VPL算法

1. VR是什么意思

虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。下面是我收集整理的VR介绍，欢迎阅读。

VR是什么意思?

VR(Virtual Reality，简称VR)即虚拟现实(或称灵境技术)，它是一种可创建和体验虚拟世界的计算机系统。

虚拟现实的内涵实际是综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备，在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术，类似于3D技术，看过3D电影的朋友应该比较有感触。

2016年被称为是VR设备的元年，众多厂商开始布局研发VR设备，它将使得人类的交流采用了新的方式，进入了新的领域。

VR有什么用?

目前已经有不少厂商开始推出VR设备，如 HTC Vive、AMD Sulon Q、索尼PS VR、VR的头盗等等，目前这些设备主要是VR眼镜或者VR的头盗设备，可以体验一些VR视频、游戏等等，带来3D场景体验，给人一种身临其境的感觉，带来了更为极致的用户体验。

当然，VR设备也不仅仅是体验在娱乐上，在今后的影视、绘画、虚拟现实游戏、学习、医疗等方面也能带来全新的应用场景，因更为逼真与身临其境的体验，势必会成为今后的主流。

关于VR是什么意思以及相关作用就简单介绍到这里，相信随着VR设备的逐渐流行，大家会对这样的`设备逐渐会有清晰的认识。就目前而言，VR设备还处于初期阶段，真正成熟恐怕还要3-5年，我们不妨拭目以待吧。

VR技术原理与VR发展史

一、技术原理

VR = Virtual Reality，虚拟现实，或称灵境技术，实际上是一种可创建和体验虚拟世界(Virtual World)的计算机系统 。

二、VR发展史

虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)，是由美国VPL公司创建人拉尼尔(Jaron Lanier)在20世纪80年代初提出的。其具体内涵是：综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备，在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术。其中，计算机生成的、可交互的三维环境成为虚拟环境(即Virtual Environment，简称VE)。

2014年3月26日，美国社交网络平台Facebook宣布，将斥资20亿美元收购沉浸式虚拟现实技术公司Oculus VR。

Facebook 首席执行官Mark Zuckerberg坚信虚拟现实将成为继智能手机和平板电脑等移动设备之后，计算平台的又一大事件。并计划将Oculus的应用拓展到游戏以外的业务，在此之前，Oculus主要用于为人们在游戏过程中创造身临其境的感觉。Facebook收购Oculus，使得虚拟现实这个科技行业小众的名词，开始为更多业外的人们所熟悉。业内人士称，虚拟现实时隔7年多，又迎来了春天。

2015年3月在MWC2015上，HTC与曾制作Portal和Half-Life等独创游戏的Valve联合开发的VR虚拟现实头盔产品HTC Vive亮相。HTC Vive控制器定位系统Lighthouse采用的是Valve的专利，它不需要借助摄像头，而是靠激光和光敏传感器来确定运动物体的位置，也就是说HTC Vive允许用户在一定范围内走动。这是它与另外两大头显 Oculus Rift 和PS VR的最大区别。

2016年的MWC2016大会上，HTC Vive正式发布亮相，如今已经上市。此外，AMD、索尼等品牌也纷纷在今年亮相了自家的VR设备。除此之外，三星、华为、联想、小米、锤子科技也纷纷在布局研发VR设备，2016年因而被称为是VR设备的元年。

VR应用领域与发展前景

VR(虚拟现实)技术可广泛的应用于城市规划、室内设计、工业仿真、古迹复原、桥梁道路设计、房地产销售、旅游教学、水利电力、地质灾害、教育培训等众多领域，为其提供切实可行的解决方案。

在先进制造业领域，站在大飞机发动机的3D影像面前，“可任意拆卸”这个虚拟现实的强项表现得淋漓尽致。操作人员可以把虚拟发动机的许多部件逐一拆下，再进入发动机内部。“虚拟现实”实现了跨平台的交互式设计、虚拟展示、虚拟装配、CAE数据可视化等功能，大幅提高设计团队的设计效率，使研发人员能及时发现、修正设计缺陷和潜在的工艺问题，提高产品开发的制造成功率。

虚拟现实技术在教育培训领域也大有用武之地。为真实实验不具备或难以完成的教学功能创造条件。在涉及高危或极端的环境、不可及或不可逆的操作，高成本、高消耗、大型或综合训练等情况时，虚拟现实技术能提供可靠、安全和经济的实验项目。华东理工大学的G-Magic虚拟现实实验室，就是高校虚拟现实教学的一个范例。该实验室拥有CAVE洞穴式虚拟现实系统，可以把大学生设计的作品投影到墙面、天花板和地面上。比如，学生设计了一间淋浴房，他能利用这套系统把它展现在实验室里，和真实的淋浴房一样大小。营造出这种教学环境后，教师就能与学生更方便地交流各个环节的设计优劣，并随时做出修改。

企业的一些培训项目，同样离不开虚拟现实。以石油化工为例，众所周知，大型石油灌区集中了大量危险化学品，一旦操作不当，便可能引发火灾、爆炸事故，并造成环境污染等次生灾害。因此，政府和企业对大型石油灌区的安全性和操作人员的专业性提出了很高要求。虚拟现实技术可以构建储罐区应急救援及安全培训系统 ，它不但能向员工呈现操作流程的各种场景，引导他们学习、掌握安全操作技能，还能模拟事故发生、火光熊熊的场面，让员工在沉浸式虚拟影像中开展救援行动。

影视

早在2015年年初的美国圣丹斯电影节上 ，一部完全依靠CG制作的VR短片《LOST》就曾引来一阵热议。同年7月，同样是由《LOST》制作公司带来了他们的第二部VR短片《HENRY》。与之前的《LOST》不同，这一次他们在片中设计了“交互式”场景，改变了观众完全被动式的体验。就连《速度与激情》系列的导演林诣彬也在今年拍摄了一部VR短片《HELP》。由此可见，VR的春风确实已经开始刮向电影行业。

