虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概論教案
第1章 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概論
1.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述
教學(xué)目標(biāo)
1. 了解虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的定義。
2. 了解虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特性。
3. 了解虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的分類。
學(xué)習(xí)引導(dǎo)
虛擬現(xiàn)實(shí)是一個(gè)在當(dāng)今國際上備受關(guān)注的課題。如果真正實(shí)現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實(shí)，那么整個(gè)人類的生活與發(fā)展將會(huì)發(fā)生很大的變革。我們可以設(shè)想這樣一個(gè)情景：當(dāng)你戴上特制的頭盔與手套后，你就發(fā)現(xiàn)自己已置身于一家博物館中，當(dāng)你看見一件精美的展品時(shí)，你甚至可以從上而下、由里至外仔細(xì)地觀摩……這就是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)給你帶來的一切--近乎完美的真實(shí)感覺。
長(zhǎng)期以來，人們對(duì)真實(shí)地再現(xiàn)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景有各種想法，然而許多人對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)這一概念十分模糊，認(rèn)為只要能夠提供三維立體感覺的系統(tǒng)就叫做虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。其實(shí)這是不確切的，按照當(dāng)今國際上流行的定義，一個(gè)真正實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)的系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有以下三個(gè)基本要素。
(1)能夠給用戶以三維立體的虛擬環(huán)境。
(2)應(yīng)當(dāng)給使用者第一人稱的感覺，并有實(shí)時(shí)任意活動(dòng)的自由。
(3)用戶能夠通過一些控制裝置實(shí)時(shí)地操縱和改變用戶所進(jìn)入的虛擬環(huán)境。
在現(xiàn)實(shí)生活中，我們觀察到的都是有景深、有立體感的三維世界，因此要做到完全模擬現(xiàn)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(tǒng)才能真正模擬三維世界，給用戶一種身臨其境的感覺。
在實(shí)現(xiàn)三維場(chǎng)景后，用戶在虛擬場(chǎng)景中要有第一人稱的感覺，即能體會(huì)到一種與現(xiàn)實(shí)世界一樣的感覺，能夠把視點(diǎn)移到所構(gòu)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(zhuǎn)彎、蹲下、跳起以得到不同的視角，能夠?qū)崿F(xiàn)在現(xiàn)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，打開計(jì)算機(jī)的電源，進(jìn)入所需要的編輯環(huán)境；然后從鍵盤輸入信的內(nèi)容；最后用打印機(jī)將它打印出來。在這個(gè)過程中，我們一直在對(duì)不同物體--開關(guān)、鍵盤、顯示器、打印機(jī)等進(jìn)行操作，并使它們不斷地改變動(dòng)作。這是我們?cè)趯?shí)際生活中的典型事例。同樣的，在一個(gè)真正的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，我們也必須具備相同的能力。
可以說，任何系統(tǒng)只要滿足以上三個(gè)要素，就可以稱其為虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。目前，能夠?qū)崿F(xiàn)前兩個(gè)要素的系統(tǒng)已經(jīng)為數(shù)不少，但是允許用戶直接對(duì)虛擬境界中的物體進(jìn)行操作的系統(tǒng)就不多了。
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