上海的vr技術(shù)培訓(xùn)班

一、 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

自從計(jì)算機(jī)發(fā)明以來(lái)，計(jì)算機(jī)一直是傳統(tǒng)信息處理環(huán)境的主體，它只具有在數(shù)字化的單維信息空間中處理問(wèn)題的能力。而事實(shí)上，人類(lèi)是依靠自己的感知和認(rèn)知能力全方位的獲取知識(shí)，是在多維化的信息空間中認(rèn)識(shí)問(wèn)題。這樣就產(chǎn)生了人類(lèi)認(rèn)識(shí)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)空間與計(jì)算機(jī)處理問(wèn)題的信息空間不一致的矛盾，人類(lèi)被排斥在計(jì)算機(jī)為主體的信息處理環(huán)境之外，而且較難以直接理解信息處理工具的處理結(jié)果，更難以把人類(lèi)的感知能力和認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)信息處理環(huán)境直接聯(lián)系起來(lái)。因此，人們迫切需要突破現(xiàn)有的數(shù)字計(jì)算機(jī)只能處理單純數(shù)字信息的限制，建立一個(gè)能包容圖像、聲音、化學(xué)氣味等多種信息源的信息空間，人們不但可以從外部觀察信息處理的結(jié)果，而且能**視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、口令、手勢(shì)等多種形式參與到信息處理環(huán)境中去，這種信息處理環(huán)境被稱(chēng)為虛擬環(huán)境。虛擬環(huán)境是由計(jì)算機(jī)生成的，**視、聽(tīng)、觸覺(jué)等作用于用戶(hù)，使之產(chǎn)生身臨其境感覺(jué)的交互式視景仿真。

虛擬現(xiàn)實(shí)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(其中虛擬世界是全體虛擬環(huán)境的總稱(chēng))。**虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)所建立的信息空間，已不再是單純的數(shù)字信息空間，而是一個(gè)包容多種信息的多維化的信息空間(Cyberspace)，人類(lèi)的感性認(rèn)識(shí)和理性認(rèn)識(shí)能力都能在這個(gè)多維化的信息空間中得到充分的發(fā)揮。

要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)能讓參與者具有身臨其境感，具有完善地交互作用能力的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，在硬件方面，需要高性能的計(jì)算機(jī)軟硬件和各類(lèi)先進(jìn)的傳感器；軟件方面，主要是需要提供一個(gè)能產(chǎn)生虛擬環(huán)境的工具集。

二、國(guó)內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究狀況

2.1 國(guó)外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究

（1）、美國(guó)的研究狀況

美國(guó)是從事虛擬現(xiàn)實(shí)研究**早、研究范圍和水平**高、相關(guān)研究對(duì)國(guó)家發(fā)展貢獻(xiàn)**大的國(guó)家，從事虛擬現(xiàn)實(shí)的大學(xué)包括MIT、Stanford大學(xué)、華盛頓大學(xué)、UniversityofIllinoisatChicago、

CMU等幾乎所有著名的大學(xué)，其研究?jī)?nèi)容側(cè)重新概念發(fā)展(如虛擬現(xiàn)實(shí)的概念模型)、單項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)(如觸覺(jué)反饋)和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，并參加了許多有關(guān)虛擬現(xiàn)實(shí)的國(guó)家項(xiàng)目。美國(guó)VR研究技術(shù)的水平基本上就代表國(guó)際VR發(fā)展的水平。目前美國(guó)在該領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究主要集中在感知、用戶(hù)界面、后臺(tái)軟件和硬件四個(gè)方面。

（2）、日本的研究狀況

在當(dāng)前實(shí)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)中，日本是居于位置的國(guó)家之一，主要致力于建立大規(guī)模VR知識(shí)庫(kù)的研究。另外在虛擬現(xiàn)實(shí)的游戲方面的研究也做了很多工作。但日本大部分虛擬現(xiàn)實(shí)硬件是從美國(guó)進(jìn)口的。

（3）、英國(guó)的研究與開(kāi)發(fā)

在VR開(kāi)發(fā)的某些方面，特別是在分布并行處理、輔助設(shè)備（包括觸覺(jué)反饋）設(shè)計(jì)和應(yīng)用研究方面，在歐洲英國(guó)是的。到1991年底，英國(guó)已有從事VR的六個(gè)主要中心，它們是WIndustries（工業(yè)集團(tuán)公司），BritishAerospace（英國(guó)航空公司），DimensionInternational，DivisionLtd，AdvancedRoboticsResearchCenter和VirtualPresenceLtd（主要從事VR職產(chǎn)品銷(xiāo)售）。

