虛擬現(xiàn)實基礎(chǔ)與VRML編程課件

虛擬現(xiàn)實基礎(chǔ)與VRML編程授課教師：趙應(yīng)丁E-Mail:zhaoyingding@163.com江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院虛擬現(xiàn)實基礎(chǔ)與VRML編程授課教師：趙應(yīng)丁江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計2022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第1

頁第十三講VRML交互功能1.接觸傳感器2.環(huán)境傳感器3.感知傳感器4.碰撞編組2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第12022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第2

頁第十三講VRML交互功能接觸傳感器:TouchSensor傳感節(jié)點。環(huán)境傳感器:PlaneSensor傳感節(jié)點、SphereSensor傳感節(jié)點以及CylinderSensor傳感節(jié)點。感知傳感器：VisibilitySensor傳感節(jié)點和ProximitySensor傳感節(jié)點.碰撞編組：Collision傳感節(jié)點2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第22022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第3

頁1.接觸傳感器接觸傳感器TouchSensor節(jié)點用于創(chuàng)建檢測用戶基于指點設(shè)備(如鼠標(biāo)和操縱桿等)的動作，并將其轉(zhuǎn)換后以各種形式的事件加以輸出。TouchSensor節(jié)點可以作為任何編組節(jié)點的子節(jié)點使用，并感知用戶對該編組節(jié)點中所有造型的指點動作。TouchSensor傳感器本身并不創(chuàng)建任何幾何造型或其他可視對象。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第32022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第4

頁1.接觸傳感器(續(xù))TouchSensor節(jié)點語法格式如下：TouchSensor{enabledTRUEisOverisActivetouchTimehitPoint_changedhitNormal_changedhitTexCoord_changed}2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第42022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第5

頁1.接觸傳感器(續(xù))Enabled域的域值設(shè)置場景中是否激活該接觸傳感器。isOver出事件當(dāng)用戶操縱指點設(shè)備位于被傳感的三維造型上時，引發(fā)該事件，且事件為TRUE；反之，當(dāng)用戶操縱指點設(shè)備離開被傳感的三維造型上時，再度引發(fā)該事件，且事件值為FALSE。isActive出事件當(dāng)用戶操縱指點設(shè)備指向、選取并保持選取被傳感的三維造型時，引發(fā)該事件，且事件值為TRUE；當(dāng)用戶釋放設(shè)備點擊狀態(tài)后，再度引發(fā)該事件，且事件值為FALSE。TouchTime出事件當(dāng)用戶操縱指點設(shè)備指向并選取被感知的三維造型，同時保持指點設(shè)備指向且釋放指點設(shè)備時，引發(fā)該事件，事件值是釋放指點設(shè)備時的系統(tǒng)的當(dāng)前時間。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第52022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第6

頁2.環(huán)境傳感器環(huán)境傳感器在瀏覽者選取、保持選取并移動指點設(shè)備時產(chǎn)生事件輸出。平面?zhèn)鞲衅鳎篜laneSensor節(jié)點圓柱體傳感器：CylinderSensor節(jié)點球體傳感器：SphereSensor節(jié)點2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第62022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第7

頁2.環(huán)境傳感器(續(xù))PlaneSensor傳感器PlaneSensor{enabledTRUEoffset0.00.00.0autoOffsetTRUEminPosition0.00.0maxPosition–1.0–1.0isActivetracePoint_changedtranslation_changed}2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第72022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第8

頁2.環(huán)境傳感器(續(xù))Offset域的域值用于設(shè)置人為設(shè)置造型被指點設(shè)備初始觸發(fā)時的缺省偏移量。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第82022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第9

頁2.環(huán)境傳感器(續(xù))SphereSensor節(jié)點語法格式如下：SphereSensor{enabledTRUEoffset0.01.00.00.0autoOffsetTRUEisActivetrace_changedrotation_changed}2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第92022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第10

頁2.環(huán)境傳感器(續(xù))CylinderSensor節(jié)點語法格式如下：CylinderSensor{enabledTRUEoffset0.0autoOffsetTRUEminAngle0.0maxAngle–1.0diskAngle0.262isActivetrackPoint_changedrotation_changed}2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第102022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第11

