1、VR技术的发展历程VRVR技术的发展历程技术的发展历程虚拟现实虚拟现实(Virtual RealityVirtual Reality)是一种综合应用计算机图形学、人机接口技术、传感器技术以及人工智能等技术，制造逼真的人工模拟环境，并能有效地模拟人在自然环境中的各种感知的高级的人机交互技术。1.1虚拟现实的概念用户在多维信息空间中，依靠感知和认知能力全方位获取知识，发挥主观能动性，形成新的概念。交互性交互性参与者对虚拟环境内物体的可操作程度和从环境中得到反馈的自然程度。VRVR技术的发展历程技术的发展历程1.2虚拟现实的基本特征沉浸感沉浸感构想性构想性又称临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境
2、中的真实程度。除了一般计算机技术所具有的视觉之外，还有听觉、力觉、触觉、运动感，甚至包括味觉、嗅觉等。多感知性多感知性人机交互技术人机交互技术一种使用一种使用数学算数学算法将二维或三维法将二维或三维图形转化为计算图形转化为计算机显示器的栅格机显示器的栅格形式的科学形式的科学。计算机图形学计算机图形学是指是指通过计算机通过计算机输入、输出设备输入、输出设备，以有效的方式，以有效的方式实现人与计算机实现人与计算机对话的技术对话的技术。VRVR技术的发展历程技术的发展历程人工智能人工智能 研究、开发用于研究、开发用于模拟、延伸和扩模拟、延伸和扩展人的智能的理展人的智能的理论、方法、技术论、方法、技术
3、及应用系统及应用系统的一的一门技术科学。门技术科学。传感技术传感技术 关于关于从自然信源从自然信源获取信息，并对获取信息，并对之进行处理和识之进行处理和识别的一门多学科别的一门多学科交叉的现代科学交叉的现代科学与工程技术与工程技术。1.2虚拟现实的技术支持VR眼镜的原理VRVR眼镜的原理眼镜的原理 要理解虚拟现实眼镜的工作原理，首先要搞懂眼镜是如何看到事物的。其次要弄懂 人眼视觉的立体感是如何产生的。2.1透镜与人眼成像的原理如果眼镜注视着远方，注视点是无限远的。也就意味着光线是平行的，晶体处于休息状态。VRVR眼镜的原理眼镜的原理如果物体就像这只小苍蝇靠近你的眼睛，你一直看着它，那晶状体就会
4、弯曲，光线平行状态就会打破。想要一直看着这只苍蝇的话，所有从苍蝇身上发出的单一的光，都需要聚焦在眼睛的一点上。如果苍蝇靠近太近的话，晶状体弹性不够，无法弯曲，眼睛就失去了焦点。VRVR眼镜的原理眼镜的原理 因为光束是从不同的角度射到晶状体的，所以会感觉眼睛与事物的距离较远，而事实上距离没那么远。这就是为什么VR眼镜需要特制的透镜，以便能修正晶状体的光源的角度，重新被人眼读取。VRVR眼镜的原理眼镜的原理2.2人眼立体成像的原理 人的两眼相距约5872mm。因此，用双眼同时观看同一物体时，左、右两眼视线方位不同，物体在左、右两眼视网膜上所成的像亦稍有差异。称这种差异为双眼视差。人的大脑可以根据这
5、种图像差异来判断物体的空间位置关系，从而使人产生立体视觉。这一原理称为双目视差原理。当用双眼观看一个立方体时，如果左眼只看到立方体的前平面和上平面，而右眼除了能看到这两个平面外，还能看到立方体的右侧平面。此外，即使是左、右两眼都能看到的前平面和上平面，在左、右眼视网膜上所成的像也稍有差异。双眼视差的大小与空间物体的位置有决定性的关系。因而，大脑通过检测双眼视差的大小就可辨别物体的深度。3D电影：就是利用双眼立体视觉原理，使观众能从银幕上获得三维空间感视觉影像的电影。VRVR眼镜的原理眼镜的原理拍摄方式：利用两台并列安置的电影摄影机，分别代表人的左、右眼，同步拍摄出两条略带水平视差的电影画面。2
6、.33D电影的拍摄和成像原理3D电影的原理图VRVR眼镜的原理眼镜的原理放映方式：放映时，将两条电影影片分别装入左、右电影放映机，并在放映镜头前分别装置两个偏振轴互成90度的偏振镜。两台放映机需同步运转，同时将画面投放在金属银幕上，形成左像右像双影。当观众戴上特制的偏光眼镜时，由于左、右两片偏光镜的偏振轴互相垂直，并与放映镜头前的偏振轴相一致；致使观众的左眼只能看到左像、右眼只能看到右像，通过双眼汇聚功能将左、右像叠和在视网膜上，由大脑神经产生三维立体的视觉效果。VR眼镜的制作与运用VRVR眼镜的制作眼镜的制作3.1制作过程动画演示VRVR眼镜的制作眼镜的制作设计制作设计制作VRVR眼镜的外眼
