What is Virtual Reality?
Today the Virtual reality (VR) technology is applied to advance fields of medicine, engineering, education, design, training, and entertainment. VR is a computer interfaces which tries to mimic real world beyond the flat monitor to give an immersive 3D (Three Dimension) visual experiences. Often it is hard to reconstruct the scales and distances between objects in static 2D images. Thus the third dimension helps bringing depth to objects.
Virtual Reality (VR) vs Agumented Reality (AR)
Augmented Reality (AR) that places computer generated objects on top of real world to make it more meaningful and interacting with it. The good example of AR would be PokemonGo game and IKEA app. The IKEA app uses camera so users can visualize the products being placed at their home.
VR and AR, they donrsquo;t have winners or losers as they are being better in their respective way of use. VR, for example, is terrific for gaming and watching video. Being able to fully immerse yourself is incredible, and nearly all the experiences wouldnt feel the same in AR. At the same time, the ability to interact with the physical world while seeing elements of the virtual world is fantastic for productivity and some forms of entertainment, and long term could be a default for how we interact with all kinds of computer interfaces.
History of VR
Following are brief history of Virtual Reality:
|
Year |
Developments |
|
19th century |
Panoramic paintings : VR technology started with the introduction of 360 panoramic paintings from 19th century. These paintings filled the viewerrsquo;s entire field of vision making it an immersive scene. |
|
1838 |
Stereoscopic photos and viewers: Charles Wheatstone demonstrated that viewing different two-dimensional (2D) images side by side through a stereoscope gave the user a depth and immersion. The brain processes these two images from each eye into a single object of 3D. Later it was used for virtual tourism. |
|
1930s |
Pymalionrsquo;s Spectables, a short story by Stanley G. Weinbaum presented an idea of google-based virtual reality world through holographics, smell, taste and touch making hi a true visionary of the field. |
|
1960s |
Ivann Sutherland created the first VR Head Mounted Display with specialized software and motion control platforms which became standard for training. |
|
1987 |
The name “Virtual Reality” was coined by Jaron Lanier, founder of Visual Programming Lab (VPL). |
|
1993 |
Sega VR headset was announced for Sega Genesis console at Consumer Electronics show. However, it was a huge flop for Sega because it did not go further from prototype phase despite having four games developed for it. The prototype headgear had head tracking, stereo sound and LCD screens. |
|
1995 |
The Nintendo Virtual boy (VR-32) marked the walkthrough of VR in public realm. It was first ever portable console displaying true 3D graphics for gaming console but it lacked software support and was uncomfortable. |
|
1999 |
The Matrix, the Wachowski siblingsrsquo; film featured characters living in simulated world depicting VR. It was major cultural impact and introduced VR into the mainstream |
|
21st century |
The boom of smartphones with high density displays and 3D graphics capabilities has made a new generation of lightweight and practical VR devices possible. |
|
2014 |
Facebook bought Oculus VR and developing a VR chat rooms for future. |
|
2017 |
Burst of different VR devices in the commercial market. |
This section shows an overview of VR systems from hardware to software to human perception to understand the working of entire VR systems.
Hardware
The hardware produces stimuli that override the senses of the user [22] based on human motions. The VR hardware accomplishes this by using sensors for tracking motions of user such as button presses, controller movements, eye and other body part movements. It also considers the physical surrounding world because only engineered hardware and software does not constitute the complete VR system. The organism (users) and its interaction with the hardware is equally important.
VR hardware constitute of sensors which act as transducer to convert the energy it receives into a signal from an electrical circuit. This sensor has receptor to collect the energy for conversion and organism has sense organs such as eyes and ears for the same purpose. As the user moves through the physical world, it has its own configuration space which are transformed or configured correspondingly.
VR Devices
VR devices are the hardware products used for VR technology to happen. The different key components of VR system are discussed below. The figure (number) shows the high-level view of Virtual World Generator (VWG). The inputs are received from the user and his surroundings and appropriate view of the world are rendered to displays for VR experiences.
