VPL演算法

1. VR是什麼意思

虛擬現實技術是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機模擬系統，它利用計算機生成一種模擬環境，是一種多源信息融合的、互動式的三維動態視景和實體行為的系統模擬使用戶沉浸到該環境中。下面是我收集整理的VR介紹，歡迎閱讀。

VR是什麼意思?

VR(Virtual Reality，簡稱VR)即虛擬現實(或稱靈境技術)，它是一種可創建和體驗虛擬世界的計算機系統。

虛擬現實的內涵實際是綜合利用計算機圖形系統和各種現實及控制等介面設備，在計算機上生成的、可交互的三維環境中提供沉浸感覺的技術，類似於3D技術，看過3D電影的朋友應該比較有感觸。

2016年被稱為是VR設備的元年，眾多廠商開始布局研發VR設備，它將使得人類的交流採用了新的方式，進入了新的領域。

VR有什麼用?

目前已經有不少廠商開始推出VR設備，如 HTC Vive、AMD Sulon Q、索尼PS VR、VR的頭盜等等，目前這些設備主要是VR眼鏡或者VR的頭盜設備，可以體驗一些VR視頻、游戲等等，帶來3D場景體驗，給人一種身臨其境的感覺，帶來了更為極致的用戶體驗。

當然，VR設備也不僅僅是體驗在娛樂上，在今後的影視、繪畫、虛擬現實游戲、學習、醫療等方面也能帶來全新的應用場景，因更為逼真與身臨其境的體驗，勢必會成為今後的主流。

關於VR是什麼意思以及相關作用就簡單介紹到這里，相信隨著VR設備的逐漸流行，大家會對這樣的`設備逐漸會有清晰的認識。就目前而言，VR設備還處於初期階段，真正成熟恐怕還要3-5年，我們不妨拭目以待吧。

VR技術原理與VR發展史

一、技術原理

VR = Virtual Reality，虛擬現實，或稱靈境技術，實際上是一種可創建和體驗虛擬世界(Virtual World)的計算機系統 。

二、VR發展史

虛擬現實(Virtual Reality，簡稱VR)，是由美國VPL公司創建人拉尼爾(Jaron Lanier)在20世紀80年代初提出的。其具體內涵是：綜合利用計算機圖形系統和各種現實及控制等介面設備，在計算機上生成的、可交互的三維環境中提供沉浸感覺的技術。其中，計算機生成的、可交互的三維環境成為虛擬環境(即Virtual Environment，簡稱VE)。

2014年3月26日，美國社交網路平台Facebook宣布，將斥資20億美元收購沉浸式虛擬現實技術公司Oculus VR。

Facebook 首席執行官Mark Zuckerberg堅信虛擬現實將成為繼智能手機和平板電腦等移動設備之後，計算平台的又一大事件。並計劃將Oculus的應用拓展到游戲以外的業務，在此之前，Oculus主要用於為人們在游戲過程中創造身臨其境的感覺。Facebook收購Oculus，使得虛擬現實這個科技行業小眾的名詞，開始為更多業外的人們所熟悉。業內人士稱，虛擬現實時隔7年多，又迎來了春天。

2015年3月在MWC2015上，HTC與曾製作Portal和Half-Life等獨創游戲的Valve聯合開發的VR虛擬現實頭盔產品HTC Vive亮相。HTC Vive控制器定位系統Lighthouse採用的是Valve的專利，它不需要藉助攝像頭，而是靠激光和光敏感測器來確定運動物體的位置，也就是說HTC Vive允許用戶在一定范圍內走動。這是它與另外兩大頭顯 Oculus Rift 和PS VR的最大區別。

2016年的MWC2016大會上，HTC Vive正式發布亮相，如今已經上市。此外，AMD、索尼等品牌也紛紛在今年亮相了自家的VR設備。除此之外，三星、華為、聯想、小米、錘子科技也紛紛在布局研發VR設備，2016年因而被稱為是VR設備的元年。

VR應用領域與發展前景

VR(虛擬現實)技術可廣泛的應用於城市規劃、室內設計、工業模擬、古跡復原、橋梁道路設計、房地產銷售、旅遊教學、水利電力、地質災害、教育培訓等眾多領域，為其提供切實可行的解決方案。

在先進製造業領域，站在大飛機發動機的3D影像面前，「可任意拆卸」這個虛擬現實的強項表現得淋漓盡致。操作人員可以把虛擬發動機的許多部件逐一拆下，再進入發動機內部。「虛擬現實」實現了跨平台的互動式設計、虛擬展示、虛擬裝配、CAE數據可視化等功能，大幅提高設計團隊的設計效率，使研發人員能及時發現、修正設計缺陷和潛在的工藝問題，提高產品開發的製造成功率。

虛擬現實技術在教育培訓領域也大有用武之地。為真實實驗不具備或難以完成的教學功能創造條件。在涉及高危或極端的環境、不可及或不可逆的操作，高成本、高消耗、大型或綜合訓練等情況時，虛擬現實技術能提供可靠、安全和經濟的實驗項目。華東理工大學的G-Magic虛擬現實實驗室，就是高校虛擬現實教學的一個範例。該實驗室擁有CAVE洞穴式虛擬現實系統，可以把大學生設計的作品投影到牆面、天花板和地面上。比如，學生設計了一間淋浴房，他能利用這套系統把它展現在實驗室里，和真實的淋浴房一樣大小。營造出這種教學環境後，教師就能與學生更方便地交流各個環節的設計優劣，並隨時做出修改。

企業的一些培訓項目，同樣離不開虛擬現實。以石油化工為例，眾所周知，大型石油灌區集中了大量危險化學品，一旦操作不當，便可能引發火災、爆炸事故，並造成環境污染等次生災害。因此，政府和企業對大型石油灌區的安全性和操作人員的專業性提出了很高要求。虛擬現實技術可以構建儲罐區應急救援及安全培訓系統 ，它不但能向員工呈現操作流程的各種場景，引導他們學習、掌握安全操作技能，還能模擬事故發生、火光熊熊的場面，讓員工在沉浸式虛擬影像中開展救援行動。

