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桌面三維虛擬現實

                                               發布時間:2011-8-15 14:31:29 【 字體: 】 【共閱3508次】

桌面三維虛擬現實


桌面三維虛擬現實系統就是一種在PC上實現的綜合立體圖形、自然交互等技術,以營造與客觀世界高度類似的逼真、虛擬的環境的應用的系統。桌面三維虛擬現實系統的重要特性是具有一種身臨其境的臨場感,具備一些與普通圖形系統不同的特點:
生動的計算機圖形圖像場景:三維虛擬現實在現實世界數據建模的基礎上,采用三維圖形來表現虛擬世界,它對圖形的繪制速度、逼真度、分辨率要求都很高,一般需要高速三維圖形加速卡支持。通過頭盔式顯示器或立體眼鏡等專用輔助顯示設備觀察建模的三維物體,可以獲得在平面顯示器上無法得到的物體“深度”(距離)信息,并通過兩只眼睛觀察不同的圖像,產生觀察視差,這種物體的深度和觀察視差便產生了真實的立體三維觀察效果,從而達到身臨其境的效果。
自然的人機交互:三維虛擬現實中的虛擬空間是動態的,可操縱的,我們可以借助于一些專門的外部設備以自然的方式來操縱虛擬世界的物體,虛擬世界可對這種操縱作出響應。現在常見的交互設備有:數據手套、三維鼠標、操縱桿、數據衣、普通鍵盤和鼠標。
下面是一個比較通用的基于PC的三維虛擬現實的系統的配置介紹,它包括硬件和軟件兩大部份。

1.硬件設備
一套基本的PC的三維虛擬現實系統如圖1所示,其中以PC級的圖形工作站為主機, Windows NT為操作系統,立體三維圖形卡作為圖形處理引擎,人機交互設備為數據手套和普通鼠標,立體圖形顯示設備為頭盔式顯示器和三槍CRT大屏幕投影儀。
這樣的PC三維虛擬現實系統適用于大多數虛擬現實應用,如軍事上的三維立體地形觀察、CAD/CAM構件模型的三維立體觀察、醫學上器官組織的三維形態觀察等。
對于多人同時觀察,需要配備CRT三槍投影儀或者是3維立體單槍投影儀。在場頻達到人眼舒適要求的前提下,計算機屏幕所能顯示的三維立體圖形在投影儀投射到銀幕后同樣能夠達到立體的效果,從而獲得類似立體電影的效果。特別需要注意的是,普通液晶投影儀不能用于立體投影。

2.軟件系統
目前大多數PC機都用Windows 95/NT操作系統,而且微軟公司已經在Visual C++內提供了OpenGL、DirectDraw等圖形API,在PC上建立三維虛擬現實系統一般使用這些圖形API。OpenGL是由SGI、Microsoft等公司共同制訂的三維圖形API,OpenGL程序代碼既可以在工作站上也可以在PC上編譯運行?;褂幸恍┤砑究⒘嗽贠penGL之上的圖形開發包,如Open Inventor、World Tool Kit、OpenGVS、dVISE等,使用這些圖形開發包可以加快虛擬現實系統的開發進程。

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