虚拟现实期末论文-虚拟现实原理与技术的简单探索

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1、《虚拟现实原理与技术》期末论文姓名：张克迪学号：20122100232015-2016学年第1学期2015-2016学年第1学期期末考试论文考试科目：虚拟现实原理与技术学院：信息与通信工程学院专业：班级：班内序号：学号：姓名：手机任课教师：北京邮电大学时间：2016年1月12日-10-《虚拟现实原理与技术》期末论文姓名：张克迪学号：20122100232015-2016学年第1学期虚拟现实原理与技术的简单探索张克迪（北京邮电大学）摘要“虚拟现实”就是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。这种系统生成的各种虚拟环境，作用

2、于用户的视觉、听觉、触觉，使用户产生身临其境的感觉，沉浸其中。而所谓虚拟世界则是虚拟环境或给定仿真对象的集合虚拟现实是近年发展起来的一项新技术，目前已广泛地应用于许多领域。该文阐述了虚拟现实技术的概念、特征及其应用，分析了虚拟现实技术的研究方向和技术瓶颈，并选择了三项技术进行简要介绍。关键词虚拟现实三维模型数字版权管理三维模型检索分布式虚拟现实1.概念虚拟现实是以计算机技术为核心，结合相关科学技术，生成与一定范围真实环境在视、听、触感等方面高度近似的数字化环境。用户借助必要的装备与数字化环境中的对象进行交互作用、相互影响

3、，可以产生亲临对应真实环境的感受和体验。虚拟现实是人类在探索自然、认识自然过程中创造产生，逐步形成的一种用于认识自然、模拟自然、进而更好地适应和利用自然的科学方法和科学技术。[1]2.特征虚拟现实具有三个最为突出的特征，即三“I”特征，可以由此来区分相邻技术，例如多媒体技术、科学计算可视化技术等。这三个特征是交互性、想象性和沉浸感。其中，沉浸感是最为主要的技术特征。虚拟现实的追求目标是力图使用户在计算机所创建的三维虚拟环境中处于一种全身心投入的感觉状态，有身临其境的感觉，即所谓的沉浸感。导致沉浸感的原因是用户对计算机环境

4、的虚拟物体产生了类似于对现实物体的存在意识或幻觉。为此必须要具备几种基本的技术要素：动态环境建模技术：虚拟环境的建立是虚拟现实技术的核心内容，应用动态环境建模技术能获取实际环境的三维数据，并根据需要，利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。-10-《虚拟现实原理与技术》期末论文姓名：张克迪学号：20122100232015-2016学年第1学期实时三维图形生成技术：目前三维图形生成技术已较为成熟，但实时性方面还有待提高。立体显示和传感器技术：立体显示技术涉及人眼的生理原理和计算机上如何产生深度线索的技术。传感器技术中需

5、解决设备的可靠性、可重复性、精确性及安全性等问题，各种类型的传感器性能急需提高。应用系统开发工具：技术最终要面向应用，通过平台开发可以缩短与应用结合的时间，为此，必须研究虚拟现实的开发工具。多种系统集成技术：虚拟现实系统的最终集成是必然的，它包含了大量表达信息的模型，必须根据设计意图合理组合。[2]3.应用领域根据国际上近年来关于虚拟现实研究前沿的学术会议和专题讨论，虚拟现实技术目前及未来的主要研究方向包括5个领域。3.1感知研究领域：（1）视觉图像质量的改善；（2）空间声学；（3）非语言听觉；（4）开发各种用于人类触觉

6、系统的基础科学研究或虚拟现实触觉设备的计算机控制的机械装置。3.2人机界面：（1）独立于应用的交互技术和方法的研究；（2）建立软件技术交换机构以支持代码共享、重用和软件投资；（3）鼓励开发通用的软件维护工具。3.3软件支撑环境：（1）开发满足虚拟现实建模要求的新一代造型工具；（2）开发同时支持现有核心的模型的软件工具；（3）支持在虚拟现实内建模的软件工具的开发；（4）虚拟现实语言模型的研究；（5）多用户虚拟现实的支撑软件的研制。3.4硬件系统：（1）惯性跟踪系统；（2）外部空间中大工作体的跟踪技术；（3）支持人类触觉的机

7、械学的研究；（4）开发交互力反应设备以及相关区域的力分配设备-10-《虚拟现实原理与技术》期末论文姓名：张克迪学号：20122100232015-2016学年第1学期（5）视觉显示设备在分辨率、亮度和显示速度等方面的改进；（6）能够降低延时的现实技术；（7）改进听觉模型技术；（8）语音输入作为用户界面的研究。3.5人类因素：（1）确定有效使用三维输入输出的方法；（2）用户界面中有效的集成声音和语音；（3）虚拟现实的认知研究。[3]4.关键技术应用4.1三维模型的数字版权管理4.1.1基本概念数字版权管理（DRM）是指采用

8、包括信息安全技术手段在内的系统解决方案，在保证合法的、具有权限的用户对数字媒体内容正常使用的同时，保护数字媒体创作者和拥有者的版权，并根据版权信息获得合法收益，而且在版权受到侵害时能够鉴别数字信息的版权归属及版权信息的真伪。三维模型作为继音、视频和图像后的一种新型媒体类型，被广泛应用于娱乐和制造工业等许多领域。对三维