影視

早在2015年年初的美國聖丹斯電影節上 ，一部完全依靠CG製作的VR短片《LOST》就曾引來一陣熱議。同年7月，同樣是由《LOST》製作公司帶來了他們的第二部VR短片《HENRY》。與之前的《LOST》不同，這一次他們在片中設計了「互動式」場景，改變了觀眾完全被動式的體驗。就連《速度與激情》系列的導演林詣彬也在今年拍攝了一部VR短片《HELP》。由此可見，VR的春風確實已經開始刮向電影行業。

繪畫

谷歌在HTC與Valve聯合開發的VR[8] 設備HTC Vive的基礎上打造了Tilt Brush，其實就是VR版的Photoshop，通過使用HTC Vive的左右控制器來實現繪畫創作。左邊控制器在虛擬空間當中映射出一個立方體，顯示出控制面板菜單，可轉動立方體進行選擇;右邊控制器則相當於滑鼠，當游標移動到相應菜單上時會有英文提示。其畫板就是整個的三維立體空間，你可以為之設置壁紙背景，線條也可以自由設置色彩。

虛擬現實游戲

目前，在SteamVR平台上已經可以通過HTC Vive來體驗虛擬現實游戲。Steam 的官方網頁顯示，目前支持虛擬現實的游戲有 204 款。其中不乏《Half-Life》這種大作，並且所有推薦游戲都支持 base station 動作捕捉系統。

VR國內發展狀況與關聯定義

2015年9月14日，由國務院新聞辦、國家旅遊局和中國駐紐約總領館指導和支持、五洲傳播中心主辦，首次採用虛擬現實技術展示中國旅遊資源、推介中國文化的大型海外推廣行動「美麗中國體驗日」首站在美國成功舉辦。美麗中國」體驗日的參與者在穿戴了3Glasses頭盔後，對這種虛擬旅遊感受到的身臨其境的體驗表示不可思議。

3Glasses是中國最早從事VR領域探索的公司之一，已發布亞洲首款VR的頭盔3Glasses D1以及全球首款量產2k屏的VR的頭盔3Glasses D2，並入駐深圳工業展覽館，向社會團體和普通市民免費體驗。

以3Glasses為代表的中國創造原生VR力量，正引領中國虛擬現實走向世界。

關聯定義

VR(Virtual Reality)是虛擬現實技術的意思，VRP(Virtual Reality Platform)是虛擬現實模擬平台的意思。

VRP的子軟體產品具體包括：

VRP-BUILDER 虛擬現實編輯器

軟體用途：三維場景的模型導入、後期編輯、交互製作、特效製作、界面設計、打包發布的工具

客戶群：主要面向三維內容製作公司

VRPIE-3D互聯網平台

軟體用途：將VRP-BUILDER的編輯成果發布到互聯網，並且可讓客戶通過互聯網進行對三維場景的瀏覽與互動。

客戶群：直接面向所有互聯網用戶

VRP-PHYSICS 物理系統

軟體用途：可逼真的模擬各種物理學運動，實現如碰撞、重力、摩擦、阻尼、陀螺、粒子等自然現象，在演算法過程中嚴格符合牛頓定律、動量守恆、動能守恆等物理原理。

客戶群：主要面向院校和科研單位

VRP-DIGICITY 數字城市平台

軟體用途：具備建築設計和城市規劃方面的專業功能，如資料庫查詢、實時測量、通視分析、高度調整、分層顯示、動態導航、日照分析等 客戶群：主要面向建築設計、城市規劃的相關研究和管理部門。

VRP-INDUSIM 工業模擬平台

軟體用途：模型化，角色化，事件化的虛擬模擬，使演練更接近真實情況，降低演練和培訓成本，降低演練風險。

客戶群：主要面向石油、電力、機械、重工、船舶、鋼鐵、礦山、應急等行業。

VRP-TRAVEL 虛擬旅遊平台

軟體用途：激發學生學習興趣，培養導游職業意識,培養學生創新思維，積累講解專項知識,架起學生與社會聯系的橋梁,全方位提升學生講解能力,讓單純的考試變成互動教學與考核雙模式。

客戶群：主要面向導游、旅遊規劃

VRP-MUSEUM 網路三維虛擬展館

軟體用途：是針對各類科博館、體驗中心、大型展會等行業，將其展館、陳列品以及臨時展品移植到互聯網上進行展示、宣傳與教育的三維互動體驗解決方案。它將傳統展館與互聯網和三維虛擬技術相結合，打破了時間與空間的限制、最大化地提升了現實展館及展品的宣傳效果與社會價值，使得公眾通過互聯網即能真實感受展館及展品，並能在線參與各種互動體驗，網路三維虛擬展館將成為未來最具價值的展示手段。