绘画

谷歌在HTC与Valve联合开发的VR[8] 设备HTC Vive的基础上打造了Tilt Brush，其实就是VR版的Photoshop，通过使用HTC Vive的左右控制器来实现绘画创作。左边控制器在虚拟空间当中映射出一个立方体，显示出控制面板菜单，可转动立方体进行选择;右边控制器则相当于鼠标，当光标移动到相应菜单上时会有英文提示。其画板就是整个的三维立体空间，你可以为之设置壁纸背景，线条也可以自由设置色彩。

虚拟现实游戏

目前，在SteamVR平台上已经可以通过HTC Vive来体验虚拟现实游戏。Steam 的官方网页显示，目前支持虚拟现实的游戏有 204 款。其中不乏《Half-Life》这种大作，并且所有推荐游戏都支持 base station 动作捕捉系统。

VR国内发展状况与关联定义

2015年9月14日，由国务院新闻办、国家旅游局和中国驻纽约总领馆指导和支持、五洲传播中心主办，首次采用虚拟现实技术展示中国旅游资源、推介中国文化的大型海外推广行动“美丽中国体验日”首站在美国成功举办。美丽中国”体验日的参与者在穿戴了3Glasses头盔后，对这种虚拟旅游感受到的身临其境的体验表示不可思议。

3Glasses是中国最早从事VR领域探索的公司之一，已发布亚洲首款VR的头盔3Glasses D1以及全球首款量产2k屏的VR的头盔3Glasses D2，并入驻深圳工业展览馆，向社会团体和普通市民免费体验。

以3Glasses为代表的中国创造原生VR力量，正引领中国虚拟现实走向世界。

关联定义

VR(Virtual Reality)是虚拟现实技术的意思，VRP(Virtual Reality Platform)是虚拟现实仿真平台的意思。

VRP的子软件产品具体包括：

VRP-BUILDER 虚拟现实编辑器

软件用途：三维场景的模型导入、后期编辑、交互制作、特效制作、界面设计、打包发布的工具

客户群：主要面向三维内容制作公司

VRPIE-3D互联网平台

软件用途：将VRP-BUILDER的编辑成果发布到互联网，并且可让客户通过互联网进行对三维场景的浏览与互动。

客户群：直接面向所有互联网用户

VRP-PHYSICS 物理系统

软件用途：可逼真的模拟各种物理学运动，实现如碰撞、重力、摩擦、阻尼、陀螺、粒子等自然现象，在算法过程中严格符合牛顿定律、动量守恒、动能守恒等物理原理。

客户群：主要面向院校和科研单位

VRP-DIGICITY 数字城市平台

软件用途：具备建筑设计和城市规划方面的专业功能，如数据库查询、实时测量、通视分析、高度调整、分层显示、动态导航、日照分析等 客户群：主要面向建筑设计、城市规划的相关研究和管理部门。

VRP-INDUSIM 工业仿真平台

软件用途：模型化，角色化，事件化的虚拟模拟，使演练更接近真实情况，降低演练和培训成本，降低演练风险。

客户群：主要面向石油、电力、机械、重工、船舶、钢铁、矿山、应急等行业。

VRP-TRAVEL 虚拟旅游平台

软件用途：激发学生学习兴趣，培养导游职业意识,培养学生创新思维，积累讲解专项知识,架起学生与社会联系的桥梁,全方位提升学生讲解能力,让单纯的考试变成互动教学与考核双模式。

客户群：主要面向导游、旅游规划

VRP-MUSEUM 网络三维虚拟展馆

软件用途：是针对各类科博馆、体验中心、大型展会等行业，将其展馆、陈列品以及临时展品移植到互联网上进行展示、宣传与教育的三维互动体验解决方案。它将传统展馆与互联网和三维虚拟技术相结合，打破了时间与空间的限制、最大化地提升了现实展馆及展品的宣传效果与社会价值，使得公众通过互联网即能真实感受展馆及展品，并能在线参与各种互动体验，网络三维虚拟展馆将成为未来最具价值的展示手段。