頁3.感知傳感器感知用戶在場景中是否可見其中的造型或用戶與造型的接近程度。VisibilitySensor節(jié)點ProximitySensor節(jié)點2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第112022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第12

頁3.感知傳感器(續(xù))可視傳感器VisibilitySensor節(jié)點用來從瀏覽者所在的方位(包括空間位置及空間朝向)感知一個立方體區(qū)域在當(dāng)前場景中何時可見、何時不可見，并產(chǎn)生多種事件輸出。VisibilitySensor節(jié)點語法格式如下：VisibilitySensor{enabledTRUEcenter0.00.00.0size0.00.00.0isActiveenterTimeexitTime}2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第122022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第13

頁3.感知傳感器(續(xù))接近傳感器ProximitySensor節(jié)點用來從瀏覽者所在的方位感知用戶何時進(jìn)入、退出和移動于當(dāng)前坐標(biāo)系內(nèi)的一個立方體區(qū)域，并產(chǎn)生多種事件輸出。ProximitySensor節(jié)點語法格式如下：ProximitySensor{enabledTRUEcenter0.00.00.0size0.00.00.0isActiveenterTimeexitTimeposition_changedorientation_changed}2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第132022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第14

頁2.虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)分類(續(xù))按傳感器與人的感官分類視覺聽覺觸覺前庭器官嗅覺或味覺2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第142022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第15

頁2.虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)分類(續(xù))按隔離與融合分類隔離是指計算機(jī)生成的虛擬境界被人所感知時與人所處的真實世界相互隔離，即用戶既看不到真實世界系統(tǒng)、也聽不到真實世界聲音，完全被虛擬環(huán)境所封閉，該類系統(tǒng)即稱為沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。融合是指計算機(jī)生成的虛擬境界可以疊加在人所能感知的真實世界之上，即虛擬境界直接與人看到的真實世界疊加在一起，該類系統(tǒng)近年來被稱之為增強(qiáng)現(xiàn)實系統(tǒng)。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第152022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第16

頁3.虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)硬件組成虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的硬件由4部分組成：虛擬境界生成設(shè)備，感知設(shè)備、跟蹤設(shè)備和基于自然方式的人與環(huán)境交互設(shè)備。1.虛擬境界生成設(shè)備虛擬境界生成設(shè)備可以是一臺或多臺高性能計算機(jī)，通常又可分為：基于高性能個人計算機(jī)、基于高性能圖形工作站和基于分布式異構(gòu)計算機(jī)的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)三大類。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)對于計算機(jī)硬件的圖形處理性能要求較高。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第162022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第17

頁3.虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)硬件組成(續(xù))虛擬境界生成設(shè)備的主要功能如下：(1)視覺通道信號的生成與顯示。(2)聽覺通道信號的生成與展示。(3)觸覺與力覺通道信號。(4)支持實時人機(jī)交互操作，包括3維空間定位、碰撞檢測、語音識別以及人與環(huán)境實時對話環(huán)境。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第172022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第18

頁3.虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)硬件組成(續(xù))(2)感知設(shè)備視覺感知設(shè)備。聽覺感知設(shè)備。觸覺感知設(shè)備。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第182022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第19

頁3.虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)硬件組成(續(xù))(3)跟蹤設(shè)備跟蹤設(shè)備是用于跟蹤并檢測用戶位置和朝向的裝置，用于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中基于自然方式的人機(jī)交互操作。跟蹤設(shè)備一般都由一個或多個信號發(fā)射器以及多個接受器組成。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第192022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第20

頁3.虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)硬件組成(續(xù))(4)人與環(huán)境交互設(shè)備虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)所使用的交互設(shè)備應(yīng)用手勢、體勢、眼勢以及自然語言的人機(jī)交互設(shè)備，常見的有數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣服、眼球跟蹤器以及語音識別裝置。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第202022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第21