客戶群：科博館、藝術館、革命展館、工業展館、圖書館、旅遊景區、企業體驗中心以及各種園區。

VRP-SDK 三維模擬系統開發包

軟體用途：提供C++源碼級的開發函數庫，用戶可在此基礎之上開發出自己所需要的高效模擬軟體。

客戶群：主要面向水利電力、能源交通等工業模擬研究與設計單位。

VRP-STORY故事編輯器

操作靈活、界面友好、使用方便，就像在玩電腦游戲一樣簡單 易學易會、無需編程，也無需美術設計能力，就可以進行3D製作

成本低、速度快，能夠幫助用戶高效率、低成本地做出想得到的3D作品

支持與VRP平台所有軟體模塊的無縫介面，可以與以往所有軟體模塊結合使用，實現更炫、更豐富的交互功能。

2. 根據文字描述的點與點之間連接關系，能產生圖形顯示的演算法是什麼

計算機圖形學的發展
1963年，伊凡•蘇澤蘭(Ivan Sutherland)在麻省理工學院發表了名為《畫板》的博士論文， 它標志著計算機圖形學的正式誕生。至今已有三十多年的歷史。此前的計算機主要是符號處理系統，自從有了計算機圖形學，計算機可以部分地表現人的右腦功能了，所以計算機圖形學的建立具有重要的意義。近年來， 計算機圖形學在如下幾方面有了長足的進展：
1、智能CAD
CAD 的發展也顯現出智能化的趨勢，就目前流行的大多數CAD 軟體來看，主要功能是支持產品的後續階段一一工程圖的繪制和輸出，產品設計功能相對薄弱， 利用AutoCAD 最常用的功能還是互動式繪圖，如果要想進行產品設計， 最基本的是要其中的AutoLisp語言編寫程序，有時還要用其他高級語言協助編寫，很不方便。而新一代的智能CAD 系統可以實現從概念設計到結構設計的全過程。例如，德國西門子公司開發的Sigraph Design軟體可以實現如下功能：① 從一開始就可以用計算機設計草圖，不必耗時費力的輸入精確的坐標點，能隨心所欲的修改，一旦結構確定，給出正確的尺寸即得到滿意的圖紙；② 這個軟體中具有關系數據結構， 當你改變圖紙的局部，相關部分自動變化，在一個視圖上的修改，其他視圖自動修改，甚至改變一個零件圖，相關的其它零件圖以及裝配圖的相關部分自動修改：③ 在各個專業領域中，有一些常用件和標准件， 因此，希望有一個參數化圖庫。而Sigraph不用編程只需畫一遍圖就能建成自己的圖庫；④Sigraph還可以實現產品設計的動態模擬用於觀察設計的裝置在實際運行中是否合理等等。智能CAD的另一個領域是工程圖紙的自動輸入與智能識別，隨著CAD技術的迅速推廣應用，各個工廠、設計院都需將成千上萬張長期積累下來的設計圖紙快速而准確輸入計算機，作為新產品開發的技術資料。多年來，CAD 中普遍採用的圖形輸入方法是圖形數字化儀交互輸入和滑鼠加鍵盤的交互輸入方法．很難適應工程界大量圖紙輸入的迫切需要。因此， 基於光電掃描儀的圖紙自動輸入方法已成為國內外CAD工作者的努力探索的新課題。但由於工程圖的智能識別涉及到計算機的硬體、計算機圖形學、模式識別及人工智慧等高新技術內容，使得研究工作的難點較大。工程圖的自動輸入與智能識別是兩個密不可分的過程，用掃描儀將手繪圖紙輸入到計算機後，形成的是點陣圖象． CAD 中只能對矢量圖形進行編輯， 這就要求將點陣圖象轉化成矢量圖形．而這些工作都讓計算機自動完成．這就帶來了許多的問題．如① 圖象的智能識別；② 字元的提取與識別；③ 圖形拓撲結構的建立與圖形的理解；④實用化的後處理方法等等。國家自然科學基金會和863計劃基金都在支持這方面的研究， 國內外已有一些這方面的軟體付諸實用，如美國的RVmaster，德國的VPmax， 以及清華大學，東北大學的產品等。但效果都不很理想．還未能達到人們企盼的效果。
2 計算機美術與設計
2．1 計算機美術的發展
1952年．美國的Ben ．Laposke用模擬計算機做的波型圖《電子抽象畫》預示著電腦美術的開始(比計算機圖形學的正式確立還要早)。計算機美術的發展可分為三個階段：
(1)早期探索階段(1952 1968年)主創人員大部分為科學家和工程師，作品以平面幾何圖形為主。1963年美國《計算機與自動化》雜志開始舉辦年度「計算機美術比賽」。
代表作品：1960年Wiuiam Ferrter為波音公司製作的人體工程學實驗動態模擬．模擬飛行員在飛機中各種情況；1963年Kenneth Know Iton的列印機作品《裸體》。1967年日本GTG小組的《回到方塊》。
(2)中期應用階段(1968年～1983年)以1968年倫敦第一次世界計算機美術大展一「控制論珍寶 (Cybernehic Serendipity1為標志，進入世界性研究與應用階段；計算機與計算機圖形技術逐步成熟， 一些大學開始設置相關課題， 出現了一些CAD應用系統和成果， 三維造型系統產生並逐漸完善。代表作品：1983年美國IBM 研究所Richerd Voss設計出分形山(可到網站「分形頻道hrtp：ttfracta1．126．tom 中查找有關「分形」的知識)
(3)應用與普及階段(1984年～現在)以微機和工作站為平台的個人計算機圖形系統逐漸走向成熟， 大批商業性美術(設計)軟體面市； 以蘋果公司的MAC 機和圖形化系統軟體為代表的桌面創意系統被廣泛接受，CAD成為美術設計領域的重要組成部分。代表作品：1990年Jefrey Shaw的交互圖形作品「易讀的城市f The legible city) 。
2．2 計算機設計學(Computer Des i gn i cs)
包括三個方面：環境設計(建築、汽車)、視覺傳達設計(包裝)、產品設計。
CAD對藝術的介入，分三個應用層次：
(1)計算機圖形作為系統設計手段的一種強化和替代； 效果是這個層次的核心(高精度、高速度、高存儲)。
(2)計算機圖形作為新的表現形式和新的形象資源。
(3)計算機圖形作為一種設計方法和觀念。
3 計算機動畫藝術
3．1 歷史的回顧
計算機動畫技術的發展是和許多其它學科的發展密切相關的。計算機圖形學、計算機繪畫、計算機音樂、計算機輔助設計、電影技術、電視技術、計算機軟體和硬體技術等眾多學科的最新成果都對計算機動畫技術的研究和發展起著十分重要的推動作用50年代到60年代之間，大部分的計算機繪畫藝術作品都是在列印機和繪圖儀上產生的。一直到60年代後期，才出現利用計算機顯示點陣的特性，通過精心地設計圖案來進行計算機藝術創造的活動。
70年代開始．計算機藝術走向繁榮和成熟 1973 年，在東京索尼公司舉辦了「首
屆國際計算機藝術展覽會」80年代至今，計算機藝術的發展速度遠遠超出了人們的想像 在代表計算機圖形研究最高水平的歷屆SIGGRAPH年會上，精彩的計算機藝術作品層出不窮。另外，在此期間的奧斯卡獎的獲獎名單中，採用計算機特技製作電影頻頻上榜，大有舍我其誰的感覺。在中國，首屆計算機藝術研討會和作品展示活動於1995年在北京舉行 它總結了近年來計算機藝術在中國的發展，對未來的工作起到了重要的推動作用
3．2 計算機動畫在電影特技中的應用
計算機動畫的一個重要應用就是製作電影特技 可以說電影特技的發展和計算機動畫的發展是相互促進的。1987年由著名的計算機動畫專家塔爾曼夫婦領導的MIRA 實驗室製作了一部七分鍾的計算機動畫片《相會在蒙特利爾》 再現了國際影星瑪麗蓮•夢露的風采。1988年，美國電影《誰陷害了兔子羅傑》 (Who Framed Roger Rabbit?)中二維動畫人物和真實演員的完美結合，令人膛目結舌、嘆為觀止 其中用了不少計算機動畫處理。1991年美國電影《終結者II：世界末日》展現了奇妙的計算機技術。此外，還有《侏羅紀公園》(Jurassic Park)、《獅子王》、《玩具總動員》(Toy Story)等。
3．3 國內情況
我國的計算機動畫技術起步較晚。1990年的第11屆亞洲運動會上，首次採用了計算機三維動畫技術來製作有關的電視節目片頭。從那時起，計算機動畫技術在國內影視製作方面得到了訊速的發展， 繼而以3D Studio 為代表的三維動畫微機軟什和以Photostyler、Photoshop等為代表的微機二維平面設計軟體的普及，對我國計算機動畫技術的應用起到了推波助讕的作用。
計算機動畫的應用領域十分寬廣 除了用來製作影視作品外， 在科學研究、視覺模擬、電子游戲、工業設計、教學訓練、寫真模擬、過程式控制制、平面繪畫、建築設計等許多方面都有重要應用，如軍事戰術模擬
4 科學計算可視化
