工信版（中职）虚拟现实技术与应用【03】1-4 虚拟现实技术发展电子课件.pptx

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1、YCF（中职）虚拟现实技术与应用【03】1-4 虚拟现实技术发展电子课件虚拟现实技术与应用虚拟现实技术发展1.4 虚拟现实技术发展l 人类从一开始就有对未来世界充满着幻想，也希望能把现实的世界以另一种形态还原传递给别人，于是就有了绘画、摄影、戏剧、电影、动画等艺术形式的产生，经历了几百上千年的努力，才实现了从静态到动态的表达，但也只能以平面的方面向受众展示，直到上个计算机的出现，也伴随着虚拟现实的概念产生，才改变了以平面信息传播的历史。1.4 虚拟现实技术发展图1-29 虚拟现实发展20 世纪初期20 世纪 50 年代思想萌芽20 世纪 50 年代20 世纪 70 年代技术探索20 世纪 70

2、 年代初20 世纪90 年代技术成型2004年-2016技术普及2016年-今天深度发展期l 20 世纪90 年代初2004年产业成熟1.4 虚拟现实技术发展l 虚拟现实技术并不是近几年才出现的新鲜事物，它从梦想到真正落实成产品的历史，几乎可以与电子计算机的历史相比肩。虚拟现实是一项跨学科的综合性技术，因此它的发展必然受到不同学科发展进程的影响。伴随着电子计算机技术、人机交互技术、计算机网络与通信等技术的发展，虚拟现实的发展走过了半个多世纪，期间经历了多次发展热潮。1.4.1 虚拟现实技术的发展历史沿革图1-30 虚拟现实发展1.4 虚拟现实技术发展l 1.思想萌芽阶段（20 世纪初期20 世

3、纪 50 年代）人类对虚拟现实的探索是从各种仿真模拟器开始的。1929 年 林格.伊.尔(Link E.A)发明了一种飞行模拟器，让乘坐者可以体验飞行的感觉。可以说，这是人类模拟仿真物理现实世界的初次尝试。1935 年，小说家 斯坦利基温鲍姆（Stanley G.Weinbaum）在小说中描述了一款虚拟现实眼镜，以眼镜为基础，包括视觉、嗅觉、触觉等全方位沉浸式体验的虚拟现实概念，该小说被认为是世界上率先提出虚拟现实概念的作品。1.4.1 虚拟现实技术的发展历史沿革图1-31 林格.伊.尔(Link E.A)发明的飞行模拟器1.4 虚拟现实技术发展2.技术探索阶段（20 世纪 50 年代20 世

4、纪 70 年代）l 电影摄影师 摩登海里戈（Morton Heilig）1960年提交了虚拟现实发明申请专利，1962 年 构造了一个多感知、仿真环境的虚拟现实系统，这套被称为 传感器模拟器（Sensorama Simulator）的系统也是历史上第一套虚拟现实系统。它能够提供真实的 3D 体验，例如，用户在观看摩托车行驶的画面时，不仅能看到立体、彩色、变化的街道画面，还能听到立体声，感受到行车的颠簸、扑面而来的风，还能闻到相应的芳香。传感器模拟器还曾经被美国空军引进，用来进行飞行训练。1.4.1 虚拟现实技术的发展历史沿革图1-32 摩登海里戈 发明的传感器模拟器图1-31 摩登海里戈 海力

5、申请专利时的格头戴设备的设计图1.4 虚拟现实技术发展2.技术探索阶段（20 世纪 50 年代20 世纪 70 年代）l 1965 年，美国国防部高级研究计划署（Adoanced Research Projects Agency，ARPA）信息处理技术办公室主任伊凡沙日尔兰德（Ivan Sutherland）发表了一篇论文。文章指出，应该将计算机显示屏幕作为“一个观察虚拟世界的窗口”，计算机系统能够使该窗口中的景象、声音、事件和行为非常逼真。这篇文章给计算机界提出了一个具有挑战性的目标，人们把这篇论文称为是研究虚拟现实的开端。1.4.1 虚拟现实技术的发展历史沿革图1-33 虚拟现实之父 Iv

