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虛擬現實/增強現實開發

虛擬現實/增強現實開發
VR/AR DEVELOPMENT

1.關于虛擬現實(VR)和增強現實技術(AR)概述:
1.1基本概念
(1)虛擬現實(Virtual Reality,縮寫為VR):
VR指通過計算機技術模擬現實或者想象世界中實體的存在構設出一種虛擬環境。參與者可以在構設的環境中發生沉浸性的交互行為,是一種多源信息融合的交互式的三維動態視景和實體行為的系統仿真。該技術集成了計算機圖形(CG)技術、計算機仿真技術、人工智能、傳感技術、網絡并行處理等技術的最新發展成果,因此,虛擬現實本質是指計算機生成的特殊環境,而人是這種環境的主宰。在虛擬現實技術構設的虛擬環境中,用戶能受到視覺、聽覺等感官上多方位的刺激,加強其沉浸感的體驗,以滿足廣大消費者追求真實感官體驗的心理需求。 
 

分類:1、根據沉浸式體驗角度分類         
沉浸式體驗分為非交互式體驗、人——虛擬環境交互式體驗和群體——虛擬環境交互式體驗等幾類。該角度虛擬現實強調用戶與設備的交互體驗,相比之下,非交互式體驗中的用戶更為被動,所體驗內容均為提前規劃好的,即便允許用戶在一定程度上引導場景數據的調度,也仍沒有實質性交互行為,如場景漫游等,用戶幾乎全程無事可做;而在人——虛擬環境交互式體驗系統中,用戶則可用過諸如數據手套,數字手術刀等的設備與虛擬環境進行交互,如駕駛戰斗機模擬器等,此時的用戶可感知虛擬環境的變化,進而也就能產生在相應現實世界中可能產生的各種感受。 
如果將該套系統網絡化、多機化,使多個用戶共享一套虛擬環境,便得到群體—虛擬環境交互式體驗系統,如大型網絡交互游戲等,此時的VR系統與真實世界無甚差異。
            2、根據系統功能角度分類
系統功能分為規劃設計、展示娛樂、訓練演練等幾類。規劃設計系統可用于新設施的實驗驗證,可大幅縮短研發時長,降低設計成本,提高設計效率,城市排水、社區規劃等領域均可使用,如VR模擬給排水系統,可大幅減少原本需用于實驗驗證的經費;展示娛樂類系統適用于提供給用戶逼真的觀賞體驗,如數字博物館,大型3D交互式游戲,影視制作等,如VR技術早在70年代便被Disney用于拍攝特效電影;訓練演練類系統則可應用于各種危險環境及一些難以獲得操作對象或實操成本極高的領域,如外科手術訓練、空間站維修訓練等。 

特點:沉浸性、交互性、多感知性、構想性、自主性



(2)增強現實(Augmented Reality,簡稱 AR):
AR是一種實時計算攝影機影像位置及角度并加上相應圖像、視頻、3D模型的技術。在體驗者所能觀察和感受的真實世界里嵌入由計算機生成的虛擬信息是AR想要實現的最終目的。增強現實的主要特征表現為能夠在真實環境中結合虛擬事物,實現兩者在同一環境下共存;使虛擬和真實兩個世界同時存在,保持同步,使用者能夠在現實世界中直觀地體驗虛擬的空間事物;在三維空間中可以準確添加定位虛擬物體,獲得新的視覺感官體驗。

組合形式:
一個完整的增強現實系統是由一組緊密聯結、實時工作的硬件部件與相關的軟件系統協同實現的,常用的有如下三種組成形式。
Monitor-Based
在基于計算機顯示器的AR實現方案中,攝像機攝取的真實世界圖像輸入到計算機中,與計算機圖形系統產生的虛擬景象合成,并輸出到屏幕顯示器。用戶從屏幕上看到最終的增強場景圖片。它雖然簡單,但不能帶給用戶多少沉浸感。Monitor-Based增強現實系統實現方案如下圖所示。
Monitor-based增強現實系統  