7、镜的外形盒，并延指示切割形盒，并延指示切割线方向折叠、挖孔，线方向折叠、挖孔，直至能纸折叠成直至能纸折叠成VRVR眼眼镜的外形。镜的外形。3.2制作过程详细步骤VRVR眼镜的制作眼镜的制作装配成像透镜：注意装配成像透镜：注意将透镜凸出一面的朝将透镜凸出一面的朝向向外，并将透镜固向向外，并将透镜固定在纸板上，再将纸定在纸板上，再将纸板固定在板固定在VRVR眼镜盒子眼镜盒子的正中央位置。的正中央位置。VRVR眼镜的制作眼镜的制作安装磁石：用盒子的安装磁石：用盒子的两边各开一个小孔，两边各开一个小孔，剪成圆形，将磁石放剪成圆形，将磁石放入到入到VRVR盒子之中。盒子之中。VRVR眼镜的制作眼镜的制作
8、安装手机固定后盖，安装手机固定后盖，并将黑色粘贴纸固定并将黑色粘贴纸固定在合适的位置。在合适的位置。实验探究实验探究实验探究4.14.1、将凸透、将凸透镜突出面朝向镜突出面朝向往内侧安放，往内侧安放，成像会有什么成像会有什么不同？不同？4.24.2、试一试、试一试磁铁的作用是磁铁的作用是什么？它是通什么？它是通过什么原理工过什么原理工作的？是否必作的？是否必须要用一对磁须要用一对磁铁才能达到目铁才能达到目的？的？4.34.3、手机视频影、手机视频影像是同屏同步的，像是同屏同步的，那么视频画面显示那么视频画面显示的是一模一样的吗的是一模一样的吗？为什么？为什么？实验探究实验探究4.2、眼镜左侧的
9、磁铁充当控制器使用。因为手机放进去后无法触控屏幕，所以其采取磁感控制的方式，通过移动磁铁改变手机周边磁场，磁场的变化被手机的磁感应器检测到，然后实现模拟点击屏幕的功能，让手机识别动作，完成操作。由于磁场是由内部磁铁产生的，外部磁铁只起一个控制器的作用，所以，我们可以使用能够和磁铁相互吸引的材料来替换外部磁铁，比如左图所示的铁质的金属环。Back4.3、不是一模一样的，因为，视频的两个画面要分别反馈给人的左眼和右眼，而人是通过左右眼的视觉差异来获得立体感知的，所以两画面会有略微的差异实验探究实验探究延伸思考5.1、根据你对VR眼镜的体验谈一下它的应用前景5.2、VR眼镜对眼睛有伤害吗？延伸思考延
10、伸思考延伸思考延伸思考5.1 VR的前景和应用电子游戏市场电子游戏市场通过把用户置于全新的虚拟世界中，而让电子游戏的用户体验大大提升。现场直播市场现场直播市场军事领域市场军事领域市场直播（例如体育、音乐会和世界新闻的直播）使得无论什么人在什么地点，都可以如同坐在事件发生的地点一样。仿真训练主要包括战斗模拟、战争模拟和医疗兵训练。房地产领域市场房地产领域市场VR在激励消费者房地产领域消费具有潜能，让潜在买房者通过VR设备看房。延伸思考延伸思考5.2 VR眼镜是否损伤眼睛VR眼镜采用“透镜+屏幕”的成像方式，透镜在眼前2-3cm处，屏幕距透镜3-6cm，虚像成像在眼前25cm-50cm左右。这样视
11、线持续聚焦在25cm-50cm处无法移动，并且视野里全部是电子显示屏，时间长后眼部肌肉会极度疲劳。感到疲劳原因其一屏幕亮度过高，其二是焦平面、立体视觉感知到的距离。头盔的焦平面是在无限远的，即通过镜片看到屏幕的时候晶状体是完全松弛的，跟看天空没本质区别。通过视觉差异，大脑会生成出一个3D画面。但是如果这个画面里有距离很近的东西时。人眼会试图聚焦在这个近处的东西上，但是事实上聚焦在远处时的画面才是最清晰的。这种违和感会给眼睛带来疲劳，因为它不知道该对到什么焦点上。因此眼睛虽然离屏幕是很近,但因为有凸透镜的存在,眼睛并不是聚焦在近距离上,所以VR眼镜本身不会对我们的眼睛造成多大的伤害。然而任何东西使用过度总会有副作用，请同学们合理控制VR眼镜使用时间，安心快乐的玩耍吧！延伸思考延伸思考
