学 院： 软件学院
专业班级： 软件1006
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学 号： ********* 小蒸箱
第1章 课程总结 2
1.虚拟现实技术简介………………………………………………………………………………...3 2.虚拟现实技术的发展历程………………………………………………………………………..3
3.虚拟现实系统的构成…………………………………………………………………………….3 4.当今虚拟现实技术的应用领域…………………………………………………………..4
4.1娱乐、艺术与教育领域………………………………………………………………..4
4.2手机应急充电器军事与航天工业领域…………………………………………………………………….5
4.3 医学领域…………………………………………………………………………………………5
4.4建筑工程领域………………………………………………………………………………….6
5.虚拟现实技术的进一步展望………………………………………………………………..6
第3章 学习体会心得 7
参 考 文 献 7
第一章 课程总结
本学期我们学习了《计算机图形学》这门课以及在MFC下图形编程。 《计算机图形学》是为计算机科学与技术专业本科生开设的专业课，旨在介绍计算机图形学的基本概念、理论、方法和系统。它向我们讲授图形学的方法和在这一领域的最新成果。“计算机图形学”是计算机科学的重要研究内容之一,它借助数字化手段合成与操作视觉内容,将信息直观地展现给用户,其应用范围覆盖军事仿真、航空航天、文化教育、城市管理、大众娱乐等诸多领域[1]。简单地说，计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。
在本学期的课程中，老师着重向我们介绍了计算机图形学中得一些基本算法，诸如中点画线法，DDA画线法，bresenham，区域填充算法，发走样等等这些经典算法，这不仅是对以前学习的数据结构课程的一次升华，也是对计算机专业同学知识量的一次扩充。任何图形均是由像素点构成，点构成线，线构成面，面构成一个个图形，无论是二维还是三维图形，均是如此。
在第一章中总要学习到计算机图形学的一些基本概念，图形的两种表示方式：参数表示和点阵表示。以及图形的分类：真实感图形和线框图。显示器的分类:光栅扫描显示器，阴极射线管显示器，三维显示器。并简要的介绍了计算机图形学的发展历史，图形学的应用和相关领域的介绍
第二章中，主要讲述了交互式计算机图形设备与系统，交互式图形技术与用户接口，图形输入输出设备和图形软件的标准和发展历史。这一章中着重介绍了图形输入输出设备工作原理，几种输出设备工作方式的区别，什么是用户接口以及设计原则。
在接下来的三个章节中，主要学习到了直线的扫描转换，与之相关的多种算法—DDA画线法，Bresenham画线法，中点画线法。圆与椭圆的扫描转换，圆的三种画法，两种用自带函数的画法和圆的八分画法，即将圆分等分八份，由此引出椭圆的四分画法，圆的扫描转换算法中介绍了两种算法，分别为中点圆和Bresenham画圆法，椭圆的中点画法。由这些算法画出来的图形，在显示的时候会呈现出锯齿状，这是因为线是有一个个像素点构成的，所以再接下来老师介绍了发走样技术，是画出来的图形，如何更细腻，更平滑。后续课程中又学习到了填充技术，如何将画好的图形，通过某种算法为其填充颜，三种算法分别为扫描转换填充，区域填充，边缘填充，扫描转换填充又分为有效边表法和逐点判别法。在此基础上后续章节又介绍了如何进行多边形的裁剪。分为边界裁剪法，逐边裁剪法，双边裁剪法，双区编码裁剪法。最后学习了坐标的转换方法。
第二章 虚拟现实技术的发展与应用
电动粉扑
1.虚拟现实技术简介
虚拟现实(简称VR),又称灵境技术, 是以浸没感、交互性和构想为基本特征的计算机高级人机界面,是迅速发展的一项综合性计算机、图形交互技术。它综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术,模拟人的视觉、听觉、触觉等感官功能,使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中,并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互,创建了一种适人化的多维信息空间。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性,而且能够突破空间、时间以及其他客观限制,感受到在真实世界中无法亲身经历的体验[3]。
计算机技术的迅速发展为我们提供了许多解决问题的新方法。虚拟现实技术的产生与发展也同样如此,目前虚拟现实系统的研究现状主要涉及到三个研究领域:依靠计算机图形方式建立实时的三维视觉效果、构建对虚拟世界的观察界面和使用虚拟现实技术加强其在现实世界中的应用。
