虚拟现实技术教学大纲Word文档下载推荐.doc

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教学内容

理论课

讲授学时

实验课学时实践课讲授学时

小计

第五学期

一

VR系统简介

4

二

输入设备：

跟踪器、漫游和手势接口

三

输出设备：

图形、三维声音和触觉显示设备

四

VR的计算体系结构

五

VR建模

六

VR编程

七

VR中的“人的因素”

八

传统的VR应用

九

VRML编程

12

合计

54

四、讲授内容

第一部分理论讲授内容

第一章VR系统概述

【教学要求】

1.掌握VR系统的五个典型组成部分

2.掌握3I特性

3.了解虚拟现实技术的发展历史

4.了解虚拟现实技术的发展趋势

第一节虚拟现实技术概述

3I特性；

虚拟现实发展历史；

虚拟现实技术分类

第二节虚拟现实技术组成部分

输入设备；

输出设备；

生成设备；

虚拟演播室

第三节虚拟现实技术的应用与未来

虚拟现实技术的应用；

虚拟现实技术的未来

第二章VR输入设备

1.掌握VR的输入设备有哪些

2.掌握三维位置跟踪器的原理

3.掌握漫游和操纵接口

第一节输入设备跟踪器

惯性跟踪器；

机械跟踪器；

三维扫描仪；

红外跟踪器

第二节漫游和操纵接口

跟踪球；

三维探针；

体感游戏手柄

第三章VR输出设备

1.了解VR的输出设备有哪些？

2.掌握图形显示设备

3.掌握声音显示设备

4.掌握立体成像原理

第一节VR的输出设备

三维显示器；

全息影像；

立体现实技术；

图形显示设备的分类

第二节VR输出接口

声音显示设备；

三维声场；

触觉反馈

第四章VR的计算机体系结构

1.重点掌握绘制流水线构成。

2.难点分布式虚拟环境设计。

第一节VR的计算机体系结构

绘制流水线；

基于PC的图形体系结构；

基于工作站的体系结构

第二节分布式VR体系结构

多流水线同步；

联合定位绘制流水线，分布式虚拟环境

第五章VR建模

1.掌握几何建模

2.掌握运动建模

3．掌握行为建模

4.掌握模型管理技术构成

5.掌握物理建模

第一节VR物理建模

三维重建；

画家算法；

逐渐消隐

第二节VR几何建模

3MAX；

MAYA；

WEB3D

第三节VR行为建模

粒子系统；

分形技术

第六章VR编程

1.掌握VR开发工具包

2.掌握VRWorldToolKit工具集

3.掌握JAVA3D使用原理

第一节VR开发软件

几何建模与外观；

场景图；

传感器和动作函数

第二节VR开发工具包

传感器和行为；

网络开发

第三节全景技术

鱼眼相机；

全景地图；

全景镜头

第七章VR中人的因素

1.掌握VR专业术语

2.掌握VR使用者表现

3.掌握VR健康和社会安全问题

第一节VR中人的因素

VR表现；

VR使用；

VR与社会

第八章传统的VR应用

1.了解VR的应用领域

2.掌握VR在教育中的应用要求

第一节VR在医疗中的应用

虚拟手术；

信息可视化

第二节VR在教育中的应用

虚拟游戏；

立体现实；

虚拟博物馆

第九章VRML编程

1.重点：

掌握VRML编程语法和技巧

2.难点：

动画和交互的设计

第一节造型

群节点；

编组节点；

视点；

锚点

第二节环境设计

背景光源；

点光源；

虚拟声音

第三节动画效果和交互

事件；

路由；

传感器；

插补器

第四节VRML实例编程

五、考核要求

闭卷标准考试，平时成绩包括作业、考勤和课堂表现，占30%，期末试卷成绩占70%。

六、实施大纲的措施与要求

1.本课程涉及的知识和技术有很强的实用性和前沿性，需要不断补充新的知识。

2.本课程在授课时应注重理论讲解与实例演示教学模式。

上课时采用多媒体教学方式，上课过程中除了讲清基本理论和基本方法外，还应该在课堂上通过多媒体手段现场演示程序的执行及编译器的使用。

七、主要参考文献

1.陈怀友.《虚拟现实技术》.北京，清华大学出版社.2012年。

2.刘光然.《虚拟现实技术》.北京，清华大学出版社.2011年。

3.张菁.《虚拟现实技术及应用》.北京，清华大学出版社.2011年。