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虚拟现实VR程序编写解决方案

虚拟现实VR程序编写解决方案

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虚拟现实VR程序编写解决方案

目 录

一 前言?????????????????????????1 二 虚拟现实?????????????????????2

2.1虚拟现实简介??????????????????????2 2.2虚拟现实技术的发展意义?????????????????2 2.3 VR虚拟现实技术的应用??????????????????3 2.4 虚拟现实技术主要发展动向????????????????3

三 MATLAB介绍?????????????????????4

3.1 MATLAB的概况??????????????????????4 3.2 MATLAB产生的历史背景??????????????????4 3.3 MATLAB的语言特点????????????????????5 3.5 MATLAB虚拟现实工具箱的安装与设置????????????6 3.6 MATLAB 虚拟现实语言--VRML简介??????????????6 3.7 MATLAB虚拟现实工具箱相关函数介绍?????????????7 四 飞机绕大楼飞行的模拟实例???????????????7

4.1构建飞机绕大楼的虚拟世界????????????????7 4.1.1用V-realm Builder建立虚拟世界?????????????8 4.1.2添加对象????????????????????????9 4.1.3对所构造虚拟世界的对象的编程?????????????10 4.2飞机飞行轨迹的设想???????????????????10 4.3在MATLAB下导入虚拟现实文件???????????????12

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4.3.1飞机飞行姿态问题的考虑????????????????13 4.4仿真实现飞机绕大楼飞行?????????????????14

五 结论????????????????????????17 谢辞??????????????????????????18

前言

虚拟现实 ，英文名为 Virtual Reality ，简称 VR 技术。它与传统的模拟技术完全不同，是将模拟环境、视景系统和仿真系统合三为一，把操作者与计算机生成的三维虚拟环境连结在一起。操作者通过传感器装置与虚拟环境交互作用，可获得视觉、听觉、触觉等多种感知，并按照自己的意愿去改变“不随心”的虚拟环境。作为一项尖端科技，虚拟现实集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由计算机生成的高技术模拟系统。 这种技术的特点在于计算机产生一种人为虚拟的环境，这种虚拟的环境是通过计算机图形构成的三维数字模型，并编制到计算机中去生成一个以视觉感受为主，也包括听觉、触觉的综合可感知的人工环境，从而使得在视觉上产生一种沉浸于这个环境的感觉，可以直接观察、操作、触摸、检测周围环境及事物的内在变化，并能与之发生“交互”作用，使人和计算机很好地“融为一体”，给人一种“身临其境”的感觉。

在国外，美国是在VR技术方面最具权威性的国家。利用虚拟现实技术设计波音777获得成功，是近几年来一件引起科技界瞩目的伟大成果。日本在建立大规模VR知识库和虚拟现实的游戏方面做出了很大的成就。欧洲一些国家也有重要成果。

在我国VR技术的发展起步于90年代初，目前已有多所研究中心和大学进行了这方面的研究。在医学上，我国的“虚拟人”具有标准的人体选取和尸体处理办法，精密的人体切片密度和我国首创的人体结构染色技术。这使得我国的“虚拟人”研究已走在世界前列。北京科技大学钟延炯教授研制的VR-4的汽车驾驶模拟器是我国虚拟现实技术产品的典型代表。

虚拟现实技术的应用于2006年获得了重大突破，一款名为Second Life的网络游戏，以虚拟现实技术（Virtual Reality Technology）所构建的高度拟真体验，完全颠覆了人们对互联网的想象。截止2006年12月，已经有300万人生活在这一虚拟世界中，且以每月20万名用户的速度增长，并成功吸引了全世界主流媒体的热捧。人们已经发现，一个

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完全逼真的“虚拟世界”（Met averse）已经进入我们的生活，一种非同寻常的变化正在发生。

这次设计要完成的是通过对虚拟现实技术的了解，应用MATLAB的虚拟现实工具箱，来完成简单的编程，实现飞机绕大楼飞行的虚拟现实场景演示。本次设计需要解决的问题主要是飞机的飞行轨迹和飞行中飞机的姿态。虽然本次设计只是虚拟现实技术与MATLAB结合的简单应用，但体现了MATLAB与时俱进的强大功能和虚拟现实技术的重要推广价值。