Personal Computer (PC)/Console/Smartphone
Computers are used to process inputs and outputs sequentially. To power the content creation and production significant computing power is required, thereby making PC/consoles/smartphones important part of VR systems. The VR content is what users view inside and perceive so it is
剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
什么是虚拟现实？
今天，虚拟现实（VR）技术已应用于医学，工程学，教育，设计，培训和娱乐等先进领域。VR是一种计算机界面，它试图模仿平板显示器之外的真实世界，以提供身临其境的3D（三维）视觉体验。通常很难在静态2D图像中重建对象之间的比例和距离。因此，第三维有助于将深度带入对象。
虚拟现实（VR）与增强现实（AR）
增强现实（AR），它将计算机生成的对象置于现实世界之上，以使其更有意义并与之交互。AR的一个很好的例子是《精灵宝可梦Go》游戏和宜家家居手机应用程序。宜家家居手机应用程序使用摄像头，因此用户可以看到产品被放置在他们家中。
VR和AR没有赢家或输家，因为它们各自的使用方式都更好。例如，VR对于游戏和观看视频来说是很棒的。能够完全沉浸于游戏之中真是令人难以置信，几乎所有的体验在AR中都不会一样。同时，在看到虚拟世界元素的同时与现实世界交互的能力对于生产力和某种形式的娱乐而言是极好的，长期来看，这可能是我们与各种计算机接口交互的默认方式。
VR的历史
以下是虚拟现实的简要历史：
|
年份 |
发展 |
|
19世纪 |
全景绘画：VR技术始于19世纪360幅全景绘画的引入。这些画充满了观众的整个视野，使其成为一个身临其境的场景。 |
|
1838年 |
立体照片和观看者：Charles Wheatstone演示了通过立体镜并排查看不同的二维（2D）图像可为用户带来深度和沉浸感。大脑将每只眼睛的这两个图像处理为单个3D对象。后来，它被用于虚拟旅游。 |
|
20世纪30年代 |
Syley G. Weinbaum撰写的短篇小说《皮格马利翁的眼镜》通过全息技术、嗅觉、味觉和触觉使该领域的真正愿景成为现实，提出了基于Google的虚拟现实世界的想法。 |
|
20世纪60年代 |
伊万bull;萨瑟兰（Ivann Sutherland）创建了第一台带有专用软件和运动控制平台的VR头戴式显示器，成为培训的标准。 |
|
1987年 |
“虚拟现实”这个名称是由Visual Programming Lab（VPL）的创始人Jaron Lanier创造的。 |
|
1993年 |
世嘉 VR头盔在消费电子展上宣布用于世嘉创世纪游戏机。然而，对于世嘉来说，这是一次巨大的失败，因为尽管为它开发了四款游戏，但它并没有从原型阶段走得更远。这款原型头盔有头部追踪、立体声和液晶显示屏。 |
|
1995年 |
任天堂的产品虚拟男孩（VR-32）标志着VR在公共领域的普及。它是有史以来第一款可为游戏机显示真实3D图形的便携式游戏机，但它缺乏软件支持，而且带着不舒服。 |
|
1999年 |
沃卓斯基兄弟的电影《黑客帝国》中，主角们生活在描绘虚拟现实的模拟世界中。这是一次重大的文化冲击，并将VR引入了主流。 |
|
21世纪 |
具有高密度显示和3D图形功能的智能手机的蓬勃发展使得新一代轻巧实用的VR设备成为可能。 电子游戏产业发展了消费者虚拟现实技术。深度传感相机套件，运动控制器和自然人机界面已经在市场上用于日常人机交互。 |
|
2014年 |
Facebook收购了Oculus VR，并为未来开发了一个虚拟现实聊天室。 |
|
2017年 |
商业市场中各种VR设备的爆发。 |
本节概述了从硬件到软件再到人类感知的VR系统，以了解整个VR系统的工作原理。
硬件
