1. VR学科的全局认识

[kiaorahao]

头部说明

Owner:

@happylyy

背景：

根据会议02确定主题和分工，开始原始资料收集。

进度一览：

As-Is：

• 20190111. @kiaorahao 创建模板

To-Be:

• 20190111. @happylyy 资料收集

As-Is：

• 20190113. @happylyy 界定VR的研究领域
• 20190113. @happylyy 找到VR学术领域的牛人

To-Be:

• 20190114. @happylyy 通过批量阅读论文获取VR领域最小全局认识

团队协作点：

正文

参考资料

IA003BP/PPT_Presentation

changelog

20190111 V1.0 参考IA003BP/分析报告模板创建模板

[kiaorahao]

有几个想到的点：

1. 学术分析除了从时空变量关系角度分析，还有老阳后来答疑特别提及的 三个“领域内最重要的机构、学者和重要研究主题”
2. 挖掘的套利点：博士论文等。。启发

[linfengisep]

在查公司，遇到一个学术领域的院士，@刘宇旸 ， fyi
name：赵沁平
title：信息于电子工程院院士
price：计算机软件和虚拟现实应用，获得过国家科学进步一等奖1项，二等奖2项。

[jingzhou9908]

学术分析 是否能使用sitespace？

[kiaorahao]

ARVRMR 比较

source:
zotero/中泰证券AR产业报告.pdf

[kiaorahao]

可参考
1.虚拟现实发展历史表：

2.AR VR MR

source：
“VR、AR和MR-挑战与机遇.Pdf,” n.d.

[kiaorahao]

参考资料：

• 一篇文章梳理完虚拟现实相关的核心技术 | 收藏 | 爱范儿

• 一篇文章让你找到国内外所有的虚拟现实实验室 | 爱范儿

• 一篇文章梳理完AR背后的八大关键性技术

[happylyy]

整理自虚拟现实综述
[VR历史阶段：]

• 1929 - 1964，随着各种仿真模拟器的不断发展，形成计算机仿真科学技术学科。
• 1965 - 1980，随着计算机图形学的发展，出现了头盔显示器，数据手套等新型人机交互设备的研究。然而受到计算机技术本身发展的限制，处于思想、概念和技术酝酿形成阶段。
• 1981 - 1990，出现了几个典型的VR系统，并用于军事实践。
  • 1989年 美国VPL公司的创立者Lanier J提出了Virtual Reality一词
• 1991 - 2000，随着计算机技术与高性能计算机、人机交互技术与设备、计算机网络等技术领域的高速发展，此时VR进入了告诉发展期。
  • 1994年，VRML语言提出并标准化

[happylyy]

#1. VR历史阶段：

• 1929 - 1964，随着各种仿真模拟器的不断发展，形成计算机仿真科学技术学科。
• 1965 - 1980，随着计算机图形学的发展，出现了头盔显示器，数据手套等新型人机交互设备的研究。然而受到计算机技术本身发展的限制，处于思想、概念和技术酝酿形成阶段。
• 1981 - 1990，出现了几个典型的VR系统，并用于军事实践。
  • 1989年 美国VPL公司的创立者Lanier J提出了Virtual Reality一词
• 1991 - 2000，随着计算机技术与高性能计算机、人机交互技术与设备、计算机网络等技术领域的高速发展，此时VR进入了告诉发展期。
  • 1994年，VRML语言提出并标准化

1990年SIGGRAPH会议提出VR技术主要研究内容是：
实时三维图形生成技术
多传感器交互技术
高分辨率现实技术

##1.2虚拟现实系统分类：

1. 从系统功能的角度：训练演练、规划设计和展示娱乐
2. 从沉浸式体验的角度：非交互式体验、人-虚拟环境交互式体验，群体-虚拟环境交互式体验。
3. 虚拟现实系统中的数据流

• 不同种类的数据
  
• 几种VR系统中的数据流
  
  

#2. 虚拟现实中的建模方法：
##2.1 数据类型和建模方法分类
###2.1.1 模型数据来源与类型
实际测量：通过数据衣、数据手套、卫星遥感等采集设备
数学生成
人工构造
###2.1.2 建模方法分类
景物外观建模,基于物理的建模,行为建模,虚实融合建模
##2.2 景物外观建模
表现虚拟对象的空间结构和外观，主要包括基于几何，图像和材质光照信息的建模方法。外观建模水平决定了虚拟环境和对象的逼真性。

