МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Тверской государственный технический университет»
(ТвГТУ)
Кафедра "Информационные системы"
Реферат
на тему:
Виртуальная реальность
по дисциплине "Информационные технологии"
Выполнил:
Группа:
Проверил:
2020

---

СОДЕРЖАНИЕ

1. 
   Введение 3
   
2. 
   История возникновения виртуальной реальности 3
   
3. 
   Типы виртуальной реальности 5
   
4. 
   Устройства виртуальной реальности
   

1. 
   Язык моделирования виртуальной реальности (VRML) 7
   

4.2 Наголовной дисплей (Head Mounted Display) 74.3 Перчатки для передачи данных (Data Gloves) 84.4 Головной трекер (Head Tracker) 94.5 Обоняние (I Smeller) 94.6 Трекер движения (Motion Tracker) 10

4. 
   Применение виртуальной реальности 10
   
5. 
   Влияние виртуальной реальности 12
   
6. 
   Недостатки виртуальной реальности 13
   
7. 
   Вывод 13
   
8. 
   Cписок литературы 14
   

1. 
   ВВЕДЕНИЕ
   

Виртуальная реальность (VR), иногда называемая виртуальными средами (VE), привлекла большое внимание в последние несколько лет. Широкое освещение в средствах массовой информации вызывает быстрый рост этого интереса. Однако очень немногие люди действительно знают, что такое виртуальная реальность, каковы ее основные принципы и открытые проблемы. В реферате представлен исторический обзор виртуальной реальности, перечислены основные термины и классы VR-систем, а также приложения этой технологии в науке, работе и развлечениях. Проведено исследование типичных систем виртуальной реальности. Все подробно рассмотрены компоненты приложения VR и взаимосвязи между ними: устройства ввода, устройства вывода и программное обеспечение. Кроме того, обсуждаются человеческие факторы и их влияние на вопросы проектирования. Наконец, будущее виртуальной реальности рассматривается в двух аспектах: технологическое и социальное. Обозначены новые направления исследований, технологические рубежи и потенциальные области применения. Высказывается предположение о возможном положительном и отрицательном влиянии виртуальной реальности на жизнь среднестатистических людей.

2. 
   ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ
   

Сегодня компьютерная графика используется во многих сферах нашей жизни. В конце 20-го века трудно представить себе архитектора, инженера или дизайнера интерьера, работающего без графической рабочей станции. В последние годы бурное развитие микропроцессорной техники выводит на рынок все более быстрые компьютеры. Эти машины оснащены лучшими и более быстрыми графическими платами, и их цены быстро падают. Это становится возможным даже для обычного пользователя, чтобы перейти в мир компьютерной графики. Это увлечение новой реальностью часто начинается с компьютерные игры так и длятся вечно. Она позволяет видеть окружающий мир в другом измерении и переживать вещи, которые недоступны в реальной жизни или даже еще не созданы. Более того, мир трехмерной графики не имеет ни границ, ни ограничений и может быть создан и манипулирован нами самими по своему желанию – мы можем расширить его четвертым измерением: измерением нашего воображения. Но этого недостаточно: люди всегда хотят большего. Они хотят войти в этот мир и взаимодействовать с ним – вместо того, чтобы просто смотреть картинку на мониторе. Эта технология, которая становится всепоглощающе популярная и модная в нынешнее десятилетие называется виртуальной реальностью (VR). Давайте коротко взглянем на последние три десятилетия исследований в области виртуальной реальности и ее основные моменты:

---

• 
  Sensorama -в 1960-1962 годах Мортон Хейлиг создал мультисенсорный симулятор. Предварительно записанный фильм в цвете и стерео был дополнен бинауральным звуком, запахом, ветром и вибрацией. Это был первый подход к созданию системы виртуальной реальности, и она обладала всеми особенностями такой среды, но не была интерактивной.
  
• 
  The Ultimate Display – в 1965 году Иван Сазерленд предложил окончательное решение виртуальной реальности: концепция построения искусственного мира, включающая интерактивную графику, силовую обратную связь, звук, запах и вкус.
  
• 
  “The Sword of Damocles” - Первая система виртуальной реальности, реализованная аппаратно, а не концептуально. Иван Сазерленд конструирует устройство, рассматриваемое как первый головной дисплей (HMD), с соответствующим отслеживанием головы. Он поддерживал стереовидение, которое корректно обновлялось в соответствии с положением и ориентацией головы пользователя.
  