頁4.虛擬現(xiàn)實研究內(nèi)容虛擬現(xiàn)實的研究內(nèi)容大致可分為虛擬現(xiàn)實技術(shù)及虛擬現(xiàn)實應(yīng)用兩大類。虛擬現(xiàn)實技術(shù)人機(jī)自然交互技術(shù)基于圖形學(xué)的研究基于圖像的建模和渲染碰撞技術(shù)基于Internet的研究聲音技術(shù)。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第212022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第22

頁4.虛擬現(xiàn)實研究內(nèi)容(續(xù))虛擬現(xiàn)實應(yīng)用真實世界仿真。抽象概念建模，也稱為可視化。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第222022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第23

頁5.增強(qiáng)現(xiàn)實與隨身增強(qiáng)現(xiàn)實增強(qiáng)現(xiàn)實概念增強(qiáng)現(xiàn)實是虛擬現(xiàn)實技術(shù)領(lǐng)域中產(chǎn)生的一個新興的研究方向。虛擬現(xiàn)實強(qiáng)調(diào)沉浸感，要求使人感覺與其所處的環(huán)境完全隔離。增強(qiáng)現(xiàn)實作為對真實世界的一種補(bǔ)充和增強(qiáng)，豐富了用戶對真實世界的感知和人機(jī)交互。增強(qiáng)現(xiàn)實具有以下3個主要特征：真實世界與虛擬境界要求在三維空間上加以整合。具有實時人機(jī)交互功能。增強(qiáng)特征適用于所有感知通道，不僅有景象，還應(yīng)包括聲音等；也可以使用增強(qiáng)技術(shù)實現(xiàn)削。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第232022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第24

頁5.增強(qiáng)現(xiàn)實與隨身增強(qiáng)現(xiàn)實(續(xù))增強(qiáng)現(xiàn)實系統(tǒng)構(gòu)造一個增強(qiáng)現(xiàn)實系統(tǒng)的核心是如何將真實世界與虛擬境界在視覺領(lǐng)域完美融合，現(xiàn)有兩類基本技術(shù)加以實現(xiàn)：基于光學(xué)的技術(shù)和基于視頻的技術(shù)?；诠鈱W(xué)技術(shù)實現(xiàn)虛擬融合的基本原理是通過半透明、半反射的光學(xué)鏡片將虛擬境界和真實世界疊加在一起；基于視頻技術(shù)實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實融合的基本原理是通過攝像機(jī)將真實世界采樣圖像在圖形處理器中與虛擬對象疊加在一起后再顯示出來?；诠鈱W(xué)的透視式HMD實現(xiàn)方法是把光學(xué)融合器放置在用戶眼前來實現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實的。基于視頻的封閉式HMD實現(xiàn)方法是把一個封閉的視頻頭盔同1-2個視頻攝象機(jī)結(jié)合在一起。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第242022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第25

頁5.增強(qiáng)現(xiàn)實與隨身增強(qiáng)現(xiàn)實(續(xù))基于光學(xué)方法的主要優(yōu)點有：簡單和廉價。顯示分辨率高。系統(tǒng)安全性好。無眼睛位置偏移。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第252022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第26

頁5.增強(qiáng)現(xiàn)實與隨身增強(qiáng)現(xiàn)實(續(xù))基于視頻技術(shù)的主要優(yōu)點有：融合靈活。圖像延時匹配較好?；兛善ヅ?。亮度匹配容易。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第262022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第27

頁5.增強(qiáng)現(xiàn)實與隨身增強(qiáng)現(xiàn)實(續(xù))增強(qiáng)現(xiàn)實關(guān)鍵技術(shù)聚焦與對比度。融合精度與實時性問題。系統(tǒng)可移動性。傳感系統(tǒng)。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第272022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第28

頁5.增強(qiáng)現(xiàn)實與隨身增強(qiáng)現(xiàn)實(續(xù))增強(qiáng)現(xiàn)實應(yīng)用領(lǐng)域醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。機(jī)械制造、維修?？梢暬瘧?yīng)用。娛樂應(yīng)用。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第282022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第29

