三维鼠标
DVR的实例
虚拟现实技术应用（一）
虚拟战场 核爆炸、战略导弹的虚拟杀伤 虚拟飞行/驾驶 虚拟建筑漫游 虚拟风洞实验 虚拟设计、虚拟制造
战场仿真
虚拟驾驶模拟
虚拟建筑漫游
虚拟现实技术应用（二）
虚拟课堂 虚拟手术和远程手术 城市规划和建筑设计的虚拟演示 虚拟商店、虚拟旅游、虚拟剧场 虚拟体育仿真 虚拟文化遗产保护（虚拟博物馆）
虚拟现实技术（VR）
VR的概念和发展 VR系统的硬件组成 VR系统的体系结构 VR的研究内容 增强现实 （AR） VR应用 虚拟现实的发展趋势
什么是虚拟现实技术（VR）
1965年计算机图形学的奠基者 Ivan Sutherland 发表了 “ The Ultimate Display” 论文，提出了一种全新的图形显 示技术。他在论文中提出使观察者直接沉浸在计算机生成 的三维世界中，而不是通过窗户（计算机屏幕）来观察。
人机交互与 虚拟现实技术
什么是人机交互
人机交互（Human-Computer Interaction, HCI): 是研究人、计算机以及它们间相互影响的技术
用户界面: 是人与计算机之间传递、交换信息 的媒介和对话接口，是计算机系统的重要组成 部分
人机交互与用户界面是两个有着紧密联系而又 不尽相同的概念
人机交互强调的是技术和模型，用户界面是计 算机的关键组成部分
人机交互技术的目标
美国总统信息技术顾问委员会的“21世 纪的信息技术报告”中列出了新世纪四 项重点发展的信息技术
– 研制能听、能说、能理解人类语言的计算机 – 使计算机更易于使用，操作起来更愉快，从
而提高使用者的生产率
人机交互技术的应用趋势
两个重要的应用趋势
– 计算机系统的拟人化：
以虚拟现实为代表
– 计算机的微型化、随身化和嵌入化：
以手持电脑、智能手机为代表
人机交互技术是面临这种趋势的瓶颈技 术。以人为中心、自然、高效将是新一代人 机交互的主样化的特点。桌面和非桌 面界面、可见和不可见界面将同时共存。网络 和计算将进入家庭和生活，人们可用多种简单 的自然方式进行人机交互。
虚拟手术
虚拟故宫漫游
虚拟博物馆
虚拟体操训练系统
（Sheffield Hallam University ）
虚拟滑雪训练系统
（Reebok Sports Club in New York City）
考核方式
考核方式：
– 平时考核 – 期中考核： 无 – 期末考核：闭卷考试
各部分占比及总评成绩计算方法：
跟踪器跟踪头的方向；
具有看穿功能（see-through) 的头盔显示器
快速响应的工作平台
洞穴状的投影屏幕（CAVE）
安装在浙江大学的CAVE
CAVE 示意图
圆柱型的投影屏幕
由矩形块拼接构成的投影屏幕
全景图
可支持多用户协作的投影屏幕
可支持多用户协作的投影屏幕的改进
数据手套(cyberglove)：
１）观察者自然地转动头部和身体，他看到的场景就实时 地发生变化。
２）观察者能够以自然的方式直接与虚拟世界中的对象进 行交互操作，触摸它们，感觉它们，并能听到虚拟世界的 三维空间声音。
虚拟现实的狭义理解
虚拟现实对不同的人的有不同的含义。比较狭义的解 释是：虚拟现实是由计算机生成的、可交互的仿真环境。 该虚拟环境具有以下三个特点：
以不可见、可移动为特征的无所不在计算和以 三维、沉浸为特征的虚拟现实环境，将是人机 交互面临的重大挑战和研究目标。
人机交互是一门综合学科，它的发展需要计算 机硬件、软件、网络、认知心理学、人类工效 学等多学科共同努力。
人机交互技术的研究热点
自然、高效、无障碍的多通道交互技术； 新的交互设备、智能技术、交互软件和平台； 无缝的不同网络互联； 以认知科学为基础的交互模型和设计方法； 上下文感知的计算模型；
– 平时考核占 20%，期末考核占 80%
虚拟现实是由计算机生成的给人以沉浸感的虚拟环境。
VR系统的典型设备和环境
显示和观察设备
沉浸式现实设备 非沉浸式显示设备
交互设备
数据手套 （输入手的各种姿势） 三维鼠标 游戏杆
传感设备
数据手套 数据衣 位置跟踪装置
三维立体声系统 三维数据获取设备
头盔式显示器的特点 用户带着头盔；
双眼看到不同的图象；
1） 该环境将向介入者（人）提供视觉、听觉、触觉等多 种感官刺激。
2）该环境应给人以一种身临其境的沉浸感。
3）人能以自然的方式与该环境中的一些对象进行交互操 作，既不使用键盘鼠标等常规输入设备，而强调使用手势 （数据手套）、体势（数据衣服）和自然语言等自然方式 的交互操作。
一个典型的虚拟现实系统
虚拟现实的广义理解