虚拟现实技术概论4
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第一章虚拟现实技术概述1.什么是虚拟现实技术虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)技术是20世纪90年代以来兴起的一种新型信息技术,它与多媒体、网络技术并称为三大前景最好的计算机技术。
它以计算机技术为主,利用并综合三维图形动技术、多媒体技术、仿真技术、传感技术、显示技术、伺服技术等多种高科技的最新发展成果,利用计算机等设备来产生一个逼真的三维视觉、触觉、嗅觉等多种感官体验的虚拟世界,从而使处于虚拟世界中的人产生一种身临其境的感觉。
在这个虚拟世界中,人们可直接观察周围世界及物体的内在变化,与其中的物体之间进行自然的交互,并能实时产生与真实世界相同的感觉,使人与计算机融为一体。
与传统的模拟技术相比,VR技术的主要特征是:用户能够进入到一个由计算机系统生成的交互式的三维虚拟环境中,可以与之进行交互。
通过参与者与仿真环境的相互作用,并利用人类本身对所接触事物的感知和认知能力,帮助启发参与者的思维,全方位地获取事物的各种空间信息和逻辑信息。
2.虚拟现实技术与三维动画技术的异同VR技术和三维动画技术有本质的区别:三维动画技术是依靠计算机预先处理好的路径上所能看见的静止照片连续播放而形成的,不具有任何交互性,即不是用户想看什么地方就能看到什么地方,用户只能按照设计师预先固定好的一条线路去看某些场景,它给用户提供的信息很少或不是所需的,用户是被动的;而VR技术则截然不同,它通过计算机实时计算场景,根据用户的需要把整个空间中所有的信息真实地提供给用户,用户可依自己的路线行走,计算机会产生相应的场景,真正做到“想得到,就看得到”。
所以说交互性是两者最大的不同。
下面来看一个应用的实例。
房地产展示是这两个技术最常用的领域。
在现在的应用中,很多房地产公司采用三维动画技术来展示楼盘,其设计周期长,模式固定,制作费用高;而同时在国内也已经有多家公司采用VR技术来进行设计,其展示效果好,设计周期短,更重要的是,它是基于真实数据的科学仿真,不仅可达到一般展示的功能,而且还可以把业主带入到未来的建筑物里参观,还可展示如门的高度、窗户朝向、某时间的日照、采光的多少、样板房的自我设计、与周围环境的相互影响等。
虚拟现实技术概论教案第一章:虚拟现实技术简介1.1 课程目标了解虚拟现实技术的概念、发展历程和应用领域。
1.2 教学内容1.2.1 虚拟现实技术的定义1.2.2 虚拟现实技术的发展历程1.2.3 虚拟现实技术的应用领域1.3 教学方法采用讲授法,结合案例分析,让学生了解并掌握虚拟现实技术的基本概念和发展状况。
1.4 教学活动1.4.1 导入:介绍虚拟现实技术的定义1.4.2 讲解:分析虚拟现实技术的发展历程和应用领域1.4.3 案例分析:让学生通过案例了解虚拟现实技术的应用1.5 作业与评估要求学生课后总结虚拟现实技术的发展历程,并在下一节课上进行分享。
第二章:虚拟现实技术的原理与技术2.1 课程目标了解虚拟现实技术的原理,掌握虚拟现实技术的关键技术。
2.2 教学内容2.2.1 虚拟现实技术的原理2.2.2 虚拟现实技术的关键技术2.3 教学方法采用讲授法,结合实验演示,让学生了解虚拟现实技术的原理和关键技术。
2.4 教学活动2.4.1 讲解:介绍虚拟现实技术的原理2.4.2 实验演示:展示虚拟现实技术的关键技术2.5 作业与评估要求学生课后总结虚拟现实技术的关键技术,并在下一节课上进行分享。
第三章:虚拟现实系统的组成与分类3.1 课程目标了解虚拟现实系统的组成,掌握不同类型的虚拟现实系统。
