资源简介

(共41张PPT)
了解虚拟现实与增强现实技术
任课教师：杨XX
内容预览
02
03
06
CONTENTS
上网游览虚拟博物馆
体验AR应用
作业布置
目录
01
新知导入
04
认识虚拟现实技术
05
课堂小结
认识增强现实技术
07
Part 01 新知导入
在19世纪30年代,有部科幻小说描述主角只要戴上眼镜,就能沉浸到可以模拟视觉、听觉、味觉、嗅觉和触感的电影中。今天,小说里的科幻情节已成为了现实。在电影院里,观众戴上虚拟现实眼镜，可以沉浸在逼真的三维虚拟世界中。借助虚拟现实技术和增强现实技术，虚拟世界和真实世界进行了融合，人们可以感受高度真实的、虚实融合的互动体验。
新知导入
本活动中，将通过漫游虚拟博物馆、体验有趣的AR应用等,了解虚拟现实技术和增强现实技术,学习两者的实现原理和基本应用。
Part 02
02
上网游览虚拟博物馆
一、上网游览虚拟博物馆（阅读教材79-83页）
新知讲解
现今，不少博物馆都利用虚拟现实技术构建网上博物馆，用户浏览这个三维空间的虚拟博物馆时,仿佛置身于真实的展览中。
(1）访问“贵州传统村落数字博物馆”网站,选择一个具体的展厅进入(图3-1-1)。选择不同视角欣赏村落风貌（图3-1-2)。在听解说的同时,按住鼠标左键,左右拖动鼠标观察村落的全景，向上滚动鼠标滚轮放大看村落的细节（图3-1-3)。
1.欣赏博物馆网站上展示的传统村落,体验其所使用的虚拟现实技术。
新知讲解
一、上网游览虚拟博物馆
新知讲解
一、上网游览虚拟博物馆
图3-1-2按住鼠标左键,360°观赏村落全景
图3-1-3村落局部
新知讲解
一、上网游览虚拟博物馆
(2）查看传统建筑,进入建筑内部,360°欣赏建筑的各种细节（图3-1-4)。
图3-1-3传统建筑
一、上网游览虚拟博物馆
新知讲解
注意： 部分用户在使用VR眼镜或其他VR立品时会产生眩晕感,严重者还会呕吐。眩晕感和人眼疲劳一直是虚拟现实的技术瓶颈之一。在技术尚未突破之前,用户尤其是青少年用户一定要注意控制使用时间。
2.利用虚拟现实眼镜（以下简称VR眼镜）游览故宫博物馆网站中带VR场景的建筑
一、上网游览虚拟博物馆
新知讲解
(1）在手机上访问故宫博物院网站,先找到“V故宫”(图3-1-5),再选择一个建筑,如“养心殿”。可以发现网页上出现一个像眼镜一样的图,这表示需要一副VR眼镜，以便更逼真地欣赏这个三维世界（图3-1-6）。
一、上网游览虚拟博物馆
新知讲解
(1）如“养心殿”。可以发现网页上出现一个像眼镜一样的图,这表示需要一副VR眼镜，以便更逼真地欣赏这个三维世界（图3-1-6）。
一、上网游览虚拟博物馆
新知讲解
(2）准备好简易的纸板VR眼镜,在眼镜中装上手机（图3-1-7）。戴上VR眼镜,游览故宫,感受虚拟世界带给用户的真实的沉浸感。
数字化学习
1.上网了解一款简易的纸板VR眼镜的制作方法,并尝试制作。
说说做做
说说自己过去实地参观博物馆的经历，与游览网上博物馆进行比较，从沉浸感、交互性等方面谈谈两者之间的相同点和不同点，完成表3-1-1。
表3-1-1 实地参观博物馆和网上浏览博物馆对比
实地参观博物馆 网上游览博物馆
相同点
不同点
说说做做
2.对比裸眼场景与VR场景的相同点与不同点，总结它们分别适用于哪种展品和场合，完成表3-1-2。
表3-1-2 裸眼场景与VR场景对比
裸眼场景 VR场景
推荐展品
适用场景
知识链接