頁5.增強(qiáng)現(xiàn)實與隨身增強(qiáng)現(xiàn)實(續(xù))隨身增強(qiáng)現(xiàn)實系統(tǒng)是增強(qiáng)現(xiàn)實與隨身計算技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。所謂隨身計算技術(shù)，實際上是一種無線聯(lián)網(wǎng)的移動多媒體計算技術(shù)。隨身增強(qiáng)現(xiàn)實系統(tǒng)的主要概念是把整套增強(qiáng)現(xiàn)實系統(tǒng)，包括虛擬場景生成器、HMD和跟蹤設(shè)備可帶，這滿足了增強(qiáng)現(xiàn)實對系統(tǒng)可移動性的要求，也進(jìn)一步拓寬了增強(qiáng)現(xiàn)實的應(yīng)用領(lǐng)域。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第292022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第30

頁5.增強(qiáng)現(xiàn)實與隨身增強(qiáng)現(xiàn)實(續(xù))近年來，隨著現(xiàn)實技術(shù)、虛擬環(huán)境以及增強(qiáng)方法應(yīng)用的不斷充實、進(jìn)步和完善。著名學(xué)者PaulMilgram提出了一種分類學(xué)方法----虛實統(tǒng)一體(VirtualContinnum,VC)?，F(xiàn)實環(huán)境(RealEnvironment,RE)，指真實存在的現(xiàn)實世界。虛擬環(huán)境(VirtualEnvironment,VE)，由計算機(jī)生成的虛擬境界。增強(qiáng)現(xiàn)實(AugmentedReality,AR),指現(xiàn)實世界中疊加虛擬對象。增強(qiáng)虛擬(AugmentedVirtuality,AV)，在虛擬境界中疊加上現(xiàn)實對象?；旌犀F(xiàn)實(MixedReality，MR)，由AR和AV組成。虛實統(tǒng)一體(VirtualVontinuum,VC)，由RE、AR、AV和VE組成。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第30Thanks!Thanks!ThankyouThankyou虛擬現(xiàn)實基礎(chǔ)與VRML編程授課教師：趙應(yīng)丁E-Mail:zhaoyingding@163.com江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院虛擬現(xiàn)實基礎(chǔ)與VRML編程授課教師：趙應(yīng)丁江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計2022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第34

頁第十三講VRML交互功能1.接觸傳感器2.環(huán)境傳感器3.感知傳感器4.碰撞編組2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第12022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第35

頁第十三講VRML交互功能接觸傳感器:TouchSensor傳感節(jié)點。環(huán)境傳感器:PlaneSensor傳感節(jié)點、SphereSensor傳感節(jié)點以及CylinderSensor傳感節(jié)點。感知傳感器：VisibilitySensor傳感節(jié)點和ProximitySensor傳感節(jié)點.碰撞編組：Collision傳感節(jié)點2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第22022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第36

頁1.接觸傳感器接觸傳感器TouchSensor節(jié)點用于創(chuàng)建檢測用戶基于指點設(shè)備(如鼠標(biāo)和操縱桿等)的動作，并將其轉(zhuǎn)換后以各種形式的事件加以輸出。TouchSensor節(jié)點可以作為任何編組節(jié)點的子節(jié)點使用，并感知用戶對該編組節(jié)點中所有造型的指點動作。TouchSensor傳感器本身并不創(chuàng)建任何幾何造型或其他可視對象。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第32022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第37

頁1.接觸傳感器(續(xù))TouchSensor節(jié)點語法格式如下：TouchSensor{enabledTRUEisOverisActivetouchTimehitPoint_changedhitNormal_changedhitTexCoord_changed}2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第42022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第38

頁1.接觸傳感器(續(xù))Enabled域的域值設(shè)置場景中是否激活該接觸傳感器。isOver出事件當(dāng)用戶操縱指點設(shè)備位于被傳感的三維造型上時，引發(fā)該事件，且事件為TRUE；反之，當(dāng)用戶操縱指點設(shè)備離開被傳感的三維造型上時，再度引發(fā)該事件，且事件值為FALSE。isActive出事件當(dāng)用戶操縱指點設(shè)備指向、選取并保持選取被傳感的三維造型時，引發(fā)該事件，且事件值為TRUE；當(dāng)用戶釋放設(shè)備點擊狀態(tài)后，再度引發(fā)該事件，且事件值為FALSE。TouchTime出事件當(dāng)用戶操縱指點設(shè)備指向并選取被感知的三維造型，同時保持指點設(shè)備指向且釋放指點設(shè)備時，引發(fā)該事件，事件值是釋放指點設(shè)備時的系統(tǒng)的當(dāng)前時間。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第52022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第39