3.2 教学内容3.2.1 虚拟现实系统的组成3.2.2 虚拟现实系统的分类3.3 教学方法采用讲授法,结合实物展示,让学生了解虚拟现实系统的组成和分类。
3.4 教学活动3.4.1 讲解:介绍虚拟现实系统的组成3.4.2 实物展示:展示不同类型的虚拟现实系统3.5 作业与评估要求学生课后总结虚拟现实系统的分类,并在下一节课上进行分享。
第四章:虚拟现实技术的应用领域4.1 课程目标了解虚拟现实技术在不同领域的应用,掌握虚拟现实技术的产业现状。
4.2 教学内容4.2.1 虚拟现实技术在娱乐领域的应用4.2.2 虚拟现实技术在教育领域的应用4.2.3 虚拟现实技术在医疗领域的应用4.2.4 虚拟现实技术的产业现状与发展趋势4.3 教学方法采用讲授法,结合案例分析,让学生了解虚拟现实技术在不同领域的应用及产业发展情况。
第三部分虚拟现实技术--VRML篇3 VRML基本语法及应用3.1 VRML造型VRML造型主要通过几何节点和几何属性节点来实现。
由于这些节点属于辅助节点,不能直接放进场景图,因此要实现VRML造型还需要一个Shape节点。
几何节点是通过Shape 节点的geometry域来包含的,几何属性节点是通过Shape节点的appearance域来包含的。
用于造型的节点:共22个形状(Shape)节点1个几何节点10个:Box(长方体)、Cone(圆锥)、Cylinder(圆柱)、ElevationGrid(标高格阵)、Extrusion(挤出面)、IndexedFaceSet(索引面集)、IndexedLineSet(索引线集)、PointSet(点集)、Sphere(球面)、Text(文本)几何属性节点10个:Appearance(外观、Color(颜色)、Coordinate(坐标)、ImageTexture (图像纹理)、Material(材质)、MovieTexture(影像纹理)、Normal(法线)、PixelTexture (像素纹理)、TextureCoordinate(纹理坐标)、TextureTransform(纹理变换)字型(Fontstyle)节点:1个3.1.1 基本造型由Shape节点、Appearance节点、Material节点和基本几何节点共同实现。
3.1.1.1 Shape节点3.1.1.2. 基本的几何造型节点基本的VRML造型节点有Box,Cylinder,Cone,Sphere节点。
例3-1-1:#创建一个长宽高分别为4.0,1.0,4.0个vrml单位的长方体#VRML V2.0 utf8Shape{appearance Appearance {material Material { }}geometry Box{size 4.0 1.0 4.0}}例2:#创建一个底面半径为4.0高为1.0只有底面的圆柱体#VRML V2.0 utf8Shape{appearance Appearance {material Material { }}geometry Cylinder {radius 4.0height 1.0top FALSEside FALSE}}例:#创建一个底面半径为2.0单位高为1.0单位的圆锥#VRML V2.0 utf8Shape{appearance Appearance {material Material { }}geometry Cone {bottomRadius 2.0height 1.0}}3.1.1.3 节点的编组例:航空塔模型以sphere、box、cylinder、cone为节点创建一个航空塔的三维模型,其中用DEF定义了一个名字为bwhite的appearance的节点。
