用文字或图片宣传更加有吸引力。

3、在医疗方面:

虚拟现实应用大致上有两类。一是虚拟人体,也就是数字化人体,这样的人体模型医生更容易了解人体的构造和功能,方便医生对人体进行分析;另一是虚拟手术系统,可用于指导手术的进行,使手术进行得更加顺利流畅,降低手术的失误率。

4、在军事方面:

利用虚拟现实技术模拟战争过程已成为最先进的研究战争、培训指挥员的方法。也正是由于虚拟现实技术达到很高水平,所以尽管不进行核试验,也能不断

改进核武器。1991年海湾战争开始前,美军便把海湾地区各种自然环境和伊拉克军队的各种数据输入计算机内,进行各种作战方案模拟后才定下初步作战方案。后来实际作战的发展和模拟实验结果相当一致。

二、虚拟现实技术关键技术总结:

1、环境建模技术:

在虚拟现实系统中,营造的虚拟环境是它的核心内容,要建立虚拟环境,首先要建模,然后在其基础上再进行实时绘制、立体显示,形成一个虚拟的世界。

虚拟环境建模的目的在于获取实际三维环境的三维数据,并根据其应用的需要,利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。只有设计出反映研究对象的真实有效的模型,虚拟现实系统才有可信度。

在虚拟现实系统中,环境建模应该包括有基于视觉、听觉、触觉、力觉、味觉等多种感觉通道的建模。

但基于目前的技术水平,常见的是三维视觉建模和三维听觉建模。而在当前应用中,环境建模一般主要是三维视觉建模,这方面的理论也较为成熟。

三维视觉建模又可细分为几何建模、物理建模、行为建模等:

1、几何建模是基于几何信息来描述物体模型的建模方法,它处理物体的几何形状的表示,研究图形数据结构的基本问题;

2、物理建模涉及物体的物理属性;

3、行为建模反映研究对象的物理本质及其内在的工作机理。

2、立体声合成和立体显示技术:

在水平方向上,我们靠声音的相位差及强度的差别来确定声音的方向,因为声音到达两只耳朵的时间或距离有所不同。常见的立体声效果就是靠左右耳听到在不同位置录制的不同声音来实现的,所以会产生一种方向感,形成立体声。而立体显示技术则是利用双目立体视觉的原理:用户的两只眼睛看到的不同图像是分别产生的,显示在不同的显示器上。有的系统采用单个显示器,但用户带上特殊的眼镜后,一只眼睛只能看到奇数帧图像,另一只眼睛只能看到偶数帧图像,奇、偶帧之间的不同也就是视差就产生了立体感。利用头部跟踪来改变图像的视

角,用户的视觉系统和运动感知系统之间就可以联系起来,用户可以通过头部的运动去观察环境,感觉更加逼真。在用户与计算机的交互中,键盘和鼠标是目前最常用的工具,但对于三维空间来说,它们都不太适合。在三维空间中因为有六个自由度,我们很难找出比较直观的办法把鼠标的平面运动映射成三维空间的任意运动。现在,已经有一些设备已经可以提供六个自由度,如3Space数字化仪和SpaceBall空间球等,而另外一些性能比较优异的虚拟现实设备则是数据手套和数据衣。

3、触觉反馈技术:

在一个VR系统中,用户可以看到一个虚拟的杯子。你可以设法去抓住它,但是你的手没有真正接触杯子的感觉,并有可能穿过虚拟杯子的“表面”,而这在现实生活中是不可能的。解决这一问题的常用装置是在手套内层安装一些可以振动的触点来模拟触觉,让用户能够直接操作虚拟物体并感觉到虚拟物体的反作用力,从而产生身临其境的感觉。

4、交互技术:

虚拟现实中的人机交互远远超出了键盘和鼠标的传统模式,利用数字头盔、数字手套等复杂的传感器设备,三维交互技术与语音识别、语音输入技术成为重要的人机交互手段。

5、系统集成技术:

由于虚拟现实系统中包括大量的感知信息和模型,因此系统的集成技术为重中之重:包括信息同步技术、模型标定技术、数据转换技术、识别和合成技术等等。

6、真实感实时绘制技术:

要实现虚拟现实系统中的虚拟世界,仅有立体显示技术是远远不够的,虚拟现实中还有真实感与实时性的要求,也就是说虚拟世界的产生不仅需要真实的立体感,而且虚拟世界还必须实时生成,这就必须要采用真实感实时绘制技术。

所谓真实感绘制是指在计算机中重现真实世界场景的过程。真实感绘制的主要任务是要模拟真实物体的物理属性,即物体的形状、光学性质、表面的纹理和粗糙程度,以及物体间的相对位置、遮挡关系等等。

篇三:利用多媒体,激发学生写作翅膀

利用多媒体,激发学生写作的翅膀

【摘要】:现代信息技术可以把图文并茂、神形相应的完整形象展现在学生面前,虚拟现实技术在屏幕上实现具体实时的三维效果,这一切给学生自主写作和个性化表达带来十分便利的条件,为革除传统作文教学存在的诸多弊端提供了可能,特别是对中学生作文兴趣的培养有得天独厚的优势。

【关键词】: 多媒体 培养学生 作文兴趣 写作兴趣 以”媒”相诱 学会观察,善于观察

叶老提倡多写,他认为,”许多基本功多要从多读多写来练。”巴金也说过这样的话:”写吧,只有写,你才会写。”我体会到,多写多练是提高学生习作水平的重要途径。但是学生往往怕写作文。在小学作文教学中如何发挥学生的主观能动性,是目前大家所关注的问题。我认为:组合”多媒体”参与作文教学全过程,改变作文教学信息传递方法和手段,可有效地调动学生写作积极性,促进学生认知结构的构建,强化学生的内心体验,从而使其兴趣盎然,满怀信心地实现作文教学目标。怎样运用”多媒体”指导学生轻松、愉快地写好作文呢?

一、运用多媒体,激发学生”爱写”作文的兴趣。

运用声像媒体,创设创好的习作情境,让学生地愉快的情绪下写作,能激发学生”爱写”的兴趣。前苏联教育家赞可夫说过:”只有在学生情绪高涨,不断要求向上,想把自己的想法表达出来的气氛下,才能产生出使儿童的作文丰富多彩的那些思想、情感的词

语。”我们的作文教学就应该运用多媒体为学生的写作创设一个音像俱全的多彩情境,拓宽其想象空间,达到情感共鸣,让学生从无话可说变成有话想说,有话可说。让学生渐渐觉得写作课原来也是一件这么快乐的事情。

我清楚的记得第一次带学生们去多媒体教室上作文课的情景,他们异常兴奋!就连平时对作文毫无兴趣的学生都是那么专注。那是一堂小学四年级的作文课,习题内容是”花的联想”。我通过多媒体把自然界数十种花展现在他们眼前,姹紫嫣红,百花争艳,让他们大饱眼福。我记得那位最不爱写作文的男生最后在他的作文上写道:”大自然太美了,因为有了美丽的花天使。我愿扑进大自然的怀抱,去和花天使们翩翩起舞!”要求学生有顺序抓住特点观察、描述时,个个都仔细看,认真想。大胆说。这样按学生习作的心理特点,适时选用录像媒体,其形、声、色并茂的特殊功能,让学生的视觉、听觉、触觉等各种感官交替使用,学生始终处于兴奋状态,注意力集中。能抓装事物的特点,”有话可说”“有话想说”。

二、运用多媒体,培养学生”会写”作文的能力。

小学生作文感到最苦恼的是”没啥可写”,其次是”写不清

楚”,”写不具体”。在帮助他们突破这些难点,必须根据其心理特点及”迁移规律”设计课堂教学结构,充分发挥媒体群的整体优势。下面谈谈高年级作文的指导:

(一)例文引路。让学生从范文中找到相应的写作方式(其中包括如何选材,解决”无米之炊”的问题)从作者写作思路的”原

型”中得到启发,形成有效的认知结构,将例文中的写作知识和写作技巧直接迁移到作文中。例如:指导学生写绘景文《美丽的仙湖》,以《桂林山水》(六年制第十一册)为范例,引导学生边回忆、边展示,无在投影片上归纳出的”抓住事物特点,用’总......

