1.2 虚拟现实技术的发展史
虚拟现实技术（Virtual Reality）简称 VR技术，是20世纪末逐渐兴起的一门综合性 信息技术，融合了数字图像处理、计算机图 形学、人工智能、多媒体、传感器、网络以 及并行处理等多个信息技术分支的最新发展 成果。
1.2虚拟现实技术的发展史
1929年，Edward Link设计出用于训练飞 行员的模拟器
移景异，并可亲自布置场景，具有双向互动的功能。
1.5 虚拟现实与三维动画的区别（2）
o 时间性
n 三维动画－－受动画制作时间限制，无法详尽展示， 性价比低。
n 虚拟现实－－没有时间限制，可真实详尽地展示，并 可以在虚拟现实基础上导出动画视频文件，同样可以 用于多媒体资料制作和宣传，性价比高。
o 应用性
1.2 虚拟现实技术的发展史
o 1972年，Nolan Bushnell开发出第一个交互式电子游 戏Pong
o 1977年，Dan Sandin、Tom DeFanti和Rich Sayre 研制出第一个数据手套——Sayre Glove
o 20世纪80年代，美国国家航空航天局（NASA）组织 了一系列有关VR技术的研究 ：
o 对适当的应用对象加上虚拟现实的创意和想象力 ，可以大幅度提高生产效率、减轻劳动强度、提 高产品开发质量。
1.5 虚拟现实与三维动画的区别（1）
o 真实性
n 三维动画－－场景画面由动画制作人员根据材料或想象直接
画制而成，与真实的环境和数据有较大的差距，属于演示类艺 术作品。
n 虚拟现实－－虚拟环境由基于真实数据建立的数字模型组合
1.3 虚拟现实系统简介
典型的VR系统主要由：
计算机软件系统
VR软件 VR环境数据库
计算机硬件系统 VR输入设备 VR输出设备
I ）
n 沉浸感 (Immersion)
o 参与者全身心地沉浸于计算机所生成的三维虚拟环 境，并产生身临其境的感觉。
n 交互性 (Interaction)
o 参与者可以利用各种感官功能及人类自然技能对虚 拟环境进行交互考察与操作。
n 构想性(Imagination)
o 参与者借助VR系统给出的逼真视听触觉信号而产 生的对虚拟空间的想象
1.4 虚拟现实技术的特征--沉浸感
VR技术的沉浸感：
o 又称临场感，是指用户感到作为主角存在于虚拟 环境中的真实程度。
n 实时三维图形生成技术、 n 多传感器交互技术、 n 高分辨率显示技术。
o 从20世纪90年代开始，VR技术的研究热潮也开始向民间的高科技企 业转移。著名的VPL公司开发出第一套传感手套命名为 “DataGloves”，第一套HMD命名为“EyePhones”。
o 进入21世纪后，VR技术更是进入软件高速发展的时期， 一些有代表性的VR软件开发系统不断在发展完善，如MultiGen Vega、OpenSceneGraph、Virtools等。
虚拟现实概论
2020年4月19日星期日
第1章 虚拟现实概论--大纲
1.1 虚拟现实技术的概念 1.2 虚拟现实技术的发展史 1.3 虚拟现实系统简介 1.4 虚拟现实技术的特征 1.5 虚拟现实与动画和游戏的区别 1.6 虚拟现实系统的分类 1.7 虚拟现实技术的应用领域 1.8 虚拟现实技术的研究现状
n 三维动画－－只适合简单的演示功能。 n 虚拟现实－－在实时三维环境中，支持方案调整、评
估、管理、信息查询等功能，适合较大型复杂工程项 目的规划、设计、投标、报批、管理等需要，同时又 具有更真实和直观的多媒体演示功能。
1.5 分布式虚拟现实与网络游戏的区别
而成，严格遵循工程项目设计的标准和要求，属于科学仿真系 统。操纵者亲身体验虚拟三维空间，身临其境。
o 交互性
n 三维动画－－只能如电影一样单向演示，场景变化，浏览路
径，需要预先指定，无法改变。画面需要事先制作生成，耗时 、费力、成本较高。没有互动性。
n 虚拟现实－－操纵者可以实时感受运动带来的场景变化，步
o VR技术最主要的特征。 o 影响沉浸感的主要因素包括多感知性、自主性、
三维图像中的深度信息、画面的视野、实现跟踪 的时间或空间响应及交互设备的约束程度等 。
1.4 虚拟现实技术的特征--交互性
VR技术的交互性：
o 指用户对虚拟环境中对象的可操作程度和从虚拟 环境中得到反馈的自然程度（包括实时性）。
1.1 虚拟现实（Virtual Reality）基本概念
虚拟现实 是一种逼真的视、听、触觉一体化的计算
机生成环境，用户可以借助必要的装备以自然的方 式与虚拟环境中的物体进行交互作用、相互影响， 从而获得亲临等同真实环境的感受和体验。
虚拟现实 = Virtual + Reality
虚拟现实是虚拟化的、数字化的现实环境，它忠于 现实，更可以超越现实！
o 主要借助于各种专用设备（如头盔显示器、数据 手套等）产生，从而使用户以自然方式如手势、 体势、语言等技能，如同在真实世界中一样操作 虚拟环境中的对象。
1.4 虚拟现实技术的特征—想象力
VR技术的想象力：
o 指用户在虚拟世界中根据所获取的多种信息和自 身在系统中的行为，通过逻辑判断、推理和联想 等思维过程，随着系统的运行状态变化而对其未 来进展进行想象的能力。
n 1984年，NASA Ames研究中心的M. McGreevy 和J. Humphries开发出用于火星探测的虚拟环境视觉显示器；
n 1987年，Jim Humphries设计了双目全方位监视器（ BOOM）的最早原型。
1.2 虚拟现实技术的发展史
o 1990年，在美国达拉斯召开的SIGGRAPH会议上为VR技术的发展 确定了研究方向，明确提出VR技术研究的主要内容包括:
1956年，Morton Heilig开发出多通道仿 真体验系统Sensorama
1.2 虚拟现实技术的发展史
1965年，Ivan Sutherland发表论文“Ultimate Display”（终极的显示）
1968年，Ivan Sutherland研制成功了带 跟踪器的头盔式立体显示 器（Head Mounted Display，HMD）