虚拟现实技术概论教案(通用13篇)篇1:虚拟现实技术概论教案1.1 虚拟现实技术概述教学目标1. 了解虚拟现实技术的定义。
2. 了解虚拟现实技术的特性。
3. 了解虚拟现实技术的分类。
学习引导虚拟现实是一个在当今国际上备受关注的课题。
如果真正实现了虚拟现实,那么整个人类的生活与发展将会发生很大的变革。
我们可以设想这样一个情景:当你戴上特制的头盔与手套后,你就发现自己已置身于一家博物馆中,当你看见一件精美的展品时,你甚至可以从上而下、由里至外仔细地观摩……这就是虚拟现实技术给你带来的一切--近乎完美的真实感觉。
长期以来,人们对真实地再现现实场景有各种想法,然而许多人对虚拟现实这一概念十分模糊,认为只要能够提供三维立体感觉的.系统就叫做虚拟现实系统。
其实这是不确切的,按照当今国际上流行的定义,一个真正实现虚拟现实的系统应当具有以下三个基本要素。
(1)能够给用户以三维立体的虚拟环境。
(2)应当给使用者第一人称的感觉,并有实时任意活动的自由。
(3)用户能够通过一些控制装置实时地操纵和改变用户所进入的虚拟环境。
在现实生活中,我们观察到的都是有景深、有立体感的三维世界,因此要做到完全模拟现实,仅仅靠简单的二维平面图形是不够的,只有用三维系统才能真正模拟三维世界,给用户一种身临其境的感觉。
在实现三维场景后,用户在虚拟场景中要有第一人称的感觉,即能体会到一种与现实世界一样的感觉,能够把视点移到所构造成的三维场景中的任何一点,就像在真实世界中可以随意前进、后退、转弯、蹲下、跳起以得到不同的视角,能够实现在现实中做到的一切动作,并能实时操纵虚拟场景的物体和改变虚拟境界。
比如,打印一封信的操作流程为:首先,打开计算机的电源,进入所需要的编辑环境;然后从键盘输入信的内容;最后用打印机将它打印出来。
在这个过程中,我们一直在对不同物体--开关、键盘、显示器、打印机等进行操作,并使它们不断地改变动作。
这是我们在实际生活中的典型事例。
第一章虚拟现实技术概述1.什么是虚拟现实技术虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)技术是20世纪90年代以来兴起的一种新型信息技术,它与多媒体、网络技术并称为三大前景最好的计算机技术。
它以计算机技术为主,利用并综合三维图形动技术、多媒体技术、仿真技术、传感技术、显示技术、伺服技术等多种高科技的最新发展成果,利用计算机等设备来产生一个逼真的三维视觉、触觉、嗅觉等多种感官体验的虚拟世界,从而使处于虚拟世界中的人产生一种身临其境的感觉。
在这个虚拟世界中,人们可直接观察周围世界及物体的内在变化,与其中的物体之间进行自然的交互,并能实时产生与真实世界相同的感觉,使人与计算机融为一体。
与传统的模拟技术相比,VR技术的主要特征是:用户能够进入到一个由计算机系统生成的交互式的三维虚拟环境中,可以与之进行交互。
通过参与者与仿真环境的相互作用,并利用人类本身对所接触事物的感知和认知能力,帮助启发参与者的思维,全方位地获取事物的各种空间信息和逻辑信息。
2.虚拟现实技术与三维动画技术的异同VR技术和三维动画技术有本质的区别:三维动画技术是依靠计算机预先处理好的路径上所能看见的静止照片连续播放而形成的,不具有任何交互性,即不是用户想看什么地方就能看到什么地方,用户只能按照设计师预先固定好的一条线路去看某些场景,它给用户提供的信息很少或不是所需的,用户是被动的;而VR技术则截然不同,它通过计算机实时计算场景,根据用户的需要把整个空间中所有的信息真实地提供给用户,用户可依自己的路线行走,计算机会产生相应的场景,真正做到“想得到,就看得到”。