二 虚拟现实

2.1虚拟现实简介

虚拟现实，也称虚拟实境或灵境，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统，它利用计算机技术生成一个逼真的、具有视、听、触等多种感知的虚拟环境，用户通过使用各种交互设备，同虚拟环境中的实体相互作用，使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真和信息交流，是一种先进的数字化人机接口技术。虚拟现实的三大特点是：沉浸度，交互性，想象力。其中实质性特征的就是交互性。因为虚拟现实技术是一种全新的人机交互方式，不是简单的图形显示，而是动态的三维立体空间,用户不仅可以看到虚拟现实里的对象，还可以操作其中的一些部分随人类的意志运动，让用户感受到真正的参与和产生满足感。自从虚拟现实技术诞生以来，它已经在军事模拟、先进制造某某市规划/地理信息系统、医学生物等领域中显示出巨大的经济、军事和社会效益，与网络、多媒体并称为21世纪最具应用前景的三大技术。

2.2虚拟现实技术的发展意义

现在，迅速发展的计算机硬件、软件系统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，越来越多的新颖、实用的输入输出设备相继某某市场，而人机交互系统的设计也在不断创新，这些都为虚拟现实系统的发展打下了良好的基础。从萌芽到今天的日渐成熟，虚拟现实技术的发展也经历了风风雨雨。它在各个方面的应用日益改变着人类的工作、生活和学习环境，使得数据与程序的交流更为简单和广泛。但到目前为止这些还只是初步应用，相信在以后虚拟现实技术会得到更好的发展，为人类社会做出更大的贡献。

展望未来5年虚拟现实将与人类更加贴近，给予虚拟现实的服务项目日趋多元化。而在虚拟现实的应用领域，基于互联网的应用将爆发前所未有的爆发力。而虚拟现实融合语音智能将为虚拟现实的网络平台插上飞翔的翅膀。

2.3虚拟现实的各种应用

随着虚拟现实技术的发展，它的应用领域也得到了很大的扩展，已经不仅仅是应用于

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游戏和主题公园方面，在医学，建筑，军事，航空航天，网络教学及电影制作等方面也有了重要的应用。

2.3.1虚拟现实在现代医学上的应用

在医学上，我国的“虚拟人”具有标准的人体选取和尸体处理办法，精密的人体切片密度和我国首创的人体结构染色技术。这使得我国的“虚拟人”研究已走在世界前列。医生可以在虚拟人身上作手术获得经验，试用新药，还可以将其放在危险的核、生化武器试验现场获得对人体有害的数据。

2.3.2虚拟现实在航空航天中的应用

在航空方面，虚拟现实可以让宇航员在上太空之前进行逼真的太空操作和太空行走，为以后真正的太空行动积累经验。在航天方面，它为飞行员的训练提供帮助，有效地防止了空难的发生。

2.3.3虚拟现实在军事领域的应用

VR技术就是诞生于军事应用，在军事应用方面很多，包括：模拟战场，模拟操作，模拟驾驶，模拟装配等等。都需要通过VR技术来实现。而且在相关军事工作汇报中也会有VR技术的支持。

2.3.4虚拟现实在建筑与规划中的应用

某某市规划中经常会用到VR技术，用VR技术不仅能十分直观的表现虚拟某某市环境，而且能很好的模拟各种天气情况下某某市，而且可以一目了然 的了解排水系统，供电系统，道路交通，沟渠湖泊等等。而且能模拟飓风、火灾、水灾、地震等自然灾害的突发情况。对于政府某某市规划的工作中起到了举足轻重 的作用。

2.3.5虚拟现实在网络教学中的应用

“虚拟学校”系统的开发，可以让学习者在网络构建的虚拟学校中自由活动，与其他虚拟学习者进行知识的交流，可以在图书馆中阅读，也可以随意选择自己喜欢的课程。“虚拟学校”可以使学习者从多角度了解所学习的知识和技能，提高学习的积极性。

2.4虚拟现实技术主要发展动向

在未来的 VR 技术的主要发展动向主要是以下几个领域：

某某市规划：系统用于展某某市规划、宣某某市建设、提某某市形象。系统根某某市的当前状况和某某市的未来规划，某某市的过去、现在和将来任意时间的情况展示在规划设计者、政府决策者、投资开发者和某某市民面前。

大型工程漫游：展示各种拟建设的工程项目，为国际和国内工程设计投标建立多种层次、细节丰富的虚拟模型，真实再现工程竣工后的情况。

名胜古迹虚拟旅游：展现名胜古迹的景点，可以任意选择路径遨游各景点，乐趣无穷。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/8olv.html