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063809 虛擬現(xiàn)實(shí)建模及應(yīng)用 32學(xué)時(shí)/2學(xué)分
英文名稱：Model Design and Application of Virtual Reality
適用領(lǐng)域：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件與理論
開課單位：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院
教學(xué)目的：虛擬現(xiàn)實(shí)建模及應(yīng)用主要講述虛擬現(xiàn)實(shí)建模的原理及系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅可以掌握虛擬現(xiàn)實(shí)建模的系統(tǒng)理論，而且能幫助、指導(dǎo)學(xué)生用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)解決相關(guān)領(lǐng)域的實(shí)際問(wèn)題。
預(yù)備知識(shí)或先修課程要求：數(shù)字圖像處理與計(jì)算機(jī)視覺(jué)
教學(xué)方式及學(xué)時(shí)分配：（課堂授課：22 學(xué)時(shí)、課堂討論：2小時(shí)、上機(jī)實(shí)驗(yàn)：8學(xué)時(shí)）
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學(xué)時(shí) |
教學(xué)內(nèi)容 |
教學(xué)方式 |
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2 |
第一章 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)：虛擬現(xiàn)實(shí)的起源與發(fā)展，系統(tǒng)軟、硬件結(jié)構(gòu)，應(yīng)用領(lǐng)域。 |
授課 |
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2 |
建模技術(shù)、場(chǎng)景調(diào)度技術(shù)和碰撞監(jiān)測(cè)技術(shù) |
授課 |
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2 |
特效技術(shù)、交互技術(shù)和人工智能技術(shù)等 |
授課 |
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2 |
第二章 虛擬現(xiàn)實(shí)建模技術(shù)：系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái)和框架結(jié)構(gòu)，多種建模技術(shù)。 |
授課 |
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2 |
虛擬現(xiàn)實(shí)引擎的優(yōu)化方法：DOF技術(shù)、消隱技術(shù)、減面技術(shù)等 |
授課 |
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2 |
系統(tǒng)構(gòu)建與發(fā)展趨勢(shì)：系統(tǒng)構(gòu)建流程、注意事項(xiàng)、未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。 |
授課 |
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2 |
第三章虛擬手術(shù)：講述系統(tǒng)概況、體系結(jié)構(gòu)、工作原理。 |
授課 |
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2 |
三維重構(gòu)技術(shù)：系統(tǒng)的構(gòu)建步驟及算法實(shí)現(xiàn)。肺手術(shù)的仿真虛擬舉例。 |
授課 |
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2 |
第四章 虛擬城市：虛擬城市的體系結(jié)構(gòu)及總體設(shè)計(jì)框架，虛擬城市的相關(guān)技術(shù) |
授課 |
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2 |
虛擬城市的擴(kuò)展應(yīng)用，以及在電子游戲設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的重要應(yīng)用。 |
授課 |
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2 |
第五章汽車駕駛仿真器：汽車駕駛仿真器現(xiàn)狀、組成、仿真技術(shù)和軟件平臺(tái)。 |
授課 |
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2 |
課堂討論：自擬虛擬現(xiàn)實(shí)方面的技術(shù)問(wèn)題，進(jìn)行專題討論及論述 |
課堂討論 |
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4 |
上機(jī)講授3Dmax建模軟件以及漫游軟件VPR |
上機(jī)實(shí)驗(yàn) |
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4 |
學(xué)生完成和實(shí)現(xiàn)一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)方面的應(yīng)用程序 |
上機(jī)實(shí)驗(yàn) |
教學(xué)主要內(nèi)容及對(duì)學(xué)生的要求：
學(xué)習(xí)內(nèi)容：通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)在知識(shí)和技能兩方面達(dá)到要求：知識(shí)方面----系統(tǒng)掌握虛擬現(xiàn)實(shí)建模及應(yīng)用理論，主要包括虛擬現(xiàn)實(shí)的軟、硬件系統(tǒng)，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)。技能方面----根據(jù)領(lǐng)域問(wèn)題的特點(diǎn)，能夠選擇恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)解決相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用問(wèn)題，熟練使用虛擬現(xiàn)實(shí)建模及應(yīng)用的基本軟件技術(shù)，能研發(fā)相應(yīng)的虛擬現(xiàn)實(shí)建模及應(yīng)用系統(tǒng)軟件，進(jìn)而提出新的研究方法。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：包括完成和實(shí)現(xiàn)一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)方面的應(yīng)用程序。要求學(xué)生每個(gè)人自擬題目設(shè)計(jì)完成一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)方面的小項(xiàng)目。
內(nèi)容摘要：虛擬現(xiàn)實(shí)建模及應(yīng)用技術(shù)是近年來(lái)一項(xiàng)十分活躍的研究與應(yīng)用技術(shù)，是一系列高新技術(shù)的匯集，在醫(yī)學(xué)、工業(yè)、商業(yè)、娛樂(lè)業(yè