1. 基于深度图像的建模。使用三维扫描设备，从不同的视点进行扫描采样。
2. 基于图像的建模方法。利用拍摄的照片构造逼真的三维模型。
3. 材质光照建模方法（光学）。光子物理学认为，光线与物体的互相作用可以由入射光的位置、方向、波长及光线在物体内部的传输时间等信息所描述。
4. 体光照模型。体光照模型是对光线穿过体素时光强发生变化等物理现象的数学描述，是进行直接体绘制的基础。
5. 场的建模方法。电磁场、引力场等肉眼不可见的场有时需要在虚拟环境中呈现出来。构建方式有：矢量场和标量场。
   #修改麦云飞信息：“第九大区”→“珠三角大区” #2.3 基于物理的建模
   虚拟环境和对象的运动、相互作用和发生变化时符合物理规律的程度有赖于物理规律建模。根据建模对象的不同,基于物理的建模方法有针对刚体、柔性物体、不定型物和人体运动的建模方法。此外，为了模拟某些自然场景和随机变化，人们还在基于物理的建模中采用粒子系统和过程方法。
6. 刚体运动建模方法。刚体运动建模时只需考虑它在环境中的位置与方向变化，不需要考虑物体变形，涉及的内容主要包括刚体的运动模拟（运动学），碰撞检测以及联结和约束等问题。

• 碰撞检测包括：空间剖分法和层次包围盒法。
• 联结和约束。主要应用领域是机器人和自动控制。

2. 柔性物体建模方法。许多物体在运动或相互作用过程中会产生变形，即所谓柔性物体。

• 几何方法
• 物理方法。将柔性物体划分为质点网格，将柔性物体的运动看成质点网格在力、能量等各种物理量作用下的质点运动。
• 柔性物体的碰撞检测。通常采用层次包围体树结构。

3. 流体建模方法。一般是从流体力学中选取适当的流体运动方程，进行必要的简化，通过数值求解得到各时刻流体的形状和位置。
4. 虚拟人运动建模方法。虚拟人是虚拟环境的重要组成部分，虚拟人运动的建模研究主要涉及运动数据的获取、处理和运动的控制。

##2.4 行为建模
近年来，VR应用对自治对象行为的智能水平提出了越来越高的要求，新的行为建模方法也不断涌现，行为建模成为VR研究中的一个重要方面，属于人工智能范畴。

1. 自治对象分为个体和群体。
2. 基于有限状态自动机的建模方法。
3. 面向专家系统的建模方法。
4. 基于Agent的建模方法。

##2.5 虚实融合的场景建模
依托真实环境，只将少量的真实环境中没有或需要灵活变更的景物，通过Vr建模构造成虚拟景物，融入到真实场景中。（增强现实）虚实融合的场景建模技术包括：真实环境信息获取与表示，虚实对象三维注册，遮挡处理，虚实光照融合处理等。

1. 面向虚实融合场景构建的真实信息获取与表示
2. 虚实对象的三维注册方法
3. 虚实对象的空间遮挡处理方法
4. 虚实光照融合处理方法

#3. VR表现技术
是VR领域的重要研究内容之一，它将数字空间内的各种虚拟景物模型通过不同的VR表现方法、算法渲染在表现设备上，以沉浸的方式呈现给用户。
##3.1 视觉表现技术
真实感图形图像实时绘制是实现VR视觉感知的最重要手段。按照所处理对象不同可分为图形绘制技术，图像生成技术和图像图形结合的绘制技术。
1.真实感光照计算
2. 复杂文理映射
3. 自然景物的绘制
4. 网格化简技术
5. 并行绘制方法
6. 基于图像的绘制方法
7. 图像与图形结合的绘制方法

#4. VR的交互方式及其设备
##4.1. 场景显示方式及其设备：头盔式显示、桌面式显示、投影式显示、手持式显示、自由立体显示
##4.2. 触觉/力觉交互及其设备：力反馈操纵杆、触觉数据手套
##4.3 跟踪定位方式及其设备

• 跟踪定位。使用跟踪定位器为立体眼镜，头盔显示器，数据手套等交互设备提供跟踪目标和方向位置。
  #应用哪些高阶模型和实践策略？ #4.4. 行走式交互：踏板行走式交互、地面行走式交互、传动平台式行走交互

#5. VR开发平台与支撑环境

1. 建模工具
2. 绘制工具
3. 分布式VR开发平台
4. 其他工具，如虚拟样机分析软件，虚拟仪表等

#6. 虚拟现实应用：

1. 军事领域
2. 医学领域
3. 工业领域
4. 教育文化领域
   一般来说，VR在不同领域的应用主要集中在培训与演练，规划与设计，展示与娱乐3个方面。在文化教育领域的应用场景有：
5. 数字博物馆/科学馆：利用VR技术可以进行各种文献、手稿、照片、录音、影片和藏品等文物的数字化和展示。对这些文物展品高精度的建模也不断给VR建模方法和数据采集设备提出更高的要求，推动了VR的发展。许多国家都积极开展了这方面的工作，如纽约大都会博物馆，大英博物馆、俄罗斯冬宫博物馆和法国卢浮宫等都建立了自己的数字博物馆。我国也开发并建立了大学数字博物馆、数字科技馆和虚拟敦煌、虚拟故宫等。
6. 规划与设计。VR可以为大型文艺演出，大型活动开幕式等提供具有沉浸感和逼真性的仿真彩排手段，从而使这些活动流程编排更合理、艺术效果更好。这类应用的范例是2004年雅典奥运会开幕式使用VR技术进行烟火创意设计和视觉效果模拟。
7. 展示与娱乐。