所以说交互性是两者最大的不同。
下面来看一个应用的实例。
房地产展示是这两个技术最常用的领域。
在现在的应用中,很多房地产公司采用三维动画技术来展示楼盘,其设计周期长,模式固定,制作费用高;而同时在国内也已经有多家公司采用VR技术来进行设计,其展示效果好,设计周期短,更重要的是,它是基于真实数据的科学仿真,不仅可达到一般展示的功能,而且还可以把业主带入到未来的建筑物里参观,还可展示如门的高度、窗户朝向、某时间的日照、采光的多少、样板房的自我设计、与周围环境的相互影响等。
VR虚拟现实技术概论1. 介绍VR虚拟现实技术是应用于计算机图形学、传感技术和人机交互技术的一种新型技术。
通过模拟出一个全新的虚拟环境,使用户能够在其中进行各种活动,与虚拟环境中的物体进行互动,从而实现身临其境的感觉。
VR技术的发展已经超出了游戏和娱乐领域,如教育、医疗和工业等领域也开始广泛应用。
2. VR技术的基本原理VR技术的基本原理是通过将用户的感官信息与虚拟环境中的视觉、听觉、触觉等信息进行交互,提供给用户一种真实的虚拟体验。
其中核心技术包括虚拟环境的建模和渲染、头部追踪和手部追踪技术以及触觉反馈技术等。
2.1 虚拟环境的建模和渲染虚拟环境的建模是指将现实世界的物体、场景等信息转化为计算机可识别的模型。
建模技术包括三维扫描、建模软件等。
虚拟环境的渲染是指将建模后的虚拟环境模型进行图形渲染,以使其在显示设备上能够呈现真实的效果。
渲染技术包括光照模型、纹理映射等。
2.2 头部追踪和手部追踪技术头部追踪技术是指通过传感器和算法追踪用户头部的运动,从而实现用户在虚拟环境中的“看”和“转头”操作。
手部追踪技术是指通过传感器和算法追踪用户手部的运动,从而实现用户在虚拟环境中的“抓取”和“操作”操作。
这些追踪技术在实现交互虚拟环境中起到重要的作用。
2.3 触觉反馈技术触觉反馈技术是指通过传感器和算法模拟用户对虚拟环境中的物体的触感,使用户能够感受到与虚拟物体的交互。
触觉反馈技术可以通过手柄、手套等设备来实现。
3. VR技术的应用VR技术在各种领域中有着广泛的应用。
3.1 游戏和娱乐VR技术在游戏和娱乐领域中应用最为广泛。
通过使用VR设备,玩家可以身临其境地参与游戏,并且与虚拟环境中的角色和物体进行互动。
3.2 教育和培训VR技术在教育和培训领域中有着巨大的潜力。
通过创建虚拟实验室、虚拟校园等虚拟环境,教师和学生可以进行虚拟实验、进行虚拟实践,并且可以在虚拟环境中模拟各种实际情况,提高学习效果。
3.3 医疗和康复VR技术在医疗和康复领域中被广泛应用。
虚拟现实技术概述虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)技术是一种通过计算机生成的虚拟环境,能够模拟真实世界或者创造全新的虚拟空间,使用户可以沉浸其中并与之互动。
虚拟现实技术已经在各个领域得到广泛应用,包括游戏娱乐、教育培训、医学健康、建筑设计等,为用户提供了全新的体验。
一、虚拟现实技术的基本原理虚拟现实技术的实现需要借助一些基本原理,包括感知系统、交互系统和虚拟环境生成系统。
感知系统主要通过头戴设备(如VR眼镜)、手套、体感设备等,将用户的动作和感觉输入到计算机中。
交互系统则通过控制器、触控屏等设备,将计算机生成的虚拟环境反馈给用户。
虚拟环境生成系统通过计算机图形学、物理模拟和声音处理等技术,实时生成逼真的虚拟场景。
二、虚拟现实技术的应用领域1. 游戏娱乐领域:虚拟现实技术已经在游戏娱乐领域得到广泛应用。
通过VR设备,玩家可以身临其境地参与游戏,感受到更加真实的游戏体验。
