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虚拟现实
• Virtual Reality • 1989年由美国nier 发明出来的一个词 • 灵境、幻境、赛伯空间、虚拟现实 • 虚拟现实（Virtual Reality）
• 虚拟的现实 • 虚拟化现实
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怎样理解虚拟现实
• 虚拟现实系统中的 “现实”（即所虚 拟的环境）大致可 分为三种情况：
又名十三阶梯、十三度空间）
• 黑客帝国 • 时间线 • 盗梦空间
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描述
• 虚拟现实（Virtual Reality）就是研究一种计 算机技术，把人们想象中的东西转化为一种虚 拟境界和虚拟存在，而这种虚拟境界和虚拟存 在对我们的感觉器官就象真的客观存在一样。
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VR终极目标
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萌芽与诞生（ 60年代-80年代末）
1966年，美国MIT林肯实验室研制出了第一个头盔式显 示器(Helmet Mounted Display 即HMD)
1968年，Sutherland在哈佛大学的组织下开发了头盔 式立体显示器及一个虚拟系统，可称得上是第一个虚 拟现实系统。
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萌芽与诞生（ 60年代-80年代末）
• 1962年，美国电影 摄影师Morton Heilig研制的 Sensorama的立体 电影系统
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萌芽与诞生（ 60年代-80年代末）
1965年，Ivan Sutherland在 名为“Ultimate Display” (终 极的显示)的论文中首次提出 了包括具有交互图形显示、 力反馈设备以及声音提示的 虚拟现实系统的基本思想。
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萌芽与诞生（ 60年代-80年代末）
• 萌芽
• 1929年，Edwin A.Link发明了飞行模拟器，使乘坐者 的感觉和坐在真的飞机上是一样的。
• 1956年，Morton Heileg开发了一个叫做Sensorama (传感景院）的摩托车仿真器。
• 1962年，Morton Heileg申请了专利“全传感仿真 器”。该专利蕴涵了虚拟现实技术的思想。
• 柏拉图：真正的世界只是存在于我们的想象 中。
• 笛卡尔：我思故我在！ • “I think therefore I am”
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• 记忆裂痕 • 虚拟偶像（SIMONE，又名虚拟情人、
西蒙妮）
• 逃出克隆岛（The Island） • 时空悍将（Virtuosity） • 异次元骇客（The Thirteenth Floor，
子的结构，空气中速
度、温度、压力的分 布等。
一个蛋白质分子的示例
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虚拟现实的概念
• 虚拟现实是计算机生成的给人多种感 官刺激的虚拟环境。用户应该能够以 自然的方式与这个环境交互，从而产 生置身于相应的真实环境中的虚幻感， 沉浸感，身临其境的感觉
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• 1. 多感知性(Multi-Sensory)
• 《黑Байду номын сангаас帝国》
• 距离这个目标还有相 当的距离
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不同层次上的虚拟现实
• 哲学意义上的虚拟现实 • 虚拟实在与自然实在的对等性
• 科学意义上的虚拟现实 • 科学研究的三大手段：理论、建模、实验验证与模 拟仿真 • 人类梦想的场景在感知中的实现
• 工程意义上的虚拟现实 • 以计算技术为核心，生成感知上与真实环境高度近 似，交互上直观自然的数字化环境
• 虚拟现实是计算机生成的给人多种感官刺激的虚拟 环境。用户应该能够以自然的方式与这个环境交互， 从而产生置身于相应的真实环境中的虚幻感，沉浸 感，身临其境的感觉
• 应用需求使VR的应用重点进行了多种变化
• 强调自然交互产生的应用 ----如Kinect诸多应用 • 不再强调沉浸感，而强调信息提供 ---- 增强现实
虚拟现实
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原理
• VR基本概念 • VR软件系统平台 • VR引擎实例和演示 • VR应用模式
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“虚”与“实”
昔者庄周梦为蝴蝶，栩栩然 蝴蝶也，自喻适志与！不知 周也。俄然觉，则蘧蘧然周 也。不知周之梦为蝴蝶与， 蝴蝶之梦为周与？
——《庄子·齐物论》
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“虚”与“实”
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萌芽与诞生（ 60年代-80年代末）
• 1987年，《科学的美国人》(“Scientific American”) 上发表了一篇题为先进的计算机界面（Interfaces for Advanced Computing）一文；该杂志还发表了 一篇报导数据手套的文章
• 第一种情况是模仿 真实世界中的环境。
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怎样理解虚拟现实
• 第二种情况是人 类主观构造的环 境。例如，用于 影视制作或电子 游戏的三维动画。 环境是虚构的， 几何模型和物理 模型可以完全虚 构。
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怎样理解虚拟现实
• 第三种情况是模仿真 实世界中的人类不可
见的环境。例如，分
• 它是指虚拟现实系统对介入者的刺激在物理上
特
和认知上符合人的已有经验，从而使介入者感 到自己作为主角存在于模拟环境中的真实程度
点
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虚拟现实概念辨析
• 虚拟现实与三维漫游 • 虚拟现实与景观动画 • 虚拟现实与三维游戏 • 虚拟现实与计算机图形学
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虚拟现实概念的变化
• 计算机生成一个给人多种感官刺激的虚拟环境：
视觉感知、听觉感知、力觉感知、触觉感知、
虚
运动感知、甚至包括味觉感知、嗅觉感知等
拟
• 2. 交互性(Interaction )
• 指人能以自然方式与虚拟世界进行交互操作
现
• 专用交互设备，如数据手套、跟踪器、触觉和
力反馈装置
实
的
• 3. 沉浸感（Immersion,存在感、临场感）
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虚拟现实的发展历史与演变
• 萌芽与诞生（ 60年代-80年代末） • 军事与航天的推动（70年代-80年代） • 渐入民间---游戏、娱乐、模拟应用的刺激（90年代） • VR在Internet上的兴衰（90年代中-21世纪） • VR应用的大众化与多元化（21世纪）
• 世博会、春晚、文化创意产业、3D电影 • 人机交互、增强现实