VR眼镜是一种虚拟现实头戴式显示设备,它将人对外界的视觉、听觉封闭，引导用户产生一种身在真实环境中的感觉。其显示原理是左右眼屏幕分别显示左右眼的图像，人眼获取这种带有差异的信息后在脑海中产生立体感。目前，市面上一些 VR眼镜需要借助手机使用。将手机放入VR眼镜中，再在手机中下载相应的 App即可。
Part 03
03
认识虚拟现实技术
二、认识虚拟现实技术
新知讲解
虚拟现实技术是指借助计算机系统及传感器技术生成三维环境，创造出一种崭新的人机交互方式,通过调动用户各种感官(视觉、听觉、触觉、嗅觉等)让用户享受更加真实的身临其境的体验。
虚拟世界与人进行自然交互的实现形式很多，有基于语音的、基于手势的，等等。语音识别设备、数据手套(图3-1-9)、数据衣(图3-1-10)、三维控制器、三维扫描仪等都是虚拟现实中常用的输入设备，
数据手套戴在人手上,可以实时获取人手的动作姿势,在虚拟世界中实现物体抓取、移动装配、操作、控制等动作。
数据衣上装备了许多触觉传感器，这些传感器能够根据身体的动作探测和跟踪人体的所有动作，从而实时识别全身的运动状态。
提示板
新知讲解
虚拟环境综合产生的各种感官信息会输出给用户，使用户产生一种身临其境的逼真感。常见的输出设备有虚拟现实头戴式显示设备(图3-1-11)、3D立体显示器、洞穴式立体显示系统等。
二、认识虚拟现实技术
虚拟现实头戴式显示设备主要分为三种:移动端头显、外接头戴式设备和一体机头显。移动端头显就是 VR 眼镜,只要放入手机即可观看;外接头戴式设备也称为 PC 端头显需要将其连接计算机才能进行观看;一体机头显不需要借助智能手机或计算机，图 3-1-11就是一种一体机头显。
新知讲解
虚拟现实技术的应用众多，在教育、医疗、城市规划、军事、文物古迹等领域都有极大的用武之地(图3-1-12)。在教育方面，虚拟课堂和虚拟实验室革新了传统的教学方式。
二、认识虚拟现实技术
新知讲解
二、认识虚拟现实技术
例如，通过虚拟仿真三维设计软件技术建立人体结构模型，学生可以非常直观、轻松地开展学习(图3-1-13)。
新知讲解
二、认识虚拟现实技术
在医疗保健方面，可以利用虚拟现实技术开展模拟手术训练，并记录训练者的手术时间、错误次数等数据,以强化手术操作规范,提高手术的成功率(图3-1-14)。
知识链接
虚拟现实具有以下三个重要特征，常被称为 3i特征。
1.构想性(imagination)构想性是指虚拟的环境是人想象出来的，同时这种想象体现出设计者相应的思想，因而可以用来实现一定的目标。
2.沉浸感(immersion )沉浸感是指用户感受到被虚拟世界所包围，好像完全置身于其中。
3.实时交互性(interaction)实时交互性是指用户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。
知识链接
虚拟现实技术对文物保护的意义
Part 04
04
体验AR应用
新知讲解
三、体验AR应用
在一些博物馆中，游客只要在智能手机、平板电脑等移动设备上安装博物馆的APP应用后,把移动设备的摄像头对准展品,就可以看到该展品的动态展示或相关视频资料(图3-1-15)。比如，当移动设备的摄像头对准恐龙骨架的时候，可以看到恐龙的复原图像。这些真实和虚拟物体的融合可为参观者创造沉浸式的体验，此类App应用是一种常见的AR 应用。
新知讲解
三、体验AR应用
在手机 APP中还有不少实用的 AR应用或有趣的 AR游戏。如图 3-1-16所示，车载AR导航将真实的道路场景与虚拟的导航指引有机结合，给驾驶员带来更直观的实景导航体验。
新知讲解
三、体验AR应用