客户群：科博馆、艺术馆、革命展馆、工业展馆、图书馆、旅游景区、企业体验中心以及各种园区。

VRP-SDK 三维仿真系统开发包

软件用途：提供C++源码级的开发函数库，用户可在此基础之上开发出自己所需要的高效仿真软件。

客户群：主要面向水利电力、能源交通等工业仿真研究与设计单位。

VRP-STORY故事编辑器

操作灵活、界面友好、使用方便，就像在玩电脑游戏一样简单 易学易会、无需编程，也无需美术设计能力，就可以进行3D制作

成本低、速度快，能够帮助用户高效率、低成本地做出想得到的3D作品

支持与VRP平台所有软件模块的无缝接口，可以与以往所有软件模块结合使用，实现更炫、更丰富的交互功能。

2. 根据文字描述的点与点之间连接关系，能产生图形显示的算法是什么

计算机图形学的发展
1963年，伊凡•苏泽兰(Ivan Sutherland)在麻省理工学院发表了名为《画板》的博士论文， 它标志着计算机图形学的正式诞生。至今已有三十多年的历史。此前的计算机主要是符号处理系统，自从有了计算机图形学，计算机可以部分地表现人的右脑功能了，所以计算机图形学的建立具有重要的意义。近年来， 计算机图形学在如下几方面有了长足的进展：
1、智能CAD
CAD 的发展也显现出智能化的趋势，就目前流行的大多数CAD 软件来看，主要功能是支持产品的后续阶段一一工程图的绘制和输出，产品设计功能相对薄弱， 利用AutoCAD 最常用的功能还是交互式绘图，如果要想进行产品设计， 最基本的是要其中的AutoLisp语言编写程序，有时还要用其他高级语言协助编写，很不方便。而新一代的智能CAD 系统可以实现从概念设计到结构设计的全过程。例如，德国西门子公司开发的Sigraph Design软件可以实现如下功能：① 从一开始就可以用计算机设计草图，不必耗时费力的输入精确的坐标点，能随心所欲的修改，一旦结构确定，给出正确的尺寸即得到满意的图纸；② 这个软件中具有关系数据结构， 当你改变图纸的局部，相关部分自动变化，在一个视图上的修改，其他视图自动修改，甚至改变一个零件图，相关的其它零件图以及装配图的相关部分自动修改：③ 在各个专业领域中，有一些常用件和标准件， 因此，希望有一个参数化图库。而Sigraph不用编程只需画一遍图就能建成自己的图库；④Sigraph还可以实现产品设计的动态模拟用于观察设计的装置在实际运行中是否合理等等。智能CAD的另一个领域是工程图纸的自动输入与智能识别，随着CAD技术的迅速推广应用，各个工厂、设计院都需将成千上万张长期积累下来的设计图纸快速而准确输入计算机，作为新产品开发的技术资料。多年来，CAD 中普遍采用的图形输入方法是图形数字化仪交互输入和鼠标加键盘的交互输入方法．很难适应工程界大量图纸输入的迫切需要。因此， 基于光电扫描仪的图纸自动输入方法已成为国内外CAD工作者的努力探索的新课题。但由于工程图的智能识别涉及到计算机的硬件、计算机图形学、模式识别及人工智能等高新技术内容，使得研究工作的难点较大。工程图的自动输入与智能识别是两个密不可分的过程，用扫描仪将手绘图纸输入到计算机后，形成的是点阵图象． CAD 中只能对矢量图形进行编辑， 这就要求将点阵图象转化成矢量图形．而这些工作都让计算机自动完成．这就带来了许多的问题．如① 图象的智能识别；② 字符的提取与识别；③ 图形拓扑结构的建立与图形的理解；④实用化的后处理方法等等。国家自然科学基金会和863计划基金都在支持这方面的研究， 国内外已有一些这方面的软件付诸实用，如美国的RVmaster，德国的VPmax， 以及清华大学，东北大学的产品等。但效果都不很理想．还未能达到人们企盼的效果。
2 计算机美术与设计
2．1 计算机美术的发展
1952年．美国的Ben ．Laposke用模拟计算机做的波型图《电子抽象画》预示着电脑美术的开始(比计算机图形学的正式确立还要早)。计算机美术的发展可分为三个阶段：
(1)早期探索阶段(1952 1968年)主创人员大部分为科学家和工程师，作品以平面几何图形为主。1963年美国《计算机与自动化》杂志开始举办年度“计算机美术比赛”。
代表作品：1960年Wiuiam Ferrter为波音公司制作的人体工程学实验动态模拟．模拟飞行员在飞机中各种情况；1963年Kenneth Know Iton的打印机作品《裸体》。1967年日本GTG小组的《回到方块》。
(2)中期应用阶段(1968年～1983年)以1968年伦敦第一次世界计算机美术大展一“控制论珍宝 (Cybernehic Serendipity1为标志，进入世界性研究与应用阶段；计算机与计算机图形技术逐步成熟， 一些大学开始设置相关课题， 出现了一些CAD应用系统和成果， 三维造型系统产生并逐渐完善。代表作品：1983年美国IBM 研究所Richerd Voss设计出分形山(可到网站“分形频道hrtp：ttfracta1．126．tom 中查找有关“分形”的知识)
(3)应用与普及阶段(1984年～现在)以微机和工作站为平台的个人计算机图形系统逐渐走向成熟， 大批商业性美术(设计)软件面市； 以苹果公司的MAC 机和图形化系统软件为代表的桌面创意系统被广泛接受，CAD成为美术设计领域的重要组成部分。代表作品：1990年Jefrey Shaw的交互图形作品“易读的城市f The legible city) 。
2．2 计算机设计学(Computer Des i gn i cs)
包括三个方面：环境设计(建筑、汽车)、视觉传达设计(包装)、产品设计。
CAD对艺术的介入，分三个应用层次：
(1)计算机图形作为系统设计手段的一种强化和替代； 效果是这个层次的核心(高精度、高速度、高存储)。
(2)计算机图形作为新的表现形式和新的形象资源。
(3)计算机图形作为一种设计方法和观念。
3 计算机动画艺术
3．1 历史的回顾
计算机动画技术的发展是和许多其它学科的发展密切相关的。计算机图形学、计算机绘画、计算机音乐、计算机辅助设计、电影技术、电视技术、计算机软件和硬件技术等众多学科的最新成果都对计算机动画技术的研究和发展起着十分重要的推动作用50年代到60年代之间，大部分的计算机绘画艺术作品都是在打印机和绘图仪上产生的。一直到60年代后期，才出现利用计算机显示点阵的特性，通过精心地设计图案来进行计算机艺术创造的活动。
70年代开始．计算机艺术走向繁荣和成熟 1973 年，在东京索尼公司举办了“首
届国际计算机艺术展览会”80年代至今，计算机艺术的发展速度远远超出了人们的想象 在代表计算机图形研究最高水平的历届SIGGRAPH年会上，精彩的计算机艺术作品层出不穷。另外，在此期间的奥斯卡奖的获奖名单中，采用计算机特技制作电影频频上榜，大有舍我其谁的感觉。在中国，首届计算机艺术研讨会和作品展示活动于1995年在北京举行 它总结了近年来计算机艺术在中国的发展，对未来的工作起到了重要的推动作用
3．2 计算机动画在电影特技中的应用
计算机动画的一个重要应用就是制作电影特技 可以说电影特技的发展和计算机动画的发展是相互促进的。1987年由着名的计算机动画专家塔尔曼夫妇领导的MIRA 实验室制作了一部七分钟的计算机动画片《相会在蒙特利尔》 再现了国际影星玛丽莲•梦露的风采。1988年，美国电影《谁陷害了兔子罗杰》 (Who Framed Roger Rabbit?)中二维动画人物和真实演员的完美结合，令人膛目结舌、叹为观止 其中用了不少计算机动画处理。1991年美国电影《终结者II：世界末日》展现了奇妙的计算机技术。此外，还有《侏罗纪公园》(Jurassic Park)、《狮子王》、《玩具总动员》(Toy Story)等。
3．3 国内情况
我国的计算机动画技术起步较晚。1990年的第11届亚洲运动会上，首次采用了计算机三维动画技术来制作有关的电视节目片头。从那时起，计算机动画技术在国内影视制作方面得到了讯速的发展， 继而以3D Studio 为代表的三维动画微机软什和以Photostyler、Photoshop等为代表的微机二维平面设计软件的普及，对我国计算机动画技术的应用起到了推波助谰的作用。
计算机动画的应用领域十分宽广 除了用来制作影视作品外， 在科学研究、视觉模拟、电子游戏、工业设计、教学训练、写真仿真、过程控制、平面绘画、建筑设计等许多方面都有重要应用，如军事战术模拟
4 科学计算可视化