2.虚拟现实技术的发展历程[3]
1965年，Sutherland在篇名为<<终极的显示>>的论文中首次提出了包括具有交互图形显示、力反馈设备以及声音提示的虚拟现实系统的基本思想，从此，人们正式开始了对虚拟现实系统的研究探索历程。
随后的1966年，美国MIT的林肯实验室正式开始了头盔式显示器的研制工作。在这第一个HMD的样机完成不久，研制者又把能模拟力量和触觉的力反馈装置加入到这个系统中。1970年，出现了第一个功能较齐全的HMD系统。基于从60年代以来所取得的一系列成就，美国的Jaron Lanier 在80年代初正式提出了“Virtual Reality”一词。
80年代，美国宇航局（NASA）及美国国防部组织了一系列有关虚拟现实技术的研究，并取得了令人瞩目的研究成果，从而引起了人们对虚拟现实技术的广泛关注。1984年，NASA Ames研究中心虚拟行星探测实验室的M.McGreevy 和J.Humphries博士组织开发了用于火星探测的虚拟环境视觉显示器，将火星探测器发回的数据输入计算机，为地面研究人员构造了火星表面的三维虚拟环境。在随后的虚拟交互环境工作站（VIEW）项目中，他们又开发了通用多传感个人仿真器和遥现设备。
进入90年代，迅速发展的计算机硬件技术与不断改进的计算机软件系统相匹配，使得基于
大型数据集合的声音和图象的实时动画制作成为可能；人机交互系统的设计不断创新，新颖、实用的输入输出设备不断地进入市场。而这些都为虚拟现实系统的发展打下了良好的基础。例如1993年的11月，宇航员利用虚拟现实系统成功地完成了从航天飞机的运输舱内取出新的望远镜面板的工作，而用虚拟现实技术设计波音777获得成功，是近年来引起科技界瞩目的又一件工作。可以看出，正是因为虚拟现实系统极其广泛的应用领域，如娱乐、军事、航天、设计、生产制造、信息管理、商贸、建筑、医疗保险、危险及恶劣环境下的遥操作、教育与培训、信息可视化以及远程通讯等，人们对迅速发展中的虚拟现实系统的广阔应用前景充满了憧憬与兴趣。
3.虚拟现实系统的构成[6]
虚拟现实系统的模型表示(如图3-1-1)。用户通过传感装置直接对虚拟环境进行操作，并得到实时三维显示和其它 反馈信息（如触觉、力觉反馈等）。当系统与外部世界通过传感装置构成反馈闭环时，在用户的控制下，用户与虚拟环境间的交互可以对外部世界产生作用（如遥操作等）。
图3-1-1虚拟现实系统的模型
虚拟现实系统主要由以下六个模块构成（如图3-1-2）。
图3-1-2虚拟现实系统的构成
1.检测模块：检测用户的操作命令，并通过传感器模块作用于虚拟环境。
2.反馈模块：接受来自传感器模块信息，为用户提供实时反馈。
3.传感器模块：一方面接受来自用户的操作命令，并将其作用于虚拟环境；另一方面
将操作后产生的结果以各种反馈的形式提供给用户。
4.控制模块：对传感器进行控制，使其对用户、虚拟环境和现实世界产生作用。
拉长虾
建模模块：获取现实世界组成部分的三维表示，并由此构成对应的虚拟环境。
4.当今虚拟现实技术的应用领域
虚拟现实技术的应用前景十分广阔。目前在娱乐、教育及艺术领域的应用占据主流,其次是军事与航空、医学领域,机器人和商业领域都占有一定比例,另外在可视化计算、制造业等领域也有相当的比重。下面简要介绍其部分应用。
4.1娱乐、艺术与教育领域
娱乐是虚拟现实技术应用最活跃的一个领域，包括家庭中的桌面游戏、公共场所的各种仿真等，基于虚拟现实技术的游戏主要有驾驶型游戏、作战型游戏和智力型游戏，很多游戏都是联网的，因而允许许多玩游戏的人同时进入一个虚拟境界，相互之间可展开竞争，或者与计算机生成的对手竞争[2]（微型吸尘器如下图4-1-1）。
图4-1-1
4.2军事与航天工业领域
虚拟作战仿真可以解决部队高质量的训练问题。它不但可以不动用实际装备而使受训人员
具有身临其境之感；它可以任意设置战斗环境背景，对作战人员进行同一作战环境，同一作战预案的多次重复训练，还可进行不同作战环境，不同作战预案的训练，使作战人员迅速地积累丰富的作战经验，同时不担任何风险。
模拟演练一直是军事与航天工业中的一个重要课题,有些演练受限于很多方面，在现实中实现是一件很麻烦的事情，比如一个飞行员，在学习玩理论知识后，不可能马上就上飞机就行飞行训练（如下图3-2-1），又如航天员进行飞行训练，不可能总要发射飞船升空，这为就为虚拟现实技术提供了广阔的应用前景。
图4-2-1
4.3 医学领域
虚拟现实技术在医学方面的应用具有十分重要的现实意义。在虚拟环境中,可以建立虚拟的人体模型,借助于跟踪球、HMD、感觉手套,人们可以很容易了解人体内部各器官结构,这比现有的采用教科书的方式要有效得多（如下图4-3-1）。
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