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桌面三维虚拟现实

                                               发布时间:2011-8-15 14:31:29 【 字体: 】 【共阅3479次】

桌面三维虚拟现实


桌面三维虚拟现实系统就是一种在PC上实现的综合立体图形、自然交互等技术,以营造与客观世界高度类似的逼真、虚拟的环境的应用的系统。桌面三维虚拟现实系统的重要特性是具有一种身临其境的临场感,具备一些与普通图形系统不同的特点:
生动的计算机图形图像场景:三维虚拟现实在现实世界数据建模的基础上,采用三维图形来表现虚拟世界,它对图形的绘制速度、逼真度、分辨率要求都很高,一般需要高速三维图形加速卡支持。通过头盔式显示器或立体眼镜等专用辅助显示设备观察建模的三维物体,可以获得在平面显示器上无法得到的物体“深度”(距离)信息,并通过两只眼睛观察不同的图像,产生观察视差,这种物体的深度和观察视差便产生了真实的立体三维观察效果,从而达到身临其境的效果。
自然的人机交互:三维虚拟现实中的虚拟空间是动态的,可操纵的,我们可以借助于一些专门的外部设备以自然的方式来操纵虚拟世界的物体,虚拟世界可对这种操纵作出响应。现在常见的交互设备有:数据手套、三维鼠标、操纵杆、数据衣、普通键盘和鼠标。
下面是一个比较通用的基于PC的三维虚拟现实的系统的配置介绍,它包括硬件和软件两大部份。

1.硬件设备
一套基本的PC的三维虚拟现实系统如图1所示,其中以PC级的图形工作站为主机, Windows NT为操作系统,立体三维图形卡作为图形处理引擎,人机交互设备为数据手套和普通鼠标,立体图形显示设备为头盔式显示器和三枪CRT大屏幕投影仪。
这样的PC三维虚拟现实系统适用于大多数虚拟现实应用,如军事上的三维立体地形观察、CAD/CAM构件模型的三维立体观察、医学上器官组织的三维形态观察等。
对于多人同时观察,需要配备CRT三枪投影仪或者是3维立体单枪投影仪。在场频达到人眼舒适要求的前提下,计算机屏幕所能显示的三维立体图形在投影仪投射到银幕后同样能够达到立体的效果,从而获得类似立体电影的效果。特别需要注意的是,普通液晶投影仪不能用于立体投影。

2.软件系统
目前大多数PC机都用Windows 95/NT操作系统,而且微软公司已经在Visual C++内提供了OpenGL、DirectDraw等图形API,在PC上建立三维虚拟现实系统一般使用这些图形API。OpenGL是由SGI、Microsoft等公司共同制订的三维图形API,OpenGL程序代码既可以在工作站上也可以在PC上编译运行。还有一些软件公司开发了在OpenGL之上的图形开发包,如Open Inventor、World Tool Kit、OpenGVS、dVISE等,使用这些图形开发包可以加快虚拟现实系统的开发进程。

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