光學透視式
頭盔式顯示器(Head-mounted displays,簡稱HMD)被廣泛應用于虛擬現實系統中,用以增強用戶的視覺沉浸感。增強現實技術的研究者們也采用了類似的顯示技術,這就是在AR中廣泛應用的穿透式HMD。根據具體實現原理又劃分為兩大類,分別是基于光學原理的穿透式HMD(Optical See-through HMD)和基于視頻合成技術的穿透式HMD(Video See-through HMD)。光學透視式增強現實系統實現方案如下圖所示。
光學透視式增強現實系統           
光學透視式增強現實系統具有簡單、分辨率高、沒有視覺偏差等優點,但它同時也存在著定位精度要求高、延遲匹配難、視野相對較窄和價格高等不足。 

視頻透視式  
視頻透視式增強現實系統采用的基于視頻合成技術的穿透式HMD(Video See-through HMD),實現方案如圖5所示。
視頻透視式增強現實系統
特點:①真實世界和虛擬世界的信息集成;②具有實時交互性;③是在三維尺度空間中增添定位虛擬物體。AR技術可廣泛應用到軍事、醫療、建筑、教育、工程、影視、娛樂等領域。

2.虛擬現實和增強現實技術的典型應用:

2.1在智能制造領域的應用
在大型機械裝備的制造或培訓過程中,應用虛擬現實技術系統,可以模擬實際制造過程和制造完成的產品,從感官和視覺上使人獲得完全如同真實的感受,還可以按照人們的意愿任意變化,大大提高了制造智能化、自動化的能力。                                       

2.2在互聯網的應用
目前,增強現實技術已經在互聯網營銷方面得到應用。這項技術對于消費者來講是個很大的進步與創新。如網上在線的服裝試穿應用。 

2.3在游戲領域的應用
在游戲的應用場景下,基于增強現實技術的游戲使用者利用設備自帶的攝像頭捕捉周圍的實時畫面,利用陀螺儀和重力感應來判斷玩家的動作、方向和位置變化,玩家則需要在實景中對游戲虛擬對象進行打擊或控制。     

2.4在古跡復原和數字化文化遺產保護的應用
文化古跡的信息以增強現實的方式提供給參觀者,用戶不僅可以通過HMD看到古跡的文字解說,還能看到遺址上殘缺部分的虛擬重構。        

2.5在設計領域的應用
虛擬現實技術在設計領域小有成就,例如室內設計,人們可以利用虛擬現實技術把室內結構、房屋外形通過虛擬技術表現出來,使之變成可以看的見的物體和環境。同時,在設計初期,設計師可以將自己的想法通過虛擬現實技術模擬出來,可以在虛擬環境中預先看到室內的實際效果,這樣既節省了時間,又降低了成本。     

2.6在醫療領域的應用
醫學專家們利用計算機,在虛擬空間中模擬出人體組織和器官,讓學生在其中進行模擬操作,并且能讓學生感受到手術刀切入人體肌肉組織、觸碰到骨頭的感覺,使學生能夠更快的掌握手術要領。而且,主刀醫生們在手術前,也可以建立一個病人身體的虛擬模型,在虛擬空間中先進行一次手術預演,這樣能夠大大提高手術的成功率,讓更多的病人得以痊愈。   
                                                                           
2.7在軍事、在航空、在其它各領域都有應用

3.坐標軸數字科技公司
坐標軸數字科技致力于為客戶提供專業的VR/AR整體解決方案。
將策劃、內容、硬件、軟件、設計、施工、運營、管理、維護融為一體。讓客戶享受展館多媒體一站式服務。

3.1我們可提供
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3.2我們的核心競力
創意                創意策劃團隊精準了解客戶需求,分析用戶體驗,進行創意策劃。

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3.3成功案例
 

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