如图3-1-17所示，在一款垃圾分类AR游戏中，开启摄像头后，玩家通过点头或摇头来回答有关垃圾分类的提问(点头为是，摇头为否)。
Part 05
05
认识增强现实技术
新知讲解
四、认识增强现实技术
增强现实技术是指通过计算机系统提供的信息增加用户对现实世界感知的技术，它将计算机生成的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实场景中,从而实现对现实的增强与寻求将用户沉浸在完全虚拟环境中的虚拟现实不同，增强现实通过设备增强了现实世界的观感体验，使用者所体验到的内容是看加在现实世界之上的。
新知讲解
四、认识增强现实技术
很多增强现实应用都使用智能手机、平板电脑等手持式显示设备(图3-1-18)随着技术的发展，头戴式显示设备的使用也越来越多。例如，在工业制造中利用头戴式显示设备进行设备维护等(图3-1-19)。
新知讲解
四、认识增强现实技术
在临床应用中，增强现实技术可以为医生提供三维可视化图像，让他们更形象、直观地了解患者身体内部结构与病灶情况，以便更好地确定治疗方案。如图3-1-20所示，增强现实系统将CT扫描数据等医学图像直接显示在患者身体的相关位置上，并通过软件定位实现让图像随患者移动而同步移动的效果。
新知讲解
四、认识增强现实技术
图3-1-21所示的AR火灾救援系统由AR眼镜结合热成像相机构成，旨在帮助消防员在黑暗、浓烟的环境中识别物体，提高救援效率。热成像相机以蓝色标注温度较低的物体，红色标注温度较高的物体，热成像相机的画面最终输出到AR 眼镜的显示屏上。
说说做做
查找资料，结合自己的体验，比较虚拟现实技术和增强现实技术的异同点完成表 3-1-3。
表 3-1-3 虚拟现实技术和增强现实技术对比
相同点 不同点 典型应用举例
虚拟现实技术
增强现实技术
知识链接
增强现实技术一般都具有虚实结合、实时交互、三维注册三个特点。
虚实结合是指虚拟物体与真实世界的结合，即用户感知到的混合世界里，虚拟物体出现的时间或位置与其真实世界对应事物是一致且谐调的。同时，系统能根据用户当前的位置或状态即时调用与之相关的虚拟世界，并即时将该虚拟世界与真实世界结合，真实与虚拟之间的相互作用或影响是实时完成的，如视线上的相互阻挡、形状上的相互挤压。
三维注册强调计算机生成物和现实环境的对应关系，虚拟物体和现实环境的三维位置和大小必须完美融合。
三维注册技术是决定增强现实系统性能优劣的关键技术之一。为了实现虚拟信息和真实环境的无缝结合，必须将虚拟信息显示在现实世界中的正确位置，这个定位过程就是注册。
Part 06—课堂练习
1、虚拟现实常见应用领域。
2、虚拟现实的特征有 ：
、 、 。
教育、医疗、娱乐、军事、城市规划等
构想性
沉浸感
实时交互性
课堂小结
通过学习的内容，同学们学到了什么呢？
1、游览网上博物馆。
2、认识什么是虚拟现实技术及应用。
3、知道VR的应用。
4、认识增强现实技术的应用。
Part 07—作业布置
、
（必做题）
1.下列哪些属于增强现实的特点( ）。
A.虚实结合 B.构想性
C.实时交互 D.三维注册
2.虚拟现实的应用领域有哪些？( ) 。
A．医疗方面 B．教育方面 C．军事方面 D．文物古迹
简答题（选做，2选1）
1.举例说明虚拟现实技术在某一个领域的应用。
2.简述什么是虚拟现实技术？什么是增强现实技术？
ABCD
ACD
谢谢观看!!!

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