文档介绍：虚拟现实技术若干关键问题的研究与鱼生
摘要
虚拟现实技术被专家学者们公认为是世纪最有可能促使社会发生巨大变化
的儿大技术之一。它已经在教育培训、工程设计、医学和娱乐等众多领域展现了
非凡的魅力。论文侧重于虚拟现实技术在工程设计方面的应用,对立体显示、交
互和约束等关键技术进行深入探讨,并在此基础实现了虚拟装配娱乐环境
之后针对主流虚拟现实开发工具和的不足之处,提出了将基于物理特性的
仿真引入虚拟现实领域,以创建更符合真实世界的虚拟环境,并在这一领域做了
一些有益的尝试。
论文首先回答了“虚拟现实是什么,虚拟现实能干什么”的问题,阐述了虚拟
现实技术的概念和特征,并将其与计算机仿真等类似技术进行了比较分析,介绍
了虚拟现实技术在教育和人机工学等多个领域的应用。
立体显示方面主要解决构建虚拟现实系统时实现立体显示的问题。按照从理论
到实践的思路,从生理机制、计算机绘制机制介绍了立体显示原理,介绍了常见
的立体显示系统尤其是双输出立体显示系统,之后从视觉生理、视觉几何和心理
等角度分析了显示效果的影响因素,并提出了相应的措施,最后在
和等平台实现了立体显示。
交互与约束方面主要研究虚拟环境中的导航、对象选择操作和系统控制等交
互任务的实现,以及虚拟环境中约束的建立、识别与求解。
基于以上关键问题的研究,论文实现了虚拟装配娱乐环境,同时介绍了
在千涉检测、系统反馈等关键技术的实现。
最后,针对主流虚拟现实开发工具和的不足之处,论文提出了将基于物
理特性的仿真引入虚拟现实领域,使虚拟环境中的对象能够根据自身的物理特性
产生行为。本文以碰撞检测和动力学仿真为主要研究内容进行探讨,并利用
与动力学仿真引擎在这一研究领域做出了有益的尝试。
关键词虚拟现实立体显示约束交互基于物理特性的仿真
硕士学位论
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湖南大学
学位论文原创性声明
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由本人承担。
作者签名黄瓤
日期”年‘月’日
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不保密口
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作者签名日期多。讲年月
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导师签名
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硕士学位论文
第章绪论
虚拟现实技术是依托于汁算机科学、数学、力学、机
械学乃美学和社会科学等多种学科,在计算机图形学、多媒体技术、传感器技
术、人工智能和仿真技术等基础上迅速发展起来的高新技术。日前,虚拟现实技
术己经厂‘泛应用到教育培训、工程设示卜军事、医学和娱乐等众多领域,被专家
学者们公认为世纪最有可能促使社会发生巨大变化的几大技术之一’。
虚拟现实技术的概念
年,美国学者发表论文《揭开了
虚拟现实技术发展的序幕。
从本质上讲,虚拟现实就是一种先进的计算机用户接日,将人和外部世界
隔离开来,通过给用户同时提供诸如视觉、听觉和触觉等各种直观、白然的实时
感知交互手段,使用户具有身临其境的感觉,从而够更逼真地观察所研究的对
象,更自然、更真实地与对象进行交互。
虚拟现实技术的特点
沉浸感
用少“作为主角存在十虚拟环境中,通过多维方式与计算机所创建的虚拟环境
进行交互,产生身临其境的感觉,与虚拟环境融为一体。
交互性
即用户从虚拟环境获得反馈的自然程度和对虚拟对象的可操作性。计算机应
能够响应用户的输入并实时改变虚拟场景的状态,否则用户会产生不舒适感和对
虚拟环境的排斥感。
想象力
用户沉浸在多维信息空间中,依靠自己的感知和认知能力全方位地获取知
识,发挥主观能动性,寻求解答,形成新的概念。
多感知性
也称为全息性,即虚拟现实系统能提供的感觉通道和获取信息的广浅和深
度。虚拟现实旨在提供多维感觉通道和类似现实世界的全面信息,使用户达到身