科學計算的可視化是發達國家八十年代後期提出並發展起來的一門新興技術，它將科學計算過程中及計算結果的數據轉換為幾何圖形及圖象信息在屏幕上顯示出來並進行交互處理，成為發現和理解科學計算過程中各種現象的有力工具。
1987年2月英國國家科學基金會在華盛頓召開了有關科學計算可視化的首次會議。會議一致認為「將圖形和圖象技術應用於科學計算是一個全新的領域」 科學家們不僅
需要分析由計算機得出的計算數據，而且需要了解在計算機過程中數據的變化。會議將這一技術定名為「科學計算可視化(Visualization in Scientific Computing)」。科學計算可視化將圖形生成技術圖象理解技術結合在一起， 它即可理解送入計算機的圖象數據．也可以從復雜的多維數據中產生圖形。它涉及到下列相互獨立的幾個領域：計算機圖形學、圖象處理、計算機視覺、計算機輔助設計及交互技術等。科學計算可視按其實現的功能來分， 可以分為三個檔次：(1)結果數據的後處理；(2)結果數據的實時跟蹤處理及顯示；(3)結果數據的實時顯示及交互處理。
4．1 國外科學計算可視化現狀
(1)分布式虛擬風洞
這是美國國家宇航局(Ames)研究中心的研究項目，包括連接到一台超能計算機上的兩個虛擬屏幕。這一共享的分布式虛擬環境用來實現三維不穩定流場。兩個人協同工作， 可在一個環境中從不同視點和觀察方向同一流場數據。
(2)PHTHFINDER
這是美國國家超級計算機應用中心(NCSA)的研究項目． 是在交互分布環境下研究大氣流體的軟體。PHTHFINDER通過多個相聯系的模型來研究暴風雨。
(3)狗心臟CT數據的動態顯示
這也是NCSA的研究項目，它利用遠程的並行計算資源．用體繪制技術實現CT掃描三維數據場動態顯示。其具體內容是顯示一個狗的心臟跳動周期的動態圖像。
(4)燃燒過程動態模型的可視化
這是美國西北大學的研究項目．可以顯示發生在非燒熱的氣體燃燒中復雜的空問瞬態圖象。火焰位於兩個同心圓柱之間．可燃混合氣體從內圓柱注入，燃燒所生成的物質通過外圓柱送出。
(5)胚胎的可視化
依利諾大學芝加哥分校研製了一個在工作站和超級計算機上實現的可視億應用軟體。其內容是對一個七周的人類胚胎實現交互的三維顯示， 是由衛生和醫學國家博物館所得到的數據重構而成的。這一項目表示了對人類形態數據實現遠程訪問和在網路資源中實現分布計算的可能性。最近美國還將做整個人體的可視化， 他們將兩個自願者(一男一女)做成了切片，男的被切了1780片， 厚度約1毫米，女的被切了5400片， 厚度約O．3毫米，數據量很大。概括起來有以下幾點：
(1)科學計算可視化技l術在美國的著名國家實驗室及大學中已經從研究走向應用，應用范圍涉及天體物理、生物學、氣象學、空氣動力學、數學、醫學圖象等領域。科學計算可視化的技術水平正在從後處理向實時跟蹤和交互控制發展。
(2)美國在實現科學計算可視化時， 已經將超級計算機、光纖高速網、高性能工作站及虛擬環境四者結合起來，顯示了這一領域技術發展的重要方向。就三維數據場的顯示演算法而言，當數據場分布密集而規則時(如cT掃描數據)多採用體繪制技術，這種演算法效果好，但計算費時。對於數據場分布稀疏，或分布不規則的應用領域， 如天體物理、氣象學多採用構造中間幾何圖象的方法，這種方法生成圖象速度快，較易作到實時交互處理。
5 虛擬現實
「虛擬現實」(Virbual ReMity)- 詞是由美國噴氣推動實驗室(VPL)的創始人拉尼爾(Jaron Lanier)首先提出的 在克魯格(Myren Kruege)70年代中早期實驗里．被稱為 人工現實」(Artificial reality)；而在吉布森(William Gibson)l984 年出版的科幻小說Neuremanccr里，又被稱為「可控空間」(Cyberspaee)。虛擬現實， 也育人稱之為虛擬環境(Virtual Environment)是美國國家航空和航天局及軍事部門為模擬而開發的一門高新技術 它利用計算機圖形產生器，位置跟蹤器，多功能感測器和控制器等有效地模擬實際場景和情形，從而能夠使觀察者產生一種真實的身臨其境的感覺虛擬環境由硬體和軟體組成，硬體部分主要包括：感測器(Sensors)、印象器(Efeeter)和連接侍感器與印象器 產生模擬物理環境的特殊硬體。利用虛擬現實技術產生虛擬現實環境的軟體需完成以下三個功能：建立作用器(Actors)以及物體的外形和動力學模型：建立物體之間以及周圍環境之間接照牛頓運動定律所決定的相互作用；描述周圍環境的內容特性
5．1 虛擬現實技術的應用
5．1.1用於腦外科規劃的雙手操作空間介面工具
最近，美國弗尼亞大學推出了一種能用於腦外科規劃的被稱為Netra的雙手操作空間介面工具 根據腦外科醫生的工作環境和習慣，該系統採用一種外形象人頭的控制器。腦外科醫生可以根據他們的職業習慣，通過轉動外形象人頭的控制器， 來方便地觀察人腦的不部位， 同時通過右手控制面板的平面來控制人腦的剝面的掃描井能根據CT或強磁共振圖像所產生的主體腦模型顯示所需得到觀察視點著色後的真實圖像
5．1．2虛擬環境用於恐高症治療
英國研製的一個虛擬現實系統可以產生以下虛擬環境：① 透明的玻璃電梯，② 高層建築陽台．@位於蛺咎之上的索橋。為了增加真實的感覺，患者除了佩戴能夠產生三維立體景象的頭盔式顯示器外，還必須站在一個特製的框架內。調節電梯、．陽台和索橋的高度就可以產生不同程度的刺激。
5.1．3虛擬風洞
德國信息技術國家研究中心的克魯格等人建立了一個所謂的「虛擬風嗣 ，用以代替風洞實驗(因風洞實驗成本高，且實驗難以控制)。在虛擬風洞中，其模擬的數據來自超級計算機或高性能工作站上運行的有限元程序。利用虎擬風洞，觀測者通過佩戴液晶開關眼鏡可以方便地對於給定的點和線進行觀察，而且還可以通過放大的方式進行更細致的研究，大大方便了人們對於物體動力中特性的研究。
5.1．4封閉式戰斗作戰訓練器
封閉式戰斗作戰訓練器(CCTT)是馬斯塔格利等人為美軍研製的用於坦克和機械化步兵在實際地形上進行演習的模擬裝置。它與通常的虛擬環境和模擬器不同，它需要建立的是適用於軍隊訓練的大規模復雜的虛擬環境。
5.1．5虛擬現實技術在建築設計中應用
虛擬現實技術還被廣泛用於建築設計。克魯格等將他們設計的未來建築顯現在他們發明的虛擬工作平台上，建築學家們聚集在一起透過所佩戴的液晶眼鏡，可以看到設計的立體建築，井方便地增添或移去建築的一部分或其它物體。同時也可以通過數據手套來設置不同的光源．模擬不同時間的日光和月光．觀察在不同光線下所設計建築的美感以及與整個環境的協調性。
總之．虛擬現實技術是一門多學科交叉和綜合集成的新技術。因此， 它的發展將取決於相關科學技術的發展和進步 虛擬現實技術最基本的要求就是反映的實時性和場景的真實性。但一般來說，實時性與真實性往往是相互矛盾的。
5．2 多通道用戶界面
用戶界面是計算機系統中人與計算機之間相互通訊的重要組成部分。八十年代以WIMP(窗口、圖符、菜單、滑鼠)為基礎的圖形用戶界面(GUD極大地改善了計算機的可用性、可學性和有效性，迅速代替了命令行為代表的字元界面，成為當今計算機用戶界面的主流。以用戶為中心的系統設計思想．增進人機交互的自然性，提高人機交互的效率和帶寬是用戶界面的研究方向。於是提出了多通道用戶界面的思想，它包括語言、姿勢輸入、頭部跟蹤、視覺跟蹤、立體顯示、三維交互技術、感覺反饋及自然語言界面等。可以這樣說人體的表面就是人機界面。人體的任何部分都應成為人機對話的通道。虛擬現實顯示是關鍵所在，這不僅要求軟體來實現，更主要的是硬體上的實現。概括起來虛擬現實的人機交互通道可分為兩個方面：主要的感覺通道和主要作用通道。多通道用戶界面強調：
(1)多個交互通道，如眼一語言一手勢等。
(2)交互的雙向性．如果每個通道兼有輸入／輸出
(3)交互不一定是在同一通道中完成．例如， 眼和耳都可以接受信息．但有明顯的區別。眼永遠是主動的， 即主動地去獲取信息，耳永遠是被動的，有些信息不管你願不願聽，總要輸到耳朵中，這就要求在具體的交互中具體選擇交互通道。計算機圖形學中各個領域的發展各有各自的特點， 但總起來說是以虛擬現實為導向
和目的的。虛擬現實的發展要求必將帶動計算機圖形學各學科的發展． 同樣虛擬現實的發展也將依賴於其他學科的發展，計算機圖形前景誘人。形勢逼人(我國還比較落後)，但通過努力還是可以縮短差距的。