6、an Sutherland1.4 虚拟现实技术发展2.技术探索阶段（20 世纪 50 年代20 世纪 70 年代）l 在 1968 年 伊凡沙日尔兰德（Ivan Sutherland）和学生 Bob Sproull 在麻省理工学院的林肯实验室研制出第一个头盔显示器（Head-Mounted Display，HMD），也被称为 The Sword of Damocles（达摩克利斯之剑）。1.4.1 虚拟现实技术的发展历史沿革图1-31 The Sword of Damocles（达摩克利斯之剑）1.4 虚拟现实技术发展l 3、技术成熟阶段（20 世纪 80 年代初20 世纪 80 年代末）l

7、20 世纪 80 年代，Eric Howlett 发明了额外视角系统（缩写为 LEEP 系统），这套系统可以将静态图片变成 3D 图片。1987 年，另外一位著名的计算机科学家 Jaron Lanier，同样制造了一款价值 10 万美元的虚拟现实头盔，被称为第一款真正投放市场的虚拟现实商业产品。1.4.1 虚拟现实技术的发展历史沿革图1-32 商业级虚拟现实头盔l 该阶段，虚拟现实进入快速发展期，虚拟现实的主要研究内容及基本特征初步明朗，在军事演练、航空航天、复杂设备研制等重要应用领域有了广泛的应用。1.4 虚拟现实技术发展l 4.全面发展阶段（20 世纪 90 年代初2004年）l 这一阶段

8、虚拟现实技术从研究转向了应用。进入 20 世纪 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像的实时动画制作成为可能。各种游戏与虚拟现实引擎出现，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，这些都为虚拟现实系统的发展打下了良好的基础。l 1991年首款消费级的VR Virtually 1000CS问世，开启了VR商业化探索之路，紧接其后，1993世嘉推出SegaVR，1995任天堂推出Virtual Boy，1998索尼头戴显示器，2000SEO HMD问世，视角可转120度。l 计算机三维软件也从图形工作站进入

9、家用PC，计算机系统也向图形化界面转化，计算机技术全面普及，这为VR的发展提供了有力的技术基础保障。并为后一阶段的普及性发展打下了基础。1.4.1 虚拟现实技术的发展历史沿革图1-32 商业级虚拟现实头盔1.4 虚拟现实技术发展l 5.技术普及阶段（2004年2016年）l 这一阶段虚拟现实技术从研究转向了应用。这是VR全面普及发展时期，这一时期除了硬件得到了快速发展外，软件的发展把VR从工业级的应用推向了全面的发展，2004年象法国达索公司的Virtools Dev 2.1实时以图形化的界面引擎出现，成为微软XBox认可系统。其特点是方便易用应用领域广。它能让没有程序基础的美术人员通过内置的

10、行为模组快速生成自己想要的游戏类型，使虚拟现实内容开发变得及易上手。l 特别是智能手机的图形处理能力变得越来越强大，谷歌纸盒加智能手机使VR变得及为平民化，而推进了VR的普及。1.4.1 虚拟现实技术的发展历史沿革图1-33 Virtools界面 图1-34 谷歌纸盒+智能手机=VR系统1.4 虚拟现实技术发展l 7.深度发展阶段（2016年现在）l 这一阶段虚拟现实技术VR的暴化期，各种VR产品出现，也出现了除VR、AR之外的MR到XR的产品，高端和低端两头并行发展，并随5G的成熟，VR平台产品也开始出现。迎来大规模的商业化应用。虚拟现实技术已经达到推出消费级产品的程度。1.4.1 虚拟现实