科学计算的可视化是发达国家八十年代后期提出并发展起来的一门新兴技术，它将科学计算过程中及计算结果的数据转换为几何图形及图象信息在屏幕上显示出来并进行交互处理，成为发现和理解科学计算过程中各种现象的有力工具。
1987年2月英国国家科学基金会在华盛顿召开了有关科学计算可视化的首次会议。会议一致认为“将图形和图象技术应用于科学计算是一个全新的领域” 科学家们不仅
需要分析由计算机得出的计算数据，而且需要了解在计算机过程中数据的变化。会议将这一技术定名为“科学计算可视化(Visualization in Scientific Computing)”。科学计算可视化将图形生成技术图象理解技术结合在一起， 它即可理解送入计算机的图象数据．也可以从复杂的多维数据中产生图形。它涉及到下列相互独立的几个领域：计算机图形学、图象处理、计算机视觉、计算机辅助设计及交互技术等。科学计算可视按其实现的功能来分， 可以分为三个档次：(1)结果数据的后处理；(2)结果数据的实时跟踪处理及显示；(3)结果数据的实时显示及交互处理。
4．1 国外科学计算可视化现状
(1)分布式虚拟风洞
这是美国国家宇航局(Ames)研究中心的研究项目，包括连接到一台超能计算机上的两个虚拟屏幕。这一共享的分布式虚拟环境用来实现三维不稳定流场。两个人协同工作， 可在一个环境中从不同视点和观察方向同一流场数据。
(2)PHTHFINDER
这是美国国家超级计算机应用中心(NCSA)的研究项目． 是在交互分布环境下研究大气流体的软件。PHTHFINDER通过多个相联系的模型来研究暴风雨。
(3)狗心脏CT数据的动态显示
这也是NCSA的研究项目，它利用远程的并行计算资源．用体绘制技术实现CT扫描三维数据场动态显示。其具体内容是显示一个狗的心脏跳动周期的动态图像。
(4)燃烧过程动态模型的可视化
这是美国西北大学的研究项目．可以显示发生在非烧热的气体燃烧中复杂的空问瞬态图象。火焰位于两个同心圆柱之间．可燃混合气体从内圆柱注入，燃烧所生成的物质通过外圆柱送出。
(5)胚胎的可视化
依利诺大学芝加哥分校研制了一个在工作站和超级计算机上实现的可视亿应用软件。其内容是对一个七周的人类胚胎实现交互的三维显示， 是由卫生和医学国家博物馆所得到的数据重构而成的。这一项目表示了对人类形态数据实现远程访问和在网络资源中实现分布计算的可能性。最近美国还将做整个人体的可视化， 他们将两个自愿者(一男一女)做成了切片，男的被切了1780片， 厚度约1毫米，女的被切了5400片， 厚度约O．3毫米，数据量很大。概括起来有以下几点：
(1)科学计算可视化技l术在美国的着名国家实验室及大学中已经从研究走向应用，应用范围涉及天体物理、生物学、气象学、空气动力学、数学、医学图象等领域。科学计算可视化的技术水平正在从后处理向实时跟踪和交互控制发展。
(2)美国在实现科学计算可视化时， 已经将超级计算机、光纤高速网、高性能工作站及虚拟环境四者结合起来，显示了这一领域技术发展的重要方向。就三维数据场的显示算法而言，当数据场分布密集而规则时(如cT扫描数据)多采用体绘制技术，这种算法效果好，但计算费时。对于数据场分布稀疏，或分布不规则的应用领域， 如天体物理、气象学多采用构造中间几何图象的方法，这种方法生成图象速度快，较易作到实时交互处理。
5 虚拟现实
“虚拟现实”(Virbual ReMity)- 词是由美国喷气推动实验室(VPL)的创始人拉尼尔(Jaron Lanier)首先提出的 在克鲁格(Myren Kruege)70年代中早期实验里．被称为 人工现实”(Artificial reality)；而在吉布森(William Gibson)l984 年出版的科幻小说Neuremanccr里，又被称为“可控空间”(Cyberspaee)。虚拟现实， 也育人称之为虚拟环境(Virtual Environment)是美国国家航空和航天局及军事部门为模拟而开发的一门高新技术 它利用计算机图形产生器，位置跟踪器，多功能传感器和控制器等有效地模拟实际场景和情形，从而能够使观察者产生一种真实的身临其境的感觉虚拟环境由硬件和软件组成，硬件部分主要包括：传感器(Sensors)、印象器(Efeeter)和连接侍感器与印象器 产生模拟物理环境的特殊硬件。利用虚拟现实技术产生虚拟现实环境的软件需完成以下三个功能：建立作用器(Actors)以及物体的外形和动力学模型：建立物体之间以及周围环境之间接照牛顿运动定律所决定的相互作用；描述周围环境的内容特性
5．1 虚拟现实技术的应用
5．1.1用于脑外科规划的双手操作空间接口工具
最近，美国弗尼亚大学推出了一种能用于脑外科规划的被称为Netra的双手操作空间接口工具 根据脑外科医生的工作环境和习惯，该系统采用一种外形象人头的控制器。脑外科医生可以根据他们的职业习惯，通过转动外形象人头的控制器， 来方便地观察人脑的不部位， 同时通过右手控制面板的平面来控制人脑的剥面的扫描井能根据CT或强磁共振图像所产生的主体脑模型显示所需得到观察视点着色后的真实图像
5．1．2虚拟环境用于恐高症治疗
英国研制的一个虚拟现实系统可以产生以下虚拟环境：① 透明的玻璃电梯，② 高层建筑阳台．@位于蛱咎之上的索桥。为了增加真实的感觉，患者除了佩戴能够产生三维立体景象的头盔式显示器外，还必须站在一个特制的框架内。调节电梯、．阳台和索桥的高度就可以产生不同程度的刺激。
5.1．3虚拟风洞
德国信息技术国家研究中心的克鲁格等人建立了一个所谓的“虚拟风嗣 ，用以代替风洞实验(因风洞实验成本高，且实验难以控制)。在虚拟风洞中，其模拟的数据来自超级计算机或高性能工作站上运行的有限元程序。利用虎拟风洞，观测者通过佩戴液晶开关眼镜可以方便地对于给定的点和线进行观察，而且还可以通过放大的方式进行更细致的研究，大大方便了人们对于物体动力中特性的研究。
5.1．4封闭式战斗作战训练器
封闭式战斗作战训练器(CCTT)是马斯塔格利等人为美军研制的用于坦克和机械化步兵在实际地形上进行演习的模拟装置。它与通常的虚拟环境和模拟器不同，它需要建立的是适用于军队训练的大规模复杂的虚拟环境。
5.1．5虚拟现实技术在建筑设计中应用
虚拟现实技术还被广泛用于建筑设计。克鲁格等将他们设计的未来建筑显现在他们发明的虚拟工作平台上，建筑学家们聚集在一起透过所佩戴的液晶眼镜，可以看到设计的立体建筑，井方便地增添或移去建筑的一部分或其它物体。同时也可以通过数据手套来设置不同的光源．模拟不同时间的日光和月光．观察在不同光线下所设计建筑的美感以及与整个环境的协调性。
总之．虚拟现实技术是一门多学科交叉和综合集成的新技术。因此， 它的发展将取决于相关科学技术的发展和进步 虚拟现实技术最基本的要求就是反映的实时性和场景的真实性。但一般来说，实时性与真实性往往是相互矛盾的。
5．2 多通道用户界面
用户界面是计算机系统中人与计算机之间相互通讯的重要组成部分。八十年代以WIMP(窗口、图符、菜单、鼠标)为基础的图形用户界面(GUD极大地改善了计算机的可用性、可学性和有效性，迅速代替了命令行为代表的字符界面，成为当今计算机用户界面的主流。以用户为中心的系统设计思想．增进人机交互的自然性，提高人机交互的效率和带宽是用户界面的研究方向。于是提出了多通道用户界面的思想，它包括语言、姿势输入、头部跟踪、视觉跟踪、立体显示、三维交互技术、感觉反馈及自然语言界面等。可以这样说人体的表面就是人机界面。人体的任何部分都应成为人机对话的通道。虚拟现实显示是关键所在，这不仅要求软件来实现，更主要的是硬件上的实现。概括起来虚拟现实的人机交互通道可分为两个方面：主要的感觉通道和主要作用通道。多通道用户界面强调：
(1)多个交互通道，如眼一语言一手势等。
(2)交互的双向性．如果每个通道兼有输入／输出
(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．但有明显的区别。眼永远是主动的， 即主动地去获取信息，耳永远是被动的，有些信息不管你愿不愿听，总要输到耳朵中，这就要求在具体的交互中具体选择交互通道。计算机图形学中各个领域的发展各有各自的特点， 但总起来说是以虚拟现实为导向
和目的的。虚拟现实的发展要求必将带动计算机图形学各学科的发展． 同样虚拟现实的发展也将依赖于其他学科的发展，计算机图形前景诱人。形势逼人(我国还比较落后)，但通过努力还是可以缩短差距的。