分......总’结构,用对比、比喻等手法,及形容词描述事物,抒发感情”的写作方法,学生作文的思路即可开启。

(二)观察指导。作文教学必须指导学生学会观察,只要善于观察,做生活的有心人,才能写好文章。即教学生如何摄取有效信息,提高信息输入率和质量,增强作文的感性材料。多媒体在显示中可有意定格,重播再现等功能,可为教学提供观察。

利用多媒体创设情境,能最大限度地激发学生想象,培养想象力。如指导学生完成《胜似亲人》时,投影出示教学图,学生一看到多彩的画面,眼睛就为之一亮。只见画面上老奶奶在抚摸一个小女孩的头,场面很令人感动。看着画面,他们马上想象到了事情发生过程。伴随着一段音乐,马上将学生带入了当时那种感人的情境。看着画面,学生想象着图中老奶奶和小女孩的神情,想象着彼此的对话以及小女孩的心情。通过对图像细节的进一步观察、想象,学生的心里豁然开朗,一下子有话可说,有话可写了。有的学生写道奶奶摸摸小红的头,语重心长地说:”孩子,你真是我的好”孙女”呀!......”还有的学生写道:小红不忍老奶奶伤心,连忙亲切地对老奶奶说:”不用谢,我是少先队员,帮助老人,照顾老人是我应该做的呀!我长大了还要帮您做更多的事情呢!作文中,学生都

明白了”人间处处有真情,真情时时暖人心”所蕴含的道理......

(三)片断尝试。当学生通过观察指导产生”会写”的情感时,抓住契机,要求学生在事先预备好的投影胶片上进行片断练习,即练习写好文章的重点部分,”把话说具体”。如:写〈记一次有意义的活动〉中的一个”动人场面”。又如:写《荔枝》”果”的”色、形、味”。然后选择2-3个典型片断通过投影在屏幕上显现。或让学生用普通笔将片断直接写在稿纸上,用固定在讲台上方的摄影机当场拍摄被评习作,在电视屏幕上显示出来,师生在都能看到被评习作情况下按写作目标对思想内容、语言表达共同分析评价。虽然被评议的作文只是极少数,但面及全部,教师示范批注、修改;全班集体评议、修改,学生自改、互改。既充分肯定成绩,相互鼓励,相互学习,友好竞争,巩固提高;又相互指出缺点和修改的方法。

(四)布局谋篇。紧接着要求学生根据写作目标,围绕文章所确定的中心,对所选材料加以分析、归类,确定按什么顺序表达,什么详写、什么略写。在投影胶片上或稿子上拟作文提纲。并将其提纲投影片或摄像机放映出来,再一次指点全体学生相互评价、鼓励、启发,把头脑中的构思程序化,避免出现内容无重点、层次不清晰,详略不当的毛病,让其写作水平进一步升华,从而驾驭篇章结构。将各种媒体有机组合,构成教学信息传输及反馈调节的优化教学媒体群,共同参与作文课堂”四环节”的全过程,学生始终处于一种动眼、动耳、动脑、动口、动手尝试、探求、发现的境界之中,主

体作用得到充分、有效的发挥。

让我们利用多媒体辅助指导学生写作,激发孩子的兴趣。使学生在真正意义上爱写作,会写作,乐写作,让作文课成为孩子发挥自己才能的舞台,遨游写作天地的乐园。

篇四:虚拟现实技术及应用

虚拟现实技术旅游中的应用

2013年10月27日

虚拟现实技术在旅游业中的应用

(一).虚拟现实技术简介:

虚拟现实技术(Virtual Reality),又称灵境技术, 为人机交互界面, 特点在于,计算机产生一种人为虚拟的环境,这种虚拟的环境是通过计算机图形构成的三度空间,或是把其它现实环境编制到计算机中去产生逼真的“虚拟环境”,从而使得用户在视觉上产生一种沉浸于虚拟环境的感觉

(二).虚拟现实技术的发展概述

1966年,美国MIT的林肯实验室正式开始了头盔式显示器, 80年代初正式提出了“Virtual Reality”一词。1993年的11月,用虚拟现实技术设计波音777获得成功. 正是因为虚拟现实系统极其广泛的应用领域,如娱乐、军事、航天、设计、生产制造、信息管理、商贸、建筑、医疗保险、危险及恶劣环境下的遥操作、教育与培训、信息可视化以及远程通讯等,人们对迅速发展中的虚拟现实系统的广阔应用前景充满了憧憬与兴趣。 (三).虚拟现实的定义:

虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机技术,它利用计算机生成一种模拟环境,是一种多源信息融合交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真,可借助传感头盔、数据手套等专业设备,让用户进入虚拟空间,实时感知和操作虚拟世界中的各种对象,从而通过视觉、触觉和听觉等获得身临其境的真实感受

(四).虚拟现实技术的四个技术特征

I. 多感知性 II.存在感 III交互性 IV.自主性

(五).虚拟现实系统主要由以下六个模块构成

1).检测模块2). 反馈模块3). 传感器模块4.) 控制模块5). 建模模块

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(六).虚拟现实技术的应用 1.虚拟旅游的概述:所谓虚拟旅游,指的是建立在现实旅游景观基础上,通过模拟或超现实景,构建一个虚拟旅游环境,网友能够身临其境般地逛逛看看。虚拟仿真visual simulation技术的应用范围之一。应用计算机技术实现场景的三维模拟,借助一定的技术手段使操作者感受目的地场景。 2.它的方式大致是: 虚拟现实技术系统营造虚拟旅游环境,旅游者首先通过网络平台上, 运用某些设备完全进入虚拟环境中, 并可根据需要利用多种交互设备(如头盔、数据手套和数据服等) 来驾驭该环境, 同时用于操作该环境中的物体(如山水、园林建筑、植物等) ; 在虚拟环境中, 旅游者还可参与发生的事件,或与其他参与者(旅游者等) 相互交流; 当虚拟旅游结束时, 旅游者可以自主地退出虚拟旅游环境返回到现实环境中来。

3.虚拟旅游的发展现状: 依托于虚拟现实技术和信息技术发展起来的虚拟旅游,是旅游业的一次科技革命,目前主要应用于旅游景区、饭店及会展的营销。 4.WebGIS和虚拟现实技术在旅游业发展中的应用

万维网地理信息系统(WebGIS)指基于Internet平台,客户端应用软件。采用WWW协议运行在万维网上的地理信息系统。WebGIS可以最大限度的满足旅游政府部门,旅游企业,旅游者不同的需求

首先利用WebGIS的电子地图支持功能实现地图的生成,管理,显示,和网路共享,然后利用旅游专题数据库储存的景区地形数据和建筑,道路等矢量数据,以及相应的纹理图片,实景图像,音频视频等多媒体数据资料,通过应用虚拟现实建模语言(X3D,VRML)建模生成逼真的虚拟旅游景区三维场景或全景图像。

利用虚拟现实技术,旅游相关部门和企业能够把本地区具有代表性的景点(园林古迹,山水人家,寺庙等)数字化,虚拟化到网络上去,供旅游咨询者通过浏览器下载和浏览,实现在线的虚拟现实旅游,在虚拟化旅游场景中,旅游者可以任意地在其中漫游,如以鸟的方式俯视景区全景,或者以走动,飞行等不同的方式从上下左右任意角度进行游览,或者走进建筑物,甚至能够潜入海底世界。旅游者还可以在进行虚拟旅游的同时,免费听到幕后“导游者”悉心的介绍,这将给旅游者以全新的旅游体验,无疑会比文字,图片之类的广告更吸引,更有效果。

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足不出户游遍天下的虚拟旅游 全世界有很多美丽的地方,但是由于各方面因素,我们不可能每个地方都去。但是如果将虚拟现实技术应用到景区上,这样的问题就不再是问题了。

5.工作原理:是先把景区的各个景点拍摄下来,按真实的结构布局把它做成三维动画的形式,这样就可以在电脑屏幕前看到这些地方逼真的立体画面,然后配以头盔模拟方向盘音乐等其他设备,就可以在电脑前面感受一下从山底到山顶的感觉,其中它的沉浸性、互动性