3. JAVA數組去重問題

我這有個笨辦法供樓主參考：
把vector中元素都取出來放到一個數組中，
根據數據的實際情況，
選擇不同的時間復雜度為log2N的排序演算法進行排序，
然後新建一個鏈表，
結點為保存數據和頻率的類，
遍歷排序後的數組，
如果鏈表的尾結點與數組中當前元素相同，
將尾結點的頻率加1，
否則append一個頻率為1的結點，
希望大牛們能給出更好的解法

4. 低代碼究竟是什麼

簡介：什麼是低代碼？我們為什麼需要低代碼？低代碼會讓程序員失業嗎？本文總結了低代碼領域的基本概念、核心價值與行業現狀，帶你全面了解低代碼。

什麼是低代碼

「Low-Code」是什麼？如果你是第一次聽說，沒准也會跟我當年從老闆口中聽到這個詞後的內心戲一樣：啥？「Low-Code」？「Code」是指代碼我知道，但這個「Low」字是啥意思？不會是老闆發現我最近趕工寫的代碼很醜很「Low」吧... 想多了，老闆怎麼可能親自review代碼呢。那難道是指，「Low-level programming」里的「Low」？老闆終於發現讓我等編程奇才整天堆Java業務代碼太浪費，要派我去閉關寫一個高性能C語言網路庫... 顯然也不是，老闆哪能有這技術情懷呢。那到底是什麼意思？作為一名搜商比情商還高的程序員，能問Google的絕不會問老闆。於是我一頓操作後，不假思索地點開了第一條搜索結果：Low-code development platform。