例如,在射击游戏中,玩家可以通过头部转动和手部动作控制角色的视角和动作,提升游戏的沉浸感。
2. 教育培训领域:虚拟现实技术在教育培训领域有着广泛的应用前景。
通过虚拟现实技术,学生可以亲自参观和体验远离他们所在地的地理、历史或者文化景点。
同时,在医学、科学等领域的培训中,虚拟现实技术也能够提供更加安全和真实的训练环境。
3. 医学健康领域:虚拟现实技术在医学健康领域的应用也十分广泛。
医生可以通过虚拟现实技术进行手术模拟和训练,提高手术的准确性和安全性。
同时,虚拟现实技术还可以用于康复治疗,帮助患者进行实时监测和指导,提高治疗效果。
4. 建筑设计领域:虚拟现实技术在建筑设计领域可以提供更加直观和真实的设计展示和验收方式。
通过虚拟现实技术,用户可以在虚拟环境中漫游,实时感受建筑设计的布局和效果,帮助设计师和客户更好地进行设计沟通。
5. 智能制造领域:虚拟现实技术可以用于智能制造领域的工业仿真和操作培训。
通过虚拟现实技术,工人可以在虚拟环境中进行装配和操作的实践训练,提高操作技能和安全性。
虚拟现实技术概论教案第一章:虚拟现实技术概述教学目标:1. 了解虚拟现实技术的概念和基本特征。
2. 掌握虚拟现实技术的应用领域和发展前景。
教学内容:1. 虚拟现实技术的定义和基本特征。
2. 虚拟现实技术的应用领域,如游戏、教育、医疗等。
3. 虚拟现实技术的发展前景和挑战。
教学活动:1. 引入话题:通过介绍一些虚拟现实技术的实际应用案例,引发学生对虚拟现实技术的兴趣。
2. 讲解虚拟现实技术的概念和基本特征,引导学生理解虚拟现实技术的原理。
3. 分享一些虚拟现实技术的应用领域,让学生了解虚拟现实技术在不同行业中的应用。
4. 讨论虚拟现实技术的发展前景和挑战,让学生思考虚拟现实技术的未来发展方向。
作业与评估:2. 让学生选择一个虚拟现实技术的应用领域,并简要介绍该领域中的应用案例。
第二章:虚拟现实技术的原理与关键技术教学目标:1. 了解虚拟现实技术的工作原理。
2. 掌握虚拟现实技术中的关键技术,如三维建模、渲染、交互等。
教学内容:1. 虚拟现实技术的工作原理。
2. 虚拟现实技术中的关键技术,如三维建模、渲染、交互等。
3. 介绍一些常用的虚拟现实开发工具和平台。
教学活动:1. 引入话题:通过展示一些虚拟现实技术的实际应用案例,引发学生对虚拟现实技术工作原理的好奇心。
2. 讲解虚拟现实技术的工作原理,引导学生理解虚拟现实技术的实现过程。
3. 讲解虚拟现实技术中的关键技术,如三维建模、渲染、交互等,让学生了解虚拟现实技术的核心组成部分。
4. 介绍一些常用的虚拟现实开发工具和平台,让学生了解虚拟现实技术开发的工具和环境。
作业与评估:2. 让学生选择一个关键技术,如三维建模、渲染、交互等,并简要介绍该技术的作用和实现方法。
第三章:虚拟现实技术的应用领域教学目标:1. 了解虚拟现实技术在不同领域的应用。
2. 掌握虚拟现实技术在不同行业中的具体应用案例。
教学内容:1. 虚拟现实技术在游戏领域的应用。
2. 虚拟现实技术在教育领域的应用。
第一章虚拟现实技术概述1.什么是虚拟现实技术虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)技术是20世纪90年代以来兴起的一种新型信息技术,它与多媒体、网络技术并称为三大前景最好的计算机技术。
它以计算机技术为主,利用并综合三维图形动技术、多媒体技术、仿真技术、传感技术、显示技术、伺服技术等多种高科技的最新发展成果,利用计算机等设备来产生一个逼真的三维视觉、触觉、嗅觉等多种感官体验的虚拟世界,从而使处于虚拟世界中的人产生一种身临其境的感觉。