頁2.環(huán)境傳感器環(huán)境傳感器在瀏覽者選取、保持選取并移動指點設(shè)備時產(chǎn)生事件輸出。平面?zhèn)鞲衅鳎篜laneSensor節(jié)點圓柱體傳感器：CylinderSensor節(jié)點球體傳感器：SphereSensor節(jié)點2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第62022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第40

頁2.環(huán)境傳感器(續(xù))PlaneSensor傳感器PlaneSensor{enabledTRUEoffset0.00.00.0autoOffsetTRUEminPosition0.00.0maxPosition–1.0–1.0isActivetracePoint_changedtranslation_changed}2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第72022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第41

頁2.環(huán)境傳感器(續(xù))Offset域的域值用于設(shè)置人為設(shè)置造型被指點設(shè)備初始觸發(fā)時的缺省偏移量。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第82022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第42

頁2.環(huán)境傳感器(續(xù))SphereSensor節(jié)點語法格式如下：SphereSensor{enabledTRUEoffset0.01.00.00.0autoOffsetTRUEisActivetrace_changedrotation_changed}2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第92022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第43

頁2.環(huán)境傳感器(續(xù))CylinderSensor節(jié)點語法格式如下：CylinderSensor{enabledTRUEoffset0.0autoOffsetTRUEminAngle0.0maxAngle–1.0diskAngle0.262isActivetrackPoint_changedrotation_changed}2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第102022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第44

頁3.感知傳感器感知用戶在場景中是否可見其中的造型或用戶與造型的接近程度。VisibilitySensor節(jié)點ProximitySensor節(jié)點2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第112022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第45

頁3.感知傳感器(續(xù))可視傳感器VisibilitySensor節(jié)點用來從瀏覽者所在的方位(包括空間位置及空間朝向)感知一個立方體區(qū)域在當(dāng)前場景中何時可見、何時不可見，并產(chǎn)生多種事件輸出。VisibilitySensor節(jié)點語法格式如下：VisibilitySensor{enabledTRUEcenter0.00.00.0size0.00.00.0isActiveenterTimeexitTime}2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第122022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第46

頁3.感知傳感器(續(xù))接近傳感器ProximitySensor節(jié)點用來從瀏覽者所在的方位感知用戶何時進(jìn)入、退出和移動于當(dāng)前坐標(biāo)系內(nèi)的一個立方體區(qū)域，并產(chǎn)生多種事件輸出。ProximitySensor節(jié)點語法格式如下：ProximitySensor{enabledTRUEcenter0.00.00.0size0.00.00.0isActiveenterTimeexitTimeposition_changedorientation_changed}2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第132022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第47

頁2.虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)分類(續(xù))按傳感器與人的感官分類視覺聽覺觸覺前庭器官嗅覺或味覺2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第142022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第48

頁2.虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)分類(續(xù))按隔離與融合分類隔離是指計算機(jī)生成的虛擬境界被人所感知時與人所處的真實世界相互隔離，即用戶既看不到真實世界系統(tǒng)、也聽不到真實世界聲音，完全被虛擬環(huán)境所封閉，該類系統(tǒng)即稱為沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。融合是指計算機(jī)生成的虛擬境界可以疊加在人所能感知的真實世界之上，即虛擬境界直接與人看到的真實世界疊加在一起，該類系統(tǒng)近年來被稱之為增強(qiáng)現(xiàn)實系統(tǒng)。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第152022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第49

頁3.虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)硬件組成虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的硬件由4部分組成：虛擬境界生成設(shè)備，感知設(shè)備、跟蹤設(shè)備和基于自然方式的人與環(huán)境交互設(shè)備。1.虛擬境界生成設(shè)備虛擬境界生成設(shè)備可以是一臺或多臺高性能計算機(jī)，通常又可分為：基于高性能個人計算機(jī)、基于高性能圖形工作站和基于分布式異構(gòu)計算機(jī)的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)三大類。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)對于計算機(jī)硬件的圖形處理性能要求較高。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第162022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第50