Wikipedia定義

有了低代碼後，這一狀況將得到根本改善：上述各角色都可以在同一個低代碼開發平台上緊密協作（甚至可以是同一個人），這種全新的協作模式不僅打破了職能豎井，還能通過統一的可視化語言和單一的應用表示（頁面/數據/邏輯），輕松對齊項目各方對應用形態和項目進度的理解，實現更終極的敏捷開發模式，以及在傳統DevOps基礎之上更進一步的BizDevOps[2]。

統一開發平台下的聚合效應

低代碼嘗試將所有與應用開發相關活動都收斂到同一個平台（one platform）上後，將會產生更多方面的聚合效應與規模收益：

•人員聚合：除了上一點所提到的各職能角色緊密協作以外，人員聚合到統一的低代碼開發平台進行作業後，還能促進整個項目流程的標准化、規范化和統一化。

•應用聚合：一方面，新應用的架構設計、資產復用、相互調用變得更容易；另一方面，各應用的數據都天然互通，同時平台外數據也能通過集成能力進行打通，徹底消除企業的數據孤島問題。

•生態聚合：當低代碼開發平台聚合了足夠多的開發者和應用後，將形成一個巨大的、連接一切、有無限想像力的生態體系，徹底放飛低代碼的價值。

5. 三維運動捕捉系統的分類

現在運動捕捉技術主要分為四類：
1、 機械式運動捕捉
發展歷史
1950年 機械式(Mechanical)操作手臂，主要代替人在比較危險的環境工作。
1960年 迪斯尼公司採用機械式動作設計系統。
1963年 可進行回饋反映的機械人，這和現代的機械式運動捕捉技術很相似，通過人體動作實現對設備的動作控制，再回饋有關的設備運動信息。
1983年 卡爾弗特教授使用分壓計作為角度感測器進行人體分析。
1983年 拉涅爾發明了機械式的數據手套。
1985年 VPL研究中心開發了虛擬現實的技術，其中機械式運動捕捉為主要技術核心。
工作原理
機械式運動捕捉依靠機械裝置來跟蹤和測量運動，典型的系統由多個關節和剛性連桿組成。在可轉動的關節中裝有角度感測器，可以測得關節轉動角度的變化。裝置運動時，根據角度感測器的數據和連桿的長度，可以得出A點在空間的運動軌跡。剛性連桿也可以換成長度可變的伸縮桿，用位移感測器測量其長度的變化。機械式運動捕捉的一種應用形式是將欲捕捉的運動物體與機械結構相連，物體運動帶動機械裝置運動，從而被感測器記錄下來。另一種形式是用帶角度感測器的關節和連桿構成一個「可調姿態的數字模型」，其形狀可以模擬人體，也可以模擬其它動物、物體。使用者根據劇情的需要，調整模型的姿勢，然後鎖定。關節的轉動被角度感測器測量記錄，依據這些角度和模型的機械尺寸，計算出模性的姿態。這些姿態數據傳給動畫軟體，使其中的角色模型也做出一樣的姿勢，這是一種較早出現的運動捕捉裝置。 直到現在仍有一定的市場，國外給這種裝置起了個很形象的名字：「猴子」。但「猴子」較難用於連續動作的實時捕捉，需要操作者不斷根據劇情要求，調整「猴子」的姿勢，很麻煩，主要用於靜態造型捕捉和關鍵幀的確定。 現代的機械式運動捕捉技術則不必再去調整模型的姿態，需利用一套外骨骼系統將角度感測器固定在表演者的身上，就可以進行人體的動作數據採集。 (3)優點 成本低，裝置定標簡單，精度也較高。可以很容易地做到實時數據捕捉。 (4)缺點 主要是由於機械設備有尺寸以及重量等問題，使用起來非常不方便。機械結構對表演者的動作阻礙、限制很大，很多激烈的動作都無法完成。
機械捕捉設備使用目的專一，例如，用於捕捉身體動作的系統，就不能同時捕捉演員使用的道具。
2、光學式運動捕捉
1915年 弗雷斯格爾發明了「Rotoscope」技術，可以看成是運動捕捉的原始形式，也可以說是運動捕捉的先驅。不過那個時候的運動捕捉是手工「捉」出來的。1937年 迪斯尼在製作白雪公主動畫片時採用了Rotoscope技術拷貝真人動作，然後「粘貼」給動畫人物，使動畫人物看上去有和真 人很相象的動作。
發展歷史
197x年 隨著計算機的發展，動畫師開始使用計算機來製作動畫人物。
1983年 金斯伯格和麥克斯韋教授使用Op—Eye這套光學跟蹤系統。
1984年 Motion Analysis實現通過二維跟蹤實現三維定位技術。
1985年 sun工作站用了17個小時計算出通過4個攝像機所跟蹤的8個點的三維運動軌跡(動作長3秒)。
1989年 跟蹤時長30秒，製作人物動畫。
1990年 Kleiser-Walczak公司需要製作一段音樂錄像帶，一位使用計算機製作的模型在麥克風前邊唱邊跳。
1999年 使用PII 450的計算機，10個攝像機，實時採集70個標志(Marker)。
2005年 北京天遠三維光學運動捕捉系統可以同時進行2人的動作捕捉，跟蹤 點可達100.
工作原理
通過對目標上特定光點的監視和跟蹤來完成運動捕捉的任務。從理論上說，對於空間的任意一個點，只要它能同時被兩台攝像機所見，則根據同一瞬間兩相機所拍攝的圖像和相機參數，即可以確定這一時刻該點的空間位置。當相機以足夠高的速率連續拍攝時，從圖像序列中就可以得到該點的運動軌跡。 典型的光學式運動捕捉系統通常有6～12個相機，環繞表演場地排列，這些相機的視野重疊區域就是表演者的動作范圍。為了便於處理，通常要求表演者穿上單色的服裝，在身體的關鍵部位，如關節、髖部、肘、腕等位置貼上一些特製的標志或發光點，稱為「Marker」 ，視覺系統只識別和處理這些標志。系統定標後，相機連續拍攝表演者的動作，並將圖像序列保存下來，然後再進行分析和處理，識別其中的標志點，並計算其在每一瞬間的空間位置，進而得到其運動軌跡。為了得到准確的運動軌跡，要求相機要有較高的拍攝速率，一般要求達到每秒60幀以上。 基於類似的原理，還有多種類型的光學式運動捕捉設備，例如根據目標的側影來提取其運動信息，或者利用有網格的背景簡化處理過程。目前正在進一步研究不依靠Marker，而應用圖像識別、分析技術，由視覺系統直接識別表演者身體關鍵部位並測量其運動軌跡的技術。 目前，光學式運動捕捉主要分成兩類：主動式運動捕捉技術和被動式運動捕捉技術。他們的工作原理都是一樣的，不同的地方就是： 被動式運動捕捉系統所使用的跟蹤器是一些特製的小球，在它的表面塗了一層反光能力很強的物質，在攝像機的捕捉狀態下，它會顯得格外的明亮，使攝像機很容易捕捉到它的運動軌跡。 但是主動式的運動捕捉系統所採用的跟蹤點是本身可以發光的二極體，它無須輔助發光設施，但是需要能源供給。 被動式捕捉的攝像機在鏡頭的周圍是一些會發光的二極體，Marker正是把這些二極體所發出的光反射回到鏡頭里，在每幀圖像中形成一個個亮點。這樣才使系統有「跡」可尋。主動式捕捉所需要的攝像機則不用本身帶有發光的功能。 (3)優點 光學式運動捕捉的優點是表演者活動范圍大，無電纜、機械裝置的限制，使用方便。采樣速率較高，精度高，可以滿足多數體育運動測量的需要。Marker價格便宜，便於擴充。 (4)缺點 系統價格較貴，這類系統對於表演場地的光照、反射情況敏感。 常需要人工干預後處理過程。加工和整理然後才能把這些數據應用到動畫角色模型上去。
3、 聲學式運動捕捉
發展歷史
1992年 機械式的面部跟蹤系統。
1993- 1994年 模仿恐龍的動作捕捉技術。
工作原理
常用的聲學式運動捕捉裝置由發送器、接收器和處理單元組成。發送器是固定的超聲波發生器；接收器一般由呈三角形排列的3個超聲探頭組成。將多個發送器固定在人身體的各個部位，發送器持續發出超聲波，每個接收器通過測量、計算聲波從發送器到接收器的時間，3個構成三角形的接收器就可以確定發送器的位置和方向。由於聲波的速度與溫度有關，還必須有測溫裝置，並在演算法中作出相應的補償。 這類裝置成本較低，但對運動的捕捉有較大的延時和滯後，精度差，還要求聲源和接收器之間不能有遮擋，且受雜訊等干擾較大，系統擴展困難。
該技術的優點 首先在於它記錄的是六維信息，即不僅能得到空間位置，還能得到方向信息。其次是速度快、實時性好。使用時，隨著表演者的表演，動畫系統中的角色模型可以同時反應，便於排演、調整和修改。裝置的定標比較簡單，技術較成熟，成本相對低廉。可以完成地面滾動或跌倒等動作。 (4)缺點 對環境要求嚴格，在表演場地附近不能有金屬物品，否則會造成電磁場畸變，影響精度。該系統允許的表演范圍比光學式要小，特別是電纜對表演者的活動限制比較大，不適用於比較劇烈的運動、表演。目前這類系統的采樣速率一般為每秒15～120次(依賴於模型和感測器的數量)，為了消除抖動和干擾，采樣速率一般在15Hz以下，對於一些高速的運動，如體育運動，采樣速度不能滿足要求。
4、電磁式運動捕捉
發展歷史
1970年 Bill Polhemus開發電磁式運動捕捉。
1988年 商業運動捕捉系統(單通道)。
1994年 第一套快速多通道的電磁式捕捉系統。
工作原理
電磁式運動捕捉系統一般由三個部分組成，即發射源、接收感測器和數據處理單元。發射源在空間產生按一定時空規律分布的電磁場；接收感測器(通常有10～20個)安置在表演者身體的關鍵位置，感測器通過電纜與數據處理單元相連。表演者在電磁場內表演時，接收感測器也隨著運動，並將接收到的信號通過電纜傳送給處理單元，根據這些信號可以解算出每個感測器的空間位置和方向。