让你就感觉自己确实是置身于风景优美的风景区一样。

虚拟旅游

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(七)结语 随着计算机软硬件,网络设备价格,上网费用的下降和人们生活水平、知识技能的逐步提高,越来越多的人将会了解和使用WebGIS和虚拟现实等新兴技术、社会网络化、信息化的不断发展和数字城市建设的推进将加快旅游产业走向成熟和完善,应用这些新兴技术为旅游发展服务将是旅游业发张的需要,旅游地理信息系统的建设将为旅游管理部门提供强大的管理手段,将为旅游服务企业带来新的商机成为旅游电子商务建设必要的组成部分,虚拟现实旅游为旅游者提供了“身临其境”的预先旅游体验的机会,使旅游者足不出户就可以畅游天下,它将带来旅游服务、旅游方式的巨大改变

中国虚拟旅游网站推荐

? 1.中国全景网(/)城市吧的设立其实是个地图网站,但由于其描述地理位置的方法过于逼真,因此与其说是地图网,实际更像是一个旅游全景网。在这里可以看到许多城市的著名景点,如北京天安门、上海南京路步行街等等。

? 三坊七港3D实例:http://video.sina.com.cn/v/b/53318160-1895293702.html

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篇五:虚拟现实技术

虚拟现实技术的发展及其应用

我国古代著名诗人陶渊明曾经在《桃花源记》文章中塑造了一个既有旖旎风光,又充满“小桥流水人家”意境的世外桃源,诗人凭借丰富的想象力创造了一个虚拟的理想世界。然而,随着现代科技的发展,特别是计算机技术的飞速进步,诗人所想象出的田园风关均可利用“虚拟现实”来实现。

相信“虚拟现实”对很多人来说都并不是一个陌生的名词。虽然它出现在报纸、电影等媒体上的时间不长,但由于它给人们展现的是一门似乎非常神奇的技术,能把人类带入各种梦幻般的境界,因而引起了人们的广泛兴趣。抛开这些不说,虚拟现实其实是能应用到许多领域的一个十分严肃的研究课题,认识到这一点是非常重要的,因为“虚拟现实”在电视、报纸上的频繁曝光,容易使人把它同一些“通俗科技/艺术”联系在一起。实际上,虽然虚拟现实正以很快的速度发展,但虚拟现实中还有大量的问题没有解决,这也是虚拟现实仍然是最有吸引力的研究领域之一。

关于虚拟现实的定义,许多人有不同的看法,有些人右虚拟现实工具来定义虚拟现实,而没有抓住其目的和功能。一般的出版物爱把虚拟现实与头盔显示器、传感手套联系在一起,然而,这不能作为虚拟现实的定义,因为没有头盔显示器,使用大屏幕投影甚至使用桌面图形工作站照样能产生虚拟现实应用;类似地,传感手套也能用简单的跟踪球或操纵杆替代。因而借助虚拟现实所使用的工具来描述虚拟现实不是一个完整的定义。事实上,虚拟现实技术已经不是那些戴着头盔显示器和传感手套的技术,而且还应包括一切与之有关的具有自然模拟、逼真体验的技术与方法。它要创建一个酷似客观环境又超越客观时空、能沉浸其中又能驾驭其上的和谐人机环境,它就是一个由多维信息所构成的可操纵的空间。它的最重要的目标就是真实的体验和方便自然的人机交互。能够达到或部分达到这样目标的系统就统称为虚拟现实系统。 尽管人们对于虚拟现实有各种各样的看法,但有一点是相同的,即虚拟现实技术具有十分重要的应用价值,它对信息技术和人类的生活将产生难以估量的影响。

记得曾经看过浙江大学的官网,里面有一个项目给我留下了深刻印象,就是我们可以仅仅坐在电脑边就可以身临其境地漫步在浙大美丽的校园,顿时觉得“高大上”了不少。现在想想,这正是虚拟现实技术的应用。从目前见诸于WWW的虚拟校园系统来看,一种是偏向于信息资源的数字化及整合与集成,是校园网功能的延伸,如:深圳大学、、重庆大学等开发的虚拟校园;另一种是基于虚拟实物场景的虚拟校园,主要以Internet形式展示校园风光,同时也有导览及信息查询服务功能,这其中就以浙江大学为代表。浙江大学虚拟校园系统整合了浙江大学校园的空间地理信息,可以精确的检索到该校内的任意建筑物内的行政机关和部门,是个实用性较强的校园导览系统。系统除了多媒体展示外,还可以通过全景图对建筑景点、重点推荐项目进行360度全景浏览,同时可以对校园内的某一地点进行实时分析和输出,具有较强的综合分析和定位的能力。当然,首先我们需要对虚拟校园场景进行构建并优化,实现三维对象的捕捉、校园场景的空间数据库组织和空间对象的信息查询,并运用空间格网对场景的分割、基于格网的场景调度分析与实现技术来完成虚拟校园系统。