硬件会根据人体运动产生刺激，以覆盖用户的感觉[22]。VR硬件通过使用传感器来跟踪用户的运动，例如按键，控制器运动，眼睛和其他身体部位运动来实现此目的。它还考虑了物理环境，因为仅工程硬件和软件无法构成完整的VR系统。有机体（用户）及其与硬件的交互同样重要。
VR硬件由传感器组成，这些传感器充当换能器，将其接收的能量转换成来自电路的信号。该传感器具有受体以收集能量以进行转化，而生物具有相同目的的有意识的器官，如眼睛和耳朵。当用户在物理世界中移动时，它具有自己的配置空间，这些配置空间会相应地转换或配置。
VR设备
VR设备是用于VR技术实现的硬件产品。下面讨论了VR系统的不同关键组件。该图（数字）显示了虚拟世界生成器（VWG）的高级视图。从用户处接收输入，并将其周围环境和适当的世界视图呈现给显示器，以提供VR体验。
个人电脑（PC）/控制台/智能手机
计算机用于顺序处理输入和输出。为了支持内容创建和生产，需要强大的计算能力，从而使PC /控制台/智能手机成为VR系统的重要组成部分。VR内容是用户在内部查看和感知的内容，因此与其他硬件一样重要。
输入设备
输入设备为用户提供沉浸感，并确定用户与计算机进行通信的方式。它可以帮助用户在VR环境中进行导航和交互，使其尽可能直观自然。不幸的是，当前的技术水平还不足以支持这一点。最常用的输入设备是操纵杆，力球/跟踪球，控制棒，数据手套，触控板，设备上的控制按钮，运动跟踪器，紧身衣，跑步机和运动平台（虚拟全方位）。
输出设备
刺激感觉器官的设备。输出设备用于向用户呈现VR内容或环境，这是产生沉浸感的最大设备。这些包括视觉，听觉或触觉显示。像输入设备一样，输出设备目前也不发达，因为当前最先进的VR系统无法激发人们完美的理想方式。大多数系统支持视觉反馈，只有部分系统通过音频或触觉信息进行了增强。
软件
除了输入，输出硬件及其协调之外，底层软件也同样重要。它负责I / O设备的管理，分析传入的数据并生成适当的反馈。整个应用程序是时间紧迫的，软件必须对其进行管理：必须及时处理输入数据，并且必须及时发送到输出显示的系统响应，以免破坏沉浸感。开发人员可以从VR头戴设备供应商处开始使用基本软件开发套件（SDK），然后从头开始构建自己的VWG。SDK通常提供基本的驱动程序，访问跟踪数据和调用图形渲染库的接口。有一些现成的VWG可用于特定的VR体验，并且可以选择添加高级脚本。
音频
虚拟现实音频在技术上可能不像视觉组件那样复杂，但是，它对于激发用户的感觉并实现沉浸感是同等重要的组件。大多数虚拟现实耳机为用户提供了将自己的耳机与耳机结合使用的选项。其他耳机可能包括其自己的集成耳机。虚拟现实音频通过位置多扬声器音频（通常称为“位置音频”）工作，从而产生3D世界的幻觉。位置音频是一种用耳朵看东西的方式，并用于虚拟现实中，因为它可以提供提示来吸引用户的注意力，或者为用户提供视觉上无法呈现的信息。这项技术已经相当普遍，并经常在家庭影院环绕声系统中找到。
人类的感知
了解人体的生理学和视错觉对获得最大的人类感知而无副作用非常重要。人类使用不同的刺激，感受器和感觉器官进行感觉。
由于虚拟现实应该模拟现实世界，因此重要的是要知道如何“欺骗用户的感觉”，以了解最重要的刺激是什么，主观观看的可接受质量是什么？人类的视觉提供了传递到我们大脑的大部分信息，然后是听力，触觉和其他感官。所有刺激与用户动作的系统同步也负责VR系统的正常运行。
在了解了不同的感官，刺激和感觉器官如何共同为用户提供虚拟现实之后，了解其在技术上的工作原理也至关重要。
内容创作
虚拟现实的最新发展及其广泛的应用使许多公司涌现出不同的想法来创建内容。有两种方法可以为您的虚拟现实应用程序创建内容：
拍摄360度沉浸式视频
拍摄360度视频是创建VR内容的最简单方法。对于360度视频，除了环顾四周，您将无法与环境互动。我们还可以看到360个视频，现在Facebook和Youtube都支持它。这使人们能够在网上上传大量内容。
要创建360度视频，您将需要具有更好分辨率的特殊360摄像机。下一步是拍摄，您需要将保持相机在静止位置或平稳运动，否则会导致观看者的晕动症。您还可以使用软件来编辑视频，以减少拍摄时的任何问题。
制作3D动画或建筑
拍摄360度视频将使我们能够创建真实世界的内容，但是如果我们想创建更高级的交互式应用程序。与让用户从一个角度观看世界的360度视频相比，3D创作可以使我们创建用户可以在虚拟世界中移动的内容。