3. JAVA数组去重问题

我这有个笨办法供楼主参考：
把vector中元素都取出来放到一个数组中，
根据数据的实际情况，
选择不同的时间复杂度为log2N的排序算法进行排序，
然后新建一个链表，
结点为保存数据和频率的类，
遍历排序后的数组，
如果链表的尾结点与数组中当前元素相同，
将尾结点的频率加1，
否则append一个频率为1的结点，
希望大牛们能给出更好的解法

4. 低代码究竟是什么

简介：什么是低代码？我们为什么需要低代码？低代码会让程序员失业吗？本文总结了低代码领域的基本概念、核心价值与行业现状，带你全面了解低代码。

什么是低代码

“Low-Code”是什么？如果你是第一次听说，没准也会跟我当年从老板口中听到这个词后的内心戏一样：啥？“Low-Code”？“Code”是指代码我知道，但这个“Low”字是啥意思？不会是老板发现我最近赶工写的代码很丑很“Low”吧... 想多了，老板怎么可能亲自review代码呢。那难道是指，“Low-level programming”里的“Low”？老板终于发现让我等编程奇才整天堆Java业务代码太浪费，要派我去闭关写一个高性能C语言网络库... 显然也不是，老板哪能有这技术情怀呢。那到底是什么意思？作为一名搜商比情商还高的程序员，能问Google的绝不会问老板。于是我一顿操作后，不假思索地点开了第一条搜索结果：Low-code development platform。

Wikipedia定义

有了低代码后，这一状况将得到根本改善：上述各角色都可以在同一个低代码开发平台上紧密协作（甚至可以是同一个人），这种全新的协作模式不仅打破了职能竖井，还能通过统一的可视化语言和单一的应用表示（页面/数据/逻辑），轻松对齐项目各方对应用形态和项目进度的理解，实现更终极的敏捷开发模式，以及在传统DevOps基础之上更进一步的BizDevOps[2]。