• 
  GROPE – первый прототип системы силовой обратной связи, реализованной в Университете Севера Каролина (UNC) в 1971 году.
  
• 
  VIDEOPLACE -искусственная реальность, созданная в 1975 году Майроном Крюгером – "концептуальная среда, не имеющая существования". В этой системе силуэты пользователей, захваченных камерами, проецировались на большой экран. Участники смогли взаимодействовать друг с другом благодаря методам обработки изображений, которые определяли их положение в пространстве
  2D-экрана.
  
• 
  VCASS -Томас Фернесс в медицинских исследовательских лабораториях ВВС США Armstrong Medical Research Laboratories разработал в 1982 году визуально связанный симулятор бортовых систем - усовершенствованный полетный тренажёр. Пилот истребителя носил HMD, который дополнял вид из окна графиками, описывающими целеуказание или оптимальную информацию о траектории полета.
  
• 
  VIVED-Virtual Visual Environment Display-построенный в НАСА Эймс в 1984 году с использованием готовой технологии стереоскопического монохромного HMD.
  
• 
  VPL – компания VPL производит популярные DataGlove (1985) и в Eyephone HMD (1988) - первые коммерчески доступные VR-устройства.
  
• 
  BOOM -коммерциализирован в 1989 году фальшивыми космическими лабораториями. BOOM -это маленькая коробочка, содержащая два ЭЛТ-монитора, которые можно увидеть через глазные отверстия. Пользователь может схватить коробку, держать ее за глаза и перемещаться по виртуальному миру, поскольку механическая рука измеряет положение и ориентацию коробки.
  
• 
  UNC Walkthrough project – во второй половине 1980-х годов в Университете Северной Каролины было разработано архитектурное приложение walkthrough. Для улучшения качества этой системы было построено несколько VR-устройств, таких как HMDs, оптические трекеры и графический движок Pixel-Plane
  
• 
  Virtual Wind Tunnel -разработана в начале 1990-х годов в НАСА приложение Ames, которое позволяло наблюдать и исследовать поля течения с помощью стрелы и перчатки данных.
  
• 
  CAVE-представленная в 1992 году CAVE (CAVE Automatic Virtual Environment) - это система виртуальной реальности и научной визуализации. Вместо использования HMD он проецирует стереоскопические изображения на стены комнаты (пользователь должен носить очки с жидкокристаллическим затвором). Такой подход обеспечивает превосходное качество и разрешение просматриваемых изображений, а также более широкое поле зрения по сравнению с системами на базе HMD.
  
• 
  Augmented Reality (AR) - технология, которая “представляет виртуальный мир, который обогащает, а не заменяет реальный мир”. Это достигается с помощью прозрачного HMD, который накладывает виртуальные трехмерные объекты на реальные. Эта технология ранее использовалась для обогащения зрения пилота истребителя дополнительной полетной информацией (VCASS). Благодаря своему огромному потенциалу – улучшению человеческого зрения – дополненная реальность стала центром внимания многих исследовательских проектов в начале 1990-х годов.
  

---

3. 
   ТИПЫ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ
   

Виртуальная реальность (VR)-это полностью иммерсивный, поглощающий, интерактивный опыт альтернативной реальности с использованием компьютерной структуры, в которой человек воспринимает синтетическую среду с помощью специального оборудования человеко-компьютерного интерфейса и взаимодействует с моделируемыми объектами в этой среде так, как если бы они были реальными. Технологии VR позволяют вам взаимодействовать с 3D-графикой в реальном времени более интуитивно понятным и естественным образом. Такой подход повышает вашу способность понимать, анализировать, создавать и общаться. Система VR позволяет вам непосредственно воспринимать данные. Например, современные продвинутые интерфейсы позволяют вам смотреть и перемещаться внутри виртуальной модели или среды, проезжать через нее, поднимать предметы, слышать звуки, чувствовать объекты и другими способами воспринимать графические объекты и сцены так, как вы могли бы переживайте объекты и места в физическом мире. В результате VR служит инструментом решения проблем, который позволяет нам достичь того, что раньше было невозможно.Существует пять основных типов виртуальной реальности, классифицированных на основе технологии отображения. Они заключаются в следующем:

• 
  Приключенческие игры. Текстуально описываются виртуальные миры, где пользователь воспринимает виртуальную среду через ментальные образы, основанные на прочитанных словах (как при чтении романа).
  