6. VR是什麼技術

導語：隨著數碼科技的發展，數碼已經融入我們之中。VR(Virtual Reality，即虛擬現實，簡稱VR)，是由美國VPL公司創建人拉尼爾(Jaron Lanier)在20世紀80年代初提出的。其具體內涵是：綜合利用計算機圖形系統和各種現實及控制等介面設備，在計算機上生成的、可交互的三維環境中提供沉浸感覺的技術。其中，計算機生成的、可交互的三維環境成為虛擬環境(即Virtual Environment，簡稱VE)。虛擬現實技術實現的載體是虛擬現實模擬平台，即(Virtual Reality Platform，簡稱VRP)。

VR是什麼技術

技術介紹

VR = Virtual Reality，虛擬現實，或稱靈境技術，實際上是一種可創建和體驗虛擬世界(Virtual World)的計算機系統。

友好度很重要

隨著社會經濟的發展，計算機已經成為社會生活中不可缺少的重要組成部分，友好的人機介面技術很早已成為人們關心的一個重要課題，因為一個比較差的人機交互介面很可能將使一個功能很強的產品變得不可接受。

總體來講，人機介面技術主要研究方向有兩個方面：(1)人如何命令系統(2)系統如何向用戶提供信息。

眾所周知，人在使用計算機方面的感受(即人機交互部分的友好度)直接影響到人對系統的接受程度，而這兩個方面直接決定了人機交互部分的友好度。

虛擬現實

互聯網時代的來臨使得人類的交流採用了新的方式，進入了新的領域。具體發展過程如下：命令界面—圖形用戶界面—多媒體界面—虛擬現實。

那麼，什麼是虛擬現實技術?