统一开发平台下的聚合效应

低代码尝试将所有与应用开发相关活动都收敛到同一个平台（one platform）上后，将会产生更多方面的聚合效应与规模收益：

•人员聚合：除了上一点所提到的各职能角色紧密协作以外，人员聚合到统一的低代码开发平台进行作业后，还能促进整个项目流程的标准化、规范化和统一化。

•应用聚合：一方面，新应用的架构设计、资产复用、相互调用变得更容易；另一方面，各应用的数据都天然互通，同时平台外数据也能通过集成能力进行打通，彻底消除企业的数据孤岛问题。

•生态聚合：当低代码开发平台聚合了足够多的开发者和应用后，将形成一个巨大的、连接一切、有无限想象力的生态体系，彻底放飞低代码的价值。

5. 三维运动捕捉系统的分类

现在运动捕捉技术主要分为四类：
1、 机械式运动捕捉
发展历史
1950年 机械式(Mechanical)操作手臂，主要代替人在比较危险的环境工作。
1960年 迪斯尼公司采用机械式动作设计系统。
1963年 可进行回馈反映的机械人，这和现代的机械式运动捕捉技术很相似，通过人体动作实现对设备的动作控制，再回馈有关的设备运动信息。
1983年 卡尔弗特教授使用分压计作为角度传感器进行人体分析。
1983年 拉涅尔发明了机械式的数据手套。
1985年 VPL研究中心开发了虚拟现实的技术，其中机械式运动捕捉为主要技术核心。
工作原理
机械式运动捕捉依靠机械装置来跟踪和测量运动，典型的系统由多个关节和刚性连杆组成。在可转动的关节中装有角度传感器，可以测得关节转动角度的变化。装置运动时，根据角度传感器的数据和连杆的长度，可以得出A点在空间的运动轨迹。刚性连杆也可以换成长度可变的伸缩杆，用位移传感器测量其长度的变化。机械式运动捕捉的一种应用形式是将欲捕捉的运动物体与机械结构相连，物体运动带动机械装置运动，从而被传感器记录下来。另一种形式是用带角度传感器的关节和连杆构成一个“可调姿态的数字模型”，其形状可以模拟人体，也可以模拟其它动物、物体。使用者根据剧情的需要，调整模型的姿势，然后锁定。关节的转动被角度传感器测量记录，依据这些角度和模型的机械尺寸，计算出模性的姿态。这些姿态数据传给动画软件，使其中的角色模型也做出一样的姿势，这是一种较早出现的运动捕捉装置。 直到现在仍有一定的市场，国外给这种装置起了个很形象的名字：“猴子”。但“猴子”较难用于连续动作的实时捕捉，需要操作者不断根据剧情要求，调整“猴子”的姿势，很麻烦，主要用于静态造型捕捉和关键帧的确定。 现代的机械式运动捕捉技术则不必再去调整模型的姿态，需利用一套外骨骼系统将角度传感器固定在表演者的身上，就可以进行人体的动作数据采集。 (3)优点 成本低，装置定标简单，精度也较高。可以很容易地做到实时数据捕捉。 (4)缺点 主要是由于机械设备有尺寸以及重量等问题，使用起来非常不方便。机械结构对表演者的动作阻碍、限制很大，很多激烈的动作都无法完成。
机械捕捉设备使用目的专一，例如，用于捕捉身体动作的系统，就不能同时捕捉演员使用的道具。
2、光学式运动捕捉
1915年 弗雷斯格尔发明了“Rotoscope”技术，可以看成是运动捕捉的原始形式，也可以说是运动捕捉的先驱。不过那个时候的运动捕捉是手工“捉”出来的。1937年 迪斯尼在制作白雪公主动画片时采用了Rotoscope技术拷贝真人动作，然后“粘贴”给动画人物，使动画人物看上去有和真 人很相象的动作。
发展历史
197x年 随着计算机的发展，动画师开始使用计算机来制作动画人物。
1983年 金斯伯格和麦克斯韦教授使用Op—Eye这套光学跟踪系统。
1984年 Motion Analysis实现通过二维跟踪实现三维定位技术。
1985年 sun工作站用了17个小时计算出通过4个摄像机所跟踪的8个点的三维运动轨迹(动作长3秒)。
1989年 跟踪时长30秒，制作人物动画。
1990年 Kleiser-Walczak公司需要制作一段音乐录像带，一位使用计算机制作的模型在麦克风前边唱边跳。
1999年 使用PII 450的计算机，10个摄像机，实时采集70个标志(Marker)。
2005年 北京天远三维光学运动捕捉系统可以同时进行2人的动作捕捉，跟踪 点可达100.
工作原理
通过对目标上特定光点的监视和跟踪来完成运动捕捉的任务。从理论上说，对于空间的任意一个点，只要它能同时被两台摄像机所见，则根据同一瞬间两相机所拍摄的图像和相机参数，即可以确定这一时刻该点的空间位置。当相机以足够高的速率连续拍摄时，从图像序列中就可以得到该点的运动轨迹。 典型的光学式运动捕捉系统通常有6～12个相机，环绕表演场地排列，这些相机的视野重叠区域就是表演者的动作范围。为了便于处理，通常要求表演者穿上单色的服装，在身体的关键部位，如关节、髋部、肘、腕等位置贴上一些特制的标志或发光点，称为“Marker” ，视觉系统只识别和处理这些标志。系统定标后，相机连续拍摄表演者的动作，并将图像序列保存下来，然后再进行分析和处理，识别其中的标志点，并计算其在每一瞬间的空间位置，进而得到其运动轨迹。为了得到准确的运动轨迹，要求相机要有较高的拍摄速率，一般要求达到每秒60帧以上。 基于类似的原理，还有多种类型的光学式运动捕捉设备，例如根据目标的侧影来提取其运动信息，或者利用有网格的背景简化处理过程。目前正在进一步研究不依靠Marker，而应用图像识别、分析技术，由视觉系统直接识别表演者身体关键部位并测量其运动轨迹的技术。 目前，光学式运动捕捉主要分成两类：主动式运动捕捉技术和被动式运动捕捉技术。他们的工作原理都是一样的，不同的地方就是： 被动式运动捕捉系统所使用的跟踪器是一些特制的小球，在它的表面涂了一层反光能力很强的物质，在摄像机的捕捉状态下，它会显得格外的明亮，使摄像机很容易捕捉到它的运动轨迹。 但是主动式的运动捕捉系统所采用的跟踪点是本身可以发光的二极管，它无须辅助发光设施，但是需要能源供给。 被动式捕捉的摄像机在镜头的周围是一些会发光的二极管，Marker正是把这些二极管所发出的光反射回到镜头里，在每帧图像中形成一个个亮点。这样才使系统有“迹”可寻。主动式捕捉所需要的摄像机则不用本身带有发光的功能。 (3)优点 光学式运动捕捉的优点是表演者活动范围大，无电缆、机械装置的限制，使用方便。采样速率较高，精度高，可以满足多数体育运动测量的需要。Marker价格便宜，便于扩充。 (4)缺点 系统价格较贵，这类系统对于表演场地的光照、反射情况敏感。 常需要人工干预后处理过程。加工和整理然后才能把这些数据应用到动画角色模型上去。
3、 声学式运动捕捉
发展历史
1992年 机械式的面部跟踪系统。
1993- 1994年 模仿恐龙的动作捕捉技术。
工作原理
常用的声学式运动捕捉装置由发送器、接收器和处理单元组成。发送器是固定的超声波发生器；接收器一般由呈三角形排列的3个超声探头组成。将多个发送器固定在人身体的各个部位，发送器持续发出超声波，每个接收器通过测量、计算声波从发送器到接收器的时间，3个构成三角形的接收器就可以确定发送器的位置和方向。由于声波的速度与温度有关，还必须有测温装置，并在算法中作出相应的补偿。 这类装置成本较低，但对运动的捕捉有较大的延时和滞后，精度差，还要求声源和接收器之间不能有遮挡，且受噪声等干扰较大，系统扩展困难。
该技术的优点 首先在于它记录的是六维信息，即不仅能得到空间位置，还能得到方向信息。其次是速度快、实时性好。使用时，随着表演者的表演，动画系统中的角色模型可以同时反应，便于排演、调整和修改。装置的定标比较简单，技术较成熟，成本相对低廉。可以完成地面滚动或跌倒等动作。 (4)缺点 对环境要求严格，在表演场地附近不能有金属物品，否则会造成电磁场畸变，影响精度。该系统允许的表演范围比光学式要小，特别是电缆对表演者的活动限制比较大，不适用于比较剧烈的运动、表演。目前这类系统的采样速率一般为每秒15～120次(依赖于模型和传感器的数量)，为了消除抖动和干扰，采样速率一般在15Hz以下，对于一些高速的运动，如体育运动，采样速度不能满足要求。
4、电磁式运动捕捉
发展历史
1970年 Bill Polhemus开发电磁式运动捕捉。
1988年 商业运动捕捉系统(单通道)。
1994年 第一套快速多通道的电磁式捕捉系统。
工作原理
电磁式运动捕捉系统一般由三个部分组成，即发射源、接收传感器和数据处理单元。发射源在空间产生按一定时空规律分布的电磁场；接收传感器(通常有10～20个)安置在表演者身体的关键位置，传感器通过电缆与数据处理单元相连。表演者在电磁场内表演时，接收传感器也随着运动，并将接收到的信号通过电缆传送给处理单元，根据这些信号可以解算出每个传感器的空间位置和方向。