• 
  Настольный 3D. Виртуальная среда графически отображается на мониторе настольного компьютера.
  
• 
  Спроектированный. 3D-среда проецируется на экран. Он позволяет одному пользователю демонстрировать концепции группе людей. CAVE(tm), где несколько экранов используются для окружения пользователя изображениями, является самой продвинутой формой проецируемой виртуальной реальности, используемой сегодня.
  
• 
  Полу-погружение. Большинство современных симуляторов полетов, кораблей и транспортных средств являются полуиммерсивными. Кабина пилота, мостик или водительское сиденье-это физическая модель, в то время как внешний вид создается компьютером (обычно проецируется).
  
• 
  Погружение. Это 3D-среда, видимая через головной дисплей (HMD). В полностью иммерсивной системе пользователь чувствует себя частью окружающей среды (испытывает чувство "присутствия"). Пользователь не имеет визуального контакта с физическим миром.
  

---

4. 
   УСТРОЙСТВА ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ
   

4.1 ЯЗЫК МОДЕЛИРОВАНИЯ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ (VRML)VRML расшифровывается как язык моделирования виртуальной реальности. Это спецификация для отображения 3-мерных объектов во Всемирной паутине. Его можно рассматривать как 3-D эквивалент HTML (то есть язык гипертекстовой разметки). Файлы, написанные на языке VRML, имеют расширение. wrl. К для просмотра таких файлов нам нужен VRML-браузер или vrml-плагин для веб-браузера. VRML создает гиперпространство, трехмерное пространство, которое появляется на экране вашего дисплея, и мы можем образно двигаться в этом пространстве. То есть, когда мы нажимаем клавиши для поворота влево, вправо, вверх или вниз, вперед или назад, изображения на экране изменяются, создавая впечатление, что мы движемся в реальном пространстве. VRML, язык моделирования виртуальной реальности, представляет собой формат файла для описания интерактивных трехмерных объектов и миров. Здесь мир-это модель трехмерного пространства, которое может содержать 3D объекты, свет и фон; в других 3D-системах это часто называют сценой. Объекты могут быть построены из твердых фигур, из текста или из примитивных точек, линий и граней. Объекты имеют оптические свойства материала, которые влияют на то, как они взаимодействуют со светом в мире; они также могут иметь текстуры (2-D узоры), применяемые к ним. Объекты можно группировать в более сложные объекты, использовать несколько раз, переводить и поворачивать. Объекты могут вызывать события, которые могут быть перенаправлены на другие события или на скрипты, написанные на JavaScript или Java. В VRML вы можете запускать звуки, перемещать объекты по траекториям и ссылаться на цели HTML или VRML. В JavaScript или Java вы можете программно манипулировать свойствами объектов VRML и даже создавать новые объекты. Опыт для тех, кто просматривает мир VRML, может быть активным или пассивным, в зависимости от того, как вы написали сценарий этого мира. VRML можно использовать для создания интерактивных 3D-игр, моделирования реальных или воображаемых устройств и зданий или даже городов для пошаговых инструкций, интерактивной визуализации научных данных, рекламных баннеров и многого другого.4.2. НАГОЛОВНОЙ ДИСПЛЕЙ (HEAD MOUNTED DISPLAY)Дисплей на голове - это именно то, на что он похож-компьютерный дисплей, который вы носите на голове. Большинство HMD устанавливаются в шлеме или комплекте защитных очков. Инженеры разработали головные дисплеи, чтобы гарантировать, что независимо от того, в каком направлении пользователь может смотреть, монитор будет оставаться перед его глазами. Большинство HMD имеют экран для каждого глаза, что дает пользователю ощущение, что изображения, на которые он смотрит, имеют глубину. Мониторы в HMD чаще всего представляют собой жидкокристаллические дисплеи (LCD), хотя вы можете встретить более старые модели, использующие дисплеи с электронно-лучевой трубкой (CRT). Жидкокристаллические мониторы более компактны, легки, эффективны

---

Смотрите также файлы

• Монография Институт нового индустриального развития (инир) им. С. Ю. Витте. Спб., 2017 171 с.docx

• "Кинематика движения".docx

• 5. 1 Административноправовой статус гражданина.docx

• Технологическая часть.docx

• Курсовая работа по дисциплине Макроэкономика Студент Гусельникова Кристина Михайловна.docx