在这个虚拟世界中,人们可直接观察周围世界及物体的内在变化,与其中的物体之间进行自然的交互,并能实时产生与真实世界相同的感觉,使人与计算机融为一体。
与传统的模拟技术相比,VR技术的主要特征是:用户能够进入到一个由计算机系统生成的交互式的三维虚拟环境中,可以与之进行交互。
通过参与者与仿真环境的相互作用,并利用人类本身对所接触事物的感知和认知能力,帮助启发参与者的思维,全方位地获取事物的各种空间信息和逻辑信息。
2.虚拟现实技术与三维动画技术的异同VR技术和三维动画技术有本质的区别:三维动画技术是依靠计算机预先处理好的路径上所能看见的静止照片连续播放而形成的,不具有任何交互性,即不是用户想看什么地方就能看到什么地方,用户只能按照设计师预先固定好的一条线路去看某些场景,它给用户提供的信息很少或不是所需的,用户是被动的;而VR技术则截然不同,它通过计算机实时计算场景,根据用户的需要把整个空间中所有的信息真实地提供给用户,用户可依自己的路线行走,计算机会产生相应的场景,真正做到“想得到,就看得到”。
所以说交互性是两者最大的不同。
下面来看一个应用的实例。
房地产展示是这两个技术最常用的领域。
在现在的应用中,很多房地产公司采用三维动画技术来展示楼盘,其设计周期长,模式固定,制作费用高;而同时在国内也已经有多家公司采用VR技术来进行设计,其展示效果好,设计周期短,更重要的是,它是基于真实数据的科学仿真,不仅可达到一般展示的功能,而且还可以把业主带入到未来的建筑物里参观,还可展示如门的高度、窗户朝向、某时间的日照、采光的多少、样板房的自我设计、与周围环境的相互影响等。
虚拟现实技术概论教案一、教学目标1. 让学生了解虚拟现实技术的概念、发展历程和基本原理。
2. 让学生掌握虚拟现实技术在各个领域的应用。
3. 培养学生对虚拟现实技术的兴趣和创新意识。
二、教学内容1. 虚拟现实技术的概念1.1 虚拟现实技术的定义1.2 虚拟现实技术的发展历程2. 虚拟现实技术的基本原理2.1 虚拟现实技术的硬件设备2.2 虚拟现实技术的软件系统2.3 虚拟现实技术的实现方法3. 虚拟现实技术的应用领域3.1 游戏与娱乐3.2 教育与培训3.3 医疗与康复3.4 军事与安全3.5 建筑设计、城市规划与虚拟旅游三、教学方法1. 讲授法:讲解虚拟现实技术的概念、原理和应用。
2. 案例分析法:分析典型虚拟现实技术的应用案例。
3. 小组讨论法:让学生就虚拟现实技术的未来发展展开讨论。
四、教学准备1. 教材:虚拟现实技术概论。
2. 课件:虚拟现实技术的相关图片和视频。
3. 设备:虚拟现实眼镜、手柄等。
五、教学过程1. 导入:介绍虚拟现实技术的定义和发展历程。
2. 讲解:讲解虚拟现实技术的基本原理和硬件设备。
3. 演示:展示虚拟现实技术的应用案例。
4. 讨论:让学生就虚拟现实技术的应用展开讨论。
5. 练习:让学生尝试使用虚拟现实设备。
6. 总结:回顾本节课所学内容,布置作业。
六、教学评价1. 课堂参与度:观察学生在课堂上的发言和讨论情况,评估学生的参与度。
2. 作业完成情况:评估学生对课堂所学知识的掌握程度。
3. 小组讨论报告:评估学生在小组讨论中的表现和创新思维。
七、教学拓展1. 组织学生参观虚拟现实技术的研发机构或企业,了解虚拟现实技术的最新发展动态。
2. 邀请虚拟现实技术的专家或开发者进行讲座,分享他们的经验和见解。
八、教学反思1. 反思教学内容:是否全面、清晰地介绍了虚拟现实技术的基本概念、原理和应用。
2. 反思教学方法:是否有效地激发了学生的兴趣和参与度。
3. 反思教学效果:学生对虚拟现实技术的理解和应用能力是否有所提高。