简单的方法是捕获现实世界的3D模型并开发经验。另一种方法是使用游戏引擎，例如Unity和Unreal Engine。现在有许多可用的引擎，这些引擎将使开发人员不仅可以创建游戏，而且还可以用于其他3D建筑。
视场角
视场角（FOV）是指图片的宽度[中文女孩参考]，并根据显示程度进行测量。它还提供了对环境景观的真实感。如今，最高端的头戴设备具有100或110度的角度，足以应付大多数可用的VR内容。
帧速率
“帧速率是指显示屏显示连续图像的频率（速率），也称为帧”。在VR中，所需的最小帧速率约为每秒60帧，以避免内容卡顿或对用户产生其他副作用，并提供逼真的体验。VR头戴式耳机的帧速率将在未来不可避免的提高，从而提供更真实的体验。
延迟
沉浸式应用还取决于仿真的自然性。延迟是指用户的头戴式耳机中显示的图像赶上他们不断变化的头部位置所花费的时间。延迟也可以视为延时，以毫秒（ms）为单位。为了使体验真实，延迟通常需要在20毫秒（ms）或更短的范围内。要使人脑将虚拟环境视为真实环境，需要低延迟。
随着显示、感测和计算机技术的进步，它为用户提供了新的VR体验，这种体验对于不同的VR应用程序，它们将更加逼真和身临其境。VR可以在不同领域带来令人兴奋的新发现。VR有广泛的应用程序，其中包括：
娱乐
VR在娱乐领域的潜力是显而易见的、巨大的，因为娱乐行业的价值高达数十亿美元，并且消费者始终对它的新颖性感兴趣。
VR电子游戏世界早在1982年就已被迪士尼电影《电子世界争霸战》所普及。如今，通过虚拟化身在大型现实主义世界中探索了视频游戏。在VR游戏中，游戏者可以朝任何方向看或在场景中漫步。
好莱坞电影提供了越来越高的真实感，使用户感觉好像它们是场景的一部分。它们借助HMD支持用户完全沉浸在计算机生成的世界中，该HMD支持场景的立体视图，从而通过音频，触觉和感官界面增强了用户的位置和方向。
教育
除了建立社会意识之外，第一人称视角可能会改变我们今天的教育场景。解决任何现实中任何过于危险，昂贵或不切实际的事情，虚拟现实都是解决方案。VR提供了难以理解的困难概念或数据中的几何关系的可视化。如果真实环境的成本高昂或对健康有害，VR是理解和学习虚拟现实的最佳选择。例如，飞行模拟、消防、核电厂安全、医疗程序等都是VR培训，对教育很有用。虚拟现实教育不仅包括这些常见用途，还包括历史，人类学和外语习得。学生可以在不同时代探索17世纪的街道，而不仅仅是读书。
制造业
制造业已经在模型中使用了虚拟现实，并在实现之前对其进行了设计。
旅游与广告
虚拟现实技术已用于创建历史遗迹，然后使用户可以在家中舒适地体验它。例如，您甚至可以创建发生在特定地点的战争，并感到自己陷入了战争。
使用VR，广告和购物体验会更好。如果有购物体验，甚至会使用AR来获取产品信息。
·市场上的VR
更强大的硬件的发展和设备成本的降低使许多玩家将VR作为主要的下一代技术。根据市场研究公司SuperData的报告显示，VR收入将比2016年增长20倍。与2016年相比，2017年的总收入预计将增长168％，到2020年将达到377亿美元，如下图所示。
2016年的低增长是由于硬件和内容的可用性降低，但预计未来几年还会增长。2020年，VR软件收入将超过硬件收入，达到199亿美元。
VR的主要参与者
我们可以看到VR的发展，但是Facebook在2014年收购了Oculus产生了巨大的影响。从那时起，我们已经看到了该领域的许多主要公司。
全球已售出近8900万部VR头盔，其中98％属于移动VR头盔类型。Google Cardboard的价格便宜且可提前发布，因此占据了大部分市场。它不是构建复杂游戏或交互式应用程序的最佳平台。
在上图中，我们可以看到除Google Cardboard之外的其他设备的销售情况。报告显示，到目前为止已售出450万套VR设备。
1. Oculus（Facebook）
市场上最受关注的VR系统可能是Oculus Rift。它最初于2012年作为Kickstarter项目启动，后来于2014年被Facebook收购。售出了大约3
剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[240447]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