11、技术的发展历史沿革图1-35 2016年11月1日零点，淘宝VR购物产品Buy+正式上线1.4 虚拟现实技术发展l 虚拟现实技术属于前沿技术中信息技术部分的三大技术之一。重点研究电子学、心理学、控制学、计算机图形学、数据库设计、实时分布系统和多媒体技术等多学科融合的技术，研究医学、娱乐、艺术、教育、军事及工业制造管理等多个相关领域的虚拟现实技术。1.4.2 虚拟现实产业的构成与发展图1-35 VR应用1.4 虚拟现实技术发展l 虚拟现实产业链l 虚拟现实产业链中，工具和设备类可细分为输入设备、输出设备、显示设备、拍摄设备以及相关软件等；内容制作可细分为影视、游戏、声音等内容；分发平台可细分为应

12、用商店、社交影院、实体体验店、网站、播放器等内容；行业应用可细分为工业、军事、医疗、教育、房地产、旅游、会展等内容；相关服务可细分为平台、媒体和孵化器等内容。1.4.2 虚拟现实产业的构成与发展图1-36 VR产业全景图1.4 虚拟现实技术发展l 1.市场规模增长迅速l 投资银行 Digi-Capital 的报告显示，到 2020 年全球虚拟现实市场规模为 300 亿美元。研究机构 ABI-Research 预测，VR/AR 设备出货量将由 2015 年的 150 万台增长至 2020 年的4300 万台，年复合增长率高达 106%，到 2025 年甚至可能达到智能手机出货量的一半。1.4.2

13、 虚拟现实产业发展前景图1-37 中国VR产业发展1.4 虚拟现实技术发展l 1.市场规模增长迅速l 高盛发布的下一个通用计算平台报告称，基于标准预期，2025 年全球军事领域VR/AR 市场规模将达 15 亿美元；医疗、教育、零售领域的 VR/AR 市场规模将分别达到 51 亿美元、7 亿美元和 16 亿美元；游戏、视频娱乐、直播领域的 VR/AR 市场规模将分别达到116 亿美元、32 亿美元和 41 亿美元。1.4.2 虚拟现实产业发展前景图1-38 VR产业的分布发展1.4 虚拟现实技术发展l 1.技术和产品成熟l 技术走向成熟l 屏幕刷新率、屏幕分辨率和设备计算能力等逐渐成熟，输入设

14、备姿态矫正、复位功能、精准度、延迟，传输设备提速和无线化，更小体积硬件下的续航能力和存储容量，配套系统和中间件开发等技术也将日趋完善。1.4.2 虚拟现实产业发展前景1.4 虚拟现实技术发展l 1.技术和产品成熟l 内容更加丰富l 目前已经有大量内容公司投入到虚拟现实内容的开发制作中，未来几年，包括 PGC、UGC、影视剧、直播以及游戏等虚拟现实内容的数量和质量将会得到质的提升。基于这些内容，虚拟现实设备的普及率和活跃率将得到坚实的保障。1.4.2 虚拟现实产业发展前景1.4 虚拟现实技术发展l 1.技术和产品成熟l 产品主流形态发生更迭l 虚拟现实产品主要包括计算机端、移动端和一体机三种形态

15、。其中，计算机端具有高配置、体验效果佳等优势，是目前最被推崇和看好的虚拟现实形态，也是市场上数量最多的虚拟现实产品。相对而言，虽然被众多手机厂商捧起的移动虚拟现实更方便，但在体验上与计算机端产品相差很大，在虚拟现实最主要的沉浸感和交互性方面难以达到用户的要求，当前仍难以满足多数人的需求。而作为技术含量最高的虚拟现实一体机，既包含了移动虚拟现实的方便性和便捷性，同时也包含了计算机端虚拟现实的高体验感，在虚拟现实领域毫无疑问是最优秀的产品。1.4.2 虚拟现实产业发展前景1.4 虚拟现实技术发展图1-39 虚拟现实发展参考图1.4 虚拟现实技术发展图1-40 产业布局参考图l 虚拟现实经历了哪几个发展时期，并请简述每一个时期的特征或标志成就？l 你如何看待虚拟现实的未来发展？1.4.5作业1.4 虚拟现实技术发展谢 谢 观 看