（4）、歐洲其它國(guó)家

VR的研究在歐洲其它一些較發(fā)達(dá)的國(guó)家如：荷蘭、德國(guó)、瑞典等也積極進(jìn)行了VR的研究與應(yīng)用。瑞典的DIVE分布式虛擬交互環(huán)境，是一個(gè)基于Unix的，不同節(jié)點(diǎn)上的多個(gè)進(jìn)程可以在同一世界中工作的異質(zhì)分布式系統(tǒng)。荷蘭海牙TNO研究所的物理電子實(shí)驗(yàn)室(TNO-PEL)開(kāi)發(fā)的訓(xùn)練和模擬系統(tǒng)，**改進(jìn)人機(jī)界面來(lái)改善現(xiàn)有模擬系統(tǒng)，以使用戶(hù)完全介入模擬環(huán)境。德國(guó)的計(jì)算機(jī)圖形研究所(IGD)的測(cè)試平臺(tái)，用于評(píng)估VR對(duì)未來(lái)系統(tǒng)和界面的影響，以及向用戶(hù)和生產(chǎn)者提供通向先進(jìn)的可視化、模擬技術(shù)和VR技術(shù)的途徑。另外，德國(guó)在建筑業(yè)、汽車(chē)工業(yè)及醫(yī)學(xué)界等也較早應(yīng)用了VR技術(shù)，如德國(guó)一些著名的汽車(chē)企業(yè)奔馳、寶馬、大眾等都使用了VR技術(shù)；制藥企業(yè)將VR用于新藥的開(kāi)發(fā)；醫(yī)院開(kāi)始用人體數(shù)字模型進(jìn)行手術(shù)實(shí)驗(yàn)。

國(guó)內(nèi)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究

國(guó)內(nèi)研究狀況和一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)VR技術(shù)起步較晚，還有一定的差距，但已引起政府有關(guān)部門(mén)和科學(xué)家們的高度重視。根據(jù)我國(guó)的國(guó)情制定了開(kāi)展VR技術(shù)的研究，九五規(guī)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金委、國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃等都把VR列入了研究項(xiàng)目。國(guó)內(nèi)一些重點(diǎn)院校已積極投入到了這一領(lǐng)域的研究工作。北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)系：著重研究了虛擬環(huán)境中物體物理特性的表示與處理；在虛擬現(xiàn)實(shí)中的視覺(jué)接口方面開(kāi)發(fā)出部分硬件，并提出有關(guān)算法及實(shí)現(xiàn)方法；實(shí)現(xiàn)了分布式虛擬環(huán)境網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，可以提供實(shí)時(shí)三維動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)、虛擬現(xiàn)實(shí)演示環(huán)境、用于飛行員訓(xùn)練的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)等。浙江大學(xué)CAD&CG國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)出了一套桌面型虛擬建筑環(huán)境實(shí)時(shí)漫游系統(tǒng)，還研制出了在虛擬環(huán)境中一種新的快速漫游算法和一種遞進(jìn)網(wǎng)格的快速生成算法。哈爾濱工業(yè)大學(xué)已經(jīng)成功地虛擬出了人的高級(jí)行為中特定人臉圖像的合成、表情的合成和唇動(dòng)的合成等技術(shù)問(wèn)題。清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)系對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)和臨場(chǎng)感的方面進(jìn)行了研究。西安交通大學(xué)信息工程研究所對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)中的關(guān)鍵技術(shù)———立體顯示技術(shù)進(jìn)行了研究，提出了一種基于JPEG標(biāo)準(zhǔn)壓縮編碼新方案，獲得了較高的壓縮比、信噪比以及解壓速度。北方工業(yè)大學(xué)CAD研究中心是我國(guó)**早開(kāi)展計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)研究的單位之一，中國(guó)**部完全用計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)技術(shù)制作的科教片《相似》就出自該中心。

當(dāng)前，我國(guó)專(zhuān)注于虛擬現(xiàn)實(shí)與仿真領(lǐng)域的軟硬件研發(fā)與推廣，已具備了國(guó)際上比較先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)解決方案和相關(guān)服務(wù)，產(chǎn)品有:虛擬現(xiàn)實(shí)編輯器(VRP-Builder)、數(shù)字城市仿真平臺(tái)(VRP-Digicity)、物理模擬系統(tǒng)(VRP-Physics)、三維網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)(VRPIE)、工業(yè)仿真平臺(tái)(VRP-Indusim)，三維仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)包(VRP-SDK)，以及多通道環(huán)幕立體投影解決方案等，能夠滿(mǎn)足不同領(lǐng)域不同層次的客戶(hù)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的需求。02年和07在**重點(diǎn)項(xiàng)目數(shù)字奧運(yùn)仿真中發(fā)揮了重要的作用，為08奧運(yùn)虛擬現(xiàn)實(shí)提供了技術(shù)支持。

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