虚拟现实与影视技术相结合推出了一些非常有实用价值与前景的应用,如虚拟演播室、虚拟广告等。我们常常在央视一套看到的天气预报,《今日说法》凶案现场重现等,都是虚拟技术在现实中的运用。虚拟演播室是在色键系统的基础上发展起来的。在色键系统中,物体被放在不变的背景前进行拍摄(如窗帘、蓝屏风)。这种“蓝屏风”画面经过色键处理后,与新的背景画面合成到一起。天气预报节目是色键系统的典型应用。当然,色键系统也存在着不足:当摄影机运动时,前景在运动,但背景却不能作出与前景运动相应的动作。比如在天气预报节目中,当摄像机前后运动时,得到播音员的图像便会变大或变小,而作为背景的云图却不能相应的变大或者变小,也就是说,在背景和前景这两层间的空间关系没有被维持。这便导致前景并没有“溶入”到背景中,从而限制了色键系统的应用范围。虚拟演播室系统则力图突破色键系统的功能,做到真实的演员能深入到虚拟的三维场景中,并能与其中的虚拟对象实时交互。由于计算机图形技术的发展,计算机实时绘制各种复杂逼真的三维场景已成为可能。这些场景如果能跟摄像机摄制的视频天衣无缝地合成在一起,那么,演员表演的空间便能得到发展。比如演

员足不出户,可以在珠穆朗玛峰上,在黄果树瀑布边,在火星上,或者任何遐想的地方演戏。演员也可以与一些虚拟的对象交互,如与猛兽搏斗,与历史人物交谈。这些镜头在好莱坞电影中已经屡见不鲜了。与这些后期制作不同的是,虚拟演播室强调实时性,也就是说,演员的现场动作与计算机场景能实时地合成,合成后的场景能及时地反馈给摄影师和演员,以便帮助摄影师摄影,帮助演员表演动作。

虚拟现实技术是一门年轻的科学技术,虽然这个领域的技术潜力是巨大的,应用前景也是很广阔的,但总体上来说,它仍然处于初级发展阶段,仍存在着许多尚未解决的理论问题和尚未客服的技术障碍。客观而论,目前虚拟技术所取得的成就,绝大部分还仅仅限于扩展了计算机的接口能力,仅仅是刚刚开始涉及到人的感知系统和肌肉系统与计算机的结合作用问题,还根本未涉及到更多深层次的内容。正是由于当前科技的水平状况,虚拟现实当前的技术水平离人民心目中追求的目标尚有较大的差距,在沉浸性、交互性等方面,都需要进一步改进与完善,而且在现实中的应用局限性较大,主要表现在以下几个方面:

? 硬件设备方面

第一是相关设备普遍存在使用不方便、效果不佳等情况,难以达到虚拟现实系统所需的要求。第二是硬件设备品种有待进一步扩展,在改进现有设备的同时,应该加快新的设备的研制工作。第三是虚拟现实系统应用的相关设备价格也比较昂贵,且这些设备局限性很大。

? 软件方面

现在大多数虚拟现实软件普遍存在语言专业性较强,通用性较差,易用性差等缺点。 ? 应用方面

现阶段主要应用在军事领域较多,在各高校科研方面较多,在教育领域、工业领域应用还远远不够,有待进一步加强。

? 效果方面

从虚拟现实的实现效果来说,其可信度较差,是指对创建的虚拟环境的可信性,要

求符合人的理解和经验,包括物理真实感、时间真实感、行为真实感等。

最后,对于今后的研究方向,我认为,虚拟现实技术应该在人机交互界面、感知研究领域、高效的虚拟现实软件和算法、廉价的虚拟现实硬件系统和智能虚拟环境等方面大做文章。

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DOI:10.3969/j.issn.1006-9348.2004.01.010.

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