虛擬現實(shí)技術(shù)概論教案
第1章 虛擬現實(shí)技術(shù)概論
1.1 虛擬現實(shí)技術(shù)概述
教學(xué)目標
1. 了解虛擬現實(shí)技術(shù)的定義。
2. 了解虛擬現實(shí)技術(shù)的特性。
3. 了解虛擬現實(shí)技術(shù)的分類(lèi)。
學(xué)習引導
虛擬現實(shí)是一個(gè)在當今國際上備受關(guān)注的課題。如果真正實(shí)現了虛擬現實(shí)，那么整個(gè)人類(lèi)的生活與發(fā)展將會(huì )發(fā)生很大的變革。我們可以設想這樣一個(gè)情景：當你戴上特制的頭盔與手套后，你就發(fā)現自己已置身于一家博物館中，當你看見(jiàn)一件精美的展品時(shí)，你甚至可以從上而下、由里至外仔細地觀(guān)摩……這就是虛擬現實(shí)技術(shù)給你帶來(lái)的一切--近乎完美的真實(shí)感覺(jué)。
長(cháng)期以來(lái)，人們對真實(shí)地再現現實(shí)場(chǎng)景有各種想法，然而許多人對虛擬現實(shí)這一概念十分模糊，認為只要能夠提供三維立體感覺(jué)的系統就叫做虛擬現實(shí)系統。其實(shí)這是不確切的，按照當今國際上流行的定義，一個(gè)真正實(shí)現虛擬現實(shí)的系統應當具有以下三個(gè)基本要素。
(1)能夠給用戶(hù)以三維立體的虛擬環(huán)境。
(2)應當給使用者第一人稱(chēng)的感覺(jué)，并有實(shí)時(shí)任意活動(dòng)的自由。
(3)用戶(hù)能夠通過(guò)一些控制裝置實(shí)時(shí)地操縱和改變用戶(hù)所進(jìn)入的虛擬環(huán)境。
在現實(shí)生活中，我們觀(guān)察到的都是有景深、有立體感的三維世界，因此要做到完全模擬現實(shí)，僅僅靠簡(jiǎn)單的二維平面圖形是不夠的，只有用三維系統才能真正模擬三維世界，給用戶(hù)一種身臨其境的感覺(jué)。
在實(shí)現三維場(chǎng)景后，用戶(hù)在虛擬場(chǎng)景中要有第一人稱(chēng)的感覺(jué)，即能體會(huì )到一種與現實(shí)世界一樣的感覺(jué)，能夠把視點(diǎn)移到所構造成的三維場(chǎng)景中的任何一點(diǎn)，就像在真實(shí)世界中可以隨意前進(jìn)、后退、轉彎、蹲下、跳起以得到不同的視角，能夠實(shí)現在現實(shí)中做到的一切動(dòng)作，并能實(shí)時(shí)操縱虛擬場(chǎng)景的`物體和改變虛擬境界。
比如，打印一封信的操作流程為：首先，打開(kāi)計算機的電源，進(jìn)入所需要的編輯環(huán)境；然后從鍵盤(pán)輸入信的內容；最后用打印機將它打印出來(lái)。在這個(gè)過(guò)程中，我們一直在對不同物體--開(kāi)關(guān)、鍵盤(pán)、顯示器、打印機等進(jìn)行操作，并使它們不斷地改變動(dòng)作。這是我們在實(shí)際生活中的典型事例。同樣的，在一個(gè)真正的虛擬現實(shí)系統中，我們也必須具備相同的能力。
可以說(shuō)，任何系統只要滿(mǎn)足以上三個(gè)要素，就可以稱(chēng)其為虛擬現實(shí)系統。目前，能夠實(shí)現前兩個(gè)要素的系統已經(jīng)為數不少，但是允許用戶(hù)直接對虛擬境界中的物體進(jìn)行操作的系統就不多了。
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