虛擬現實(Virtual Reality，簡稱VR)，是由美國VPL公司創建人拉尼爾(Jaron Lanier)在20世紀80年代初提出的。其具體內涵是：綜合利用計算機圖形系統和各種現實及控制等介面設備，在計算機上生成的、可交互的三維環境中提供沉浸感覺的技術。其中，計算機生成的、可交互的三維環境成為虛擬環境(即Virtual Environment，簡稱VE)。

2014年3月26日，美國社交網路平台Facebook宣布，將斥資20億美元收購沉浸式虛擬現實技術公司Oculus VR。 Fackbook 首席執行官Mark Zuckerberg堅信虛擬現實將成為繼智能手機和平板電腦等移動設備之後，計算平台的又一大事件。並計劃將Oculus的應用拓展到游戲以外的業務，在此之前，Oculus主要用於為人們在游戲過程中創造身臨其境的感覺。Facebook收購Oculus，使得虛擬現實這個科技行業小眾的名詞，開始為更多業外的人們所熟悉。業內人士稱，虛擬現實時隔70多年，又迎來了春天。

應用領域

VR(虛擬現實)技術可廣泛的應用於城市規劃、室內設計、工業模擬、古跡復原、橋梁道路設計、房地產銷售、旅遊教學、水利電力、地質災害、教育培訓等眾多領域，為其提供切實可行的解決方案。

在先進製造業領域，站在大飛機發動機的3D影像面前，“可任意拆卸”這個虛擬現實的強項表現得淋漓盡致。操作人員可以把虛擬發動機的許多部件逐一拆下，再進入發動機內部。“虛擬現實”實現了跨平台的互動式設計、虛擬展示、虛擬裝配、CAE數據可視化等功能，大幅提高設計團隊的設計效率，使研發人員能及時發現、修正設計缺陷和潛在的工藝問題，提高產品開發的製造成功率。

虛擬現實技術在教育培訓領域也大有用武之地。為真實實驗不具備或難以完成的教學功能創造條件。在涉及高危或極端的環境、不可及或不可逆的操作，高成本、高消耗、大型或綜合訓練等情況時，虛擬現實技術能提供可靠、安全和經濟的實驗項目。華東理工大學的G-Magic虛擬現實實驗室，就是高校虛擬現實教學的一個範例。該實驗室擁有CAVE洞穴式虛擬現實系統，可以把大學生設計的作品投影到牆面、天花板和地面上。比如，學生設計了一間淋浴房，他能利用這套系統把它展現在實驗室里，和真實的淋浴房一樣大小。營造出這種教學環境後，教師就能與學生更方便地交流各個環節的設計優劣，並隨時做出修改。

企業的一些培訓項目，同樣離不開虛擬現實。以石油化工為例，眾所周知，大型石油灌區集中了大量危險化學品，一旦操作不當，便可能引發火災、爆炸事故，並造成環境污染等次生災害。因此，政府和企業對大型石油灌區的安全性和操作人員的專業性提出了很高要求。虛擬現實技術可以構建儲罐區應急救援及安全培訓系統，它不但能向員工呈現操作流程的各種場景，引導他們學習、掌握安全操作技能，還能模擬事故發生、火光熊熊的場面，讓員工在沉浸式虛擬影像中開展救援行動。

國內行業發展

市場需求是很大的，而供應方面卻略顯不足，尤其是擁有核心知識產權，技術過硬的企業並不多，行業整體缺乏品牌效應。

國際行業發展

2015年，Google 正在內部研發為 VR 設備定製的操作系統，項目內有數十名工程師，建成後會降低開發 VR 應用的門檻。

關聯定義

VRP子軟體體系VR(Virtual Reality)是虛擬現實技術的意思，VRP(Virtual Reality Platform)是虛擬現實模擬平台的意思。

VRP的`子軟體產品具體包括：

VRP-BUILDER 虛擬現實編輯器

軟體用途：三維場景的模型導入、後期編輯、交互製作、特效製作、界面設計、打包發布的工具

客戶群：主要面向三維內容製作公司

VRPIE-3D互聯網平台

軟體用途：將VRP-BUILDER的編輯成果發布到互聯網，並且可讓客戶通過互聯網進行對三維場景的瀏覽與互動。

客戶群：直接面向所有互聯網用戶

VRP-PHYSICS 物理系統

軟體用途：可逼真的模擬各種物理學運動，實現如碰撞、重力、摩擦、阻尼、陀螺、粒子等自然現象，在演算法過程中嚴格符合牛頓定律、動量守恆、動能守恆等物理原理。

客戶群：主要面向院校和科研單位

VRP-DIGICITY 數字城市平台

軟體用途：具備建築設計和城市規劃方面的專業功能，如資料庫查詢、實時測量、通視分析、高度調整、分層顯示、動態導航、日照分析等 客戶群：主要面向建築設計、城市規劃的相關研究和管理部門。

VRP-INDUSIM 工業模擬平台

軟體用途：模型化，角色化，事件化的虛擬模擬，使演練更接近真實情況，降低演練和培訓成本，降低演練風險。

客戶群：主要面向石油、電力、機械、重工、船舶、鋼鐵、礦山、應急等行業。

VRP-TRAVEL 虛擬旅遊平台

軟體用途：激發學生學習興趣，培養導游職業意識,培養學生創新思維，積累講解專項知識,架起學生與社會聯系的橋梁,全方位提升學生講解能力,讓單純的考試變成互動教學與考核雙模式。

客戶群：主要面向導游、旅遊規劃

VRP-MUSEUM 網路三維虛擬展館

軟體用途：是針對各類科博館、體驗中心、大型展會等行業，將其展館、陳列品以及臨時展品移植到互聯網上進行展示、宣傳與教育的三維互動體驗解決方案。它將傳統展館與互聯網和三維虛擬技術相結合，打破了時間與空間的限制、最大化地提升了現實展館及展品的宣傳效果與社會價值，使得公眾通過互聯網即能真實感受展館及展品，並能在線參與各種互動體驗，網路三維虛擬展館將成為未來最具價值的展示手段。

客戶群：科博館、藝術館、革命展館、工業展館、圖書館、旅遊景區、企業體驗中心以及各種園區。

VRP-SDK 三維模擬系統開發包

軟體用途：提供C++源碼級的開發函數庫，用戶可在此基礎之上開發出自己所需要的高效模擬軟體

客戶群：主要面向水利電力、能源交通等工業模擬研究與設計單位

VRP-STORY故事編輯器

操作靈活、界面友好、使用方便，就像在玩電腦游戲一樣簡單 易學易會、無需編程，也無需美術設計能力，就可以進行3D製作

成本低、速度快，能夠幫助用戶高效率、低成本地做出想得到的3D作品

支持與VRP平台所有軟體模塊的無縫介面，可以與以往所有軟體模塊結合使用，實現更炫、更豐富的交互功能。