頁3.虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)硬件組成(續(xù))虛擬境界生成設(shè)備的主要功能如下：(1)視覺通道信號的生成與顯示。(2)聽覺通道信號的生成與展示。(3)觸覺與力覺通道信號。(4)支持實時人機(jī)交互操作，包括3維空間定位、碰撞檢測、語音識別以及人與環(huán)境實時對話環(huán)境。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第172022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第51

頁3.虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)硬件組成(續(xù))(2)感知設(shè)備視覺感知設(shè)備。聽覺感知設(shè)備。觸覺感知設(shè)備。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第182022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第52

頁3.虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)硬件組成(續(xù))(3)跟蹤設(shè)備跟蹤設(shè)備是用于跟蹤并檢測用戶位置和朝向的裝置，用于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中基于自然方式的人機(jī)交互操作。跟蹤設(shè)備一般都由一個或多個信號發(fā)射器以及多個接受器組成。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第192022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第53

頁3.虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)硬件組成(續(xù))(4)人與環(huán)境交互設(shè)備虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)所使用的交互設(shè)備應(yīng)用手勢、體勢、眼勢以及自然語言的人機(jī)交互設(shè)備，常見的有數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣服、眼球跟蹤器以及語音識別裝置。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第202022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第54

頁4.虛擬現(xiàn)實研究內(nèi)容虛擬現(xiàn)實的研究內(nèi)容大致可分為虛擬現(xiàn)實技術(shù)及虛擬現(xiàn)實應(yīng)用兩大類。虛擬現(xiàn)實技術(shù)人機(jī)自然交互技術(shù)基于圖形學(xué)的研究基于圖像的建模和渲染碰撞技術(shù)基于Internet的研究聲音技術(shù)。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第212022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第55

頁4.虛擬現(xiàn)實研究內(nèi)容(續(xù))虛擬現(xiàn)實應(yīng)用真實世界仿真。抽象概念建模，也稱為可視化。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第222022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第56

頁5.增強(qiáng)現(xiàn)實與隨身增強(qiáng)現(xiàn)實增強(qiáng)現(xiàn)實概念增強(qiáng)現(xiàn)實是虛擬現(xiàn)實技術(shù)領(lǐng)域中產(chǎn)生的一個新興的研究方向。虛擬現(xiàn)實強(qiáng)調(diào)沉浸感，要求使人感覺與其所處的環(huán)境完全隔離。增強(qiáng)現(xiàn)實作為對真實世界的一種補(bǔ)充和增強(qiáng)，豐富了用戶對真實世界的感知和人機(jī)交互。增強(qiáng)現(xiàn)實具有以下3個主要特征：真實世界與虛擬境界要求在三維空間上加以整合。具有實時人機(jī)交互功能。增強(qiáng)特征適用于所有感知通道，不僅有景象，還應(yīng)包括聲音等；也可以使用增強(qiáng)技術(shù)實現(xiàn)削。2022/12/7江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第232022/12/9江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院第57

頁5.增強(qiáng)現(xiàn)實與隨身增強(qiáng)現(xiàn)實(續(xù))增強(qiáng)現(xiàn)實系統(tǒng)構(gòu)造一個增強(qiáng)現(xiàn)實系統(tǒng)的核心是如何將真實世界與虛擬境界在視覺領(lǐng)域完美融合，現(xiàn)有兩類基本技術(shù)加以實現(xiàn)：基于光學(xué)的技術(shù)和基于視頻的技術(shù)?；诠鈱W(xué)技術(shù)實現(xiàn)虛擬融合的基本原理是通過半透明、半反射的光學(xué)鏡片將虛擬境界和真實世界疊加在一起；基于視頻技術(shù)實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實融合的基本原理是通過攝像機(jī)將真實世界采樣圖像在圖形處理器中與虛擬對象疊加在一起后再顯示出來?；诠鈱W(xué)的透視式HMD實現(xiàn)方法是把光學(xué)融合器放置在