6. VR是什么技术

导语：随着数码科技的发展，数码已经融入我们之中。VR(Virtual Reality，即虚拟现实，简称VR)，是由美国VPL公司创建人拉尼尔(Jaron Lanier)在20世纪80年代初提出的。其具体内涵是：综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备，在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术。其中，计算机生成的、可交互的三维环境成为虚拟环境(即Virtual Environment，简称VE)。虚拟现实技术实现的载体是虚拟现实仿真平台，即(Virtual Reality Platform，简称VRP)。

VR是什么技术

技术介绍

VR = Virtual Reality，虚拟现实，或称灵境技术，实际上是一种可创建和体验虚拟世界(Virtual World)的计算机系统。

友好度很重要

随着社会经济的发展，计算机已经成为社会生活中不可缺少的重要组成部分，友好的人机接口技术很早已成为人们关心的一个重要课题，因为一个比较差的人机交互接口很可能将使一个功能很强的产品变得不可接受。

总体来讲，人机接口技术主要研究方向有两个方面：(1)人如何命令系统(2)系统如何向用户提供信息。

众所周知，人在使用计算机方面的感受(即人机交互部分的友好度)直接影响到人对系统的接受程度，而这两个方面直接决定了人机交互部分的友好度。

虚拟现实

互联网时代的来临使得人类的交流采用了新的方式，进入了新的领域。具体发展过程如下：命令界面—图形用户界面—多媒体界面—虚拟现实。

那么，什么是虚拟现实技术?

虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)，是由美国VPL公司创建人拉尼尔(Jaron Lanier)在20世纪80年代初提出的。其具体内涵是：综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备，在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术。其中，计算机生成的、可交互的三维环境成为虚拟环境(即Virtual Environment，简称VE)。

2014年3月26日，美国社交网络平台Facebook宣布，将斥资20亿美元收购沉浸式虚拟现实技术公司Oculus VR。 Fackbook 首席执行官Mark Zuckerberg坚信虚拟现实将成为继智能手机和平板电脑等移动设备之后，计算平台的又一大事件。并计划将Oculus的应用拓展到游戏以外的业务，在此之前，Oculus主要用于为人们在游戏过程中创造身临其境的感觉。Facebook收购Oculus，使得虚拟现实这个科技行业小众的名词，开始为更多业外的人们所熟悉。业内人士称，虚拟现实时隔70多年，又迎来了春天。

应用领域

VR(虚拟现实)技术可广泛的应用于城市规划、室内设计、工业仿真、古迹复原、桥梁道路设计、房地产销售、旅游教学、水利电力、地质灾害、教育培训等众多领域，为其提供切实可行的解决方案。

在先进制造业领域，站在大飞机发动机的3D影像面前，“可任意拆卸”这个虚拟现实的强项表现得淋漓尽致。操作人员可以把虚拟发动机的许多部件逐一拆下，再进入发动机内部。“虚拟现实”实现了跨平台的交互式设计、虚拟展示、虚拟装配、CAE数据可视化等功能，大幅提高设计团队的设计效率，使研发人员能及时发现、修正设计缺陷和潜在的工艺问题，提高产品开发的制造成功率。

虚拟现实技术在教育培训领域也大有用武之地。为真实实验不具备或难以完成的教学功能创造条件。在涉及高危或极端的环境、不可及或不可逆的操作，高成本、高消耗、大型或综合训练等情况时，虚拟现实技术能提供可靠、安全和经济的实验项目。华东理工大学的G-Magic虚拟现实实验室，就是高校虚拟现实教学的一个范例。该实验室拥有CAVE洞穴式虚拟现实系统，可以把大学生设计的作品投影到墙面、天花板和地面上。比如，学生设计了一间淋浴房，他能利用这套系统把它展现在实验室里，和真实的淋浴房一样大小。营造出这种教学环境后，教师就能与学生更方便地交流各个环节的设计优劣，并随时做出修改。

企业的一些培训项目，同样离不开虚拟现实。以石油化工为例，众所周知，大型石油灌区集中了大量危险化学品，一旦操作不当，便可能引发火灾、爆炸事故，并造成环境污染等次生灾害。因此，政府和企业对大型石油灌区的安全性和操作人员的专业性提出了很高要求。虚拟现实技术可以构建储罐区应急救援及安全培训系统，它不但能向员工呈现操作流程的各种场景，引导他们学习、掌握安全操作技能，还能模拟事故发生、火光熊熊的场面，让员工在沉浸式虚拟影像中开展救援行动。

国内行业发展

市场需求是很大的，而供应方面却略显不足，尤其是拥有核心知识产权，技术过硬的企业并不多，行业整体缺乏品牌效应。

国际行业发展

2015年，Google 正在内部研发为 VR 设备定制的操作系统，项目内有数十名工程师，建成后会降低开发 VR 应用的门槛。

关联定义

VRP子软件体系VR(Virtual Reality)是虚拟现实技术的意思，VRP(Virtual Reality Platform)是虚拟现实仿真平台的意思。

VRP的`子软件产品具体包括：

VRP-BUILDER 虚拟现实编辑器

软件用途：三维场景的模型导入、后期编辑、交互制作、特效制作、界面设计、打包发布的工具

客户群：主要面向三维内容制作公司

VRPIE-3D互联网平台

软件用途：将VRP-BUILDER的编辑成果发布到互联网，并且可让客户通过互联网进行对三维场景的浏览与互动。

客户群：直接面向所有互联网用户

VRP-PHYSICS 物理系统

软件用途：可逼真的模拟各种物理学运动，实现如碰撞、重力、摩擦、阻尼、陀螺、粒子等自然现象，在算法过程中严格符合牛顿定律、动量守恒、动能守恒等物理原理。

客户群：主要面向院校和科研单位

VRP-DIGICITY 数字城市平台

软件用途：具备建筑设计和城市规划方面的专业功能，如数据库查询、实时测量、通视分析、高度调整、分层显示、动态导航、日照分析等 客户群：主要面向建筑设计、城市规划的相关研究和管理部门。

VRP-INDUSIM 工业仿真平台

软件用途：模型化，角色化，事件化的虚拟模拟，使演练更接近真实情况，降低演练和培训成本，降低演练风险。

客户群：主要面向石油、电力、机械、重工、船舶、钢铁、矿山、应急等行业。

VRP-TRAVEL 虚拟旅游平台

软件用途：激发学生学习兴趣，培养导游职业意识,培养学生创新思维，积累讲解专项知识,架起学生与社会联系的桥梁,全方位提升学生讲解能力,让单纯的考试变成互动教学与考核双模式。

客户群：主要面向导游、旅游规划

VRP-MUSEUM 网络三维虚拟展馆

软件用途：是针对各类科博馆、体验中心、大型展会等行业，将其展馆、陈列品以及临时展品移植到互联网上进行展示、宣传与教育的三维互动体验解决方案。它将传统展馆与互联网和三维虚拟技术相结合，打破了时间与空间的限制、最大化地提升了现实展馆及展品的宣传效果与社会价值，使得公众通过互联网即能真实感受展馆及展品，并能在线参与各种互动体验，网络三维虚拟展馆将成为未来最具价值的展示手段。

客户群：科博馆、艺术馆、革命展馆、工业展馆、图书馆、旅游景区、企业体验中心以及各种园区。

VRP-SDK 三维仿真系统开发包

软件用途：提供C++源码级的开发函数库，用户可在此基础之上开发出自己所需要的高效仿真软件

客户群：主要面向水利电力、能源交通等工业仿真研究与设计单位

VRP-STORY故事编辑器

操作灵活、界面友好、使用方便，就像在玩电脑游戏一样简单 易学易会、无需编程，也无需美术设计能力，就可以进行3D制作

成本低、速度快，能够帮助用户高效率、低成本地做出想得到的3D作品

支持与VRP平台所有软件模块的无缝接口，可以与以往所有软件模块结合使用，实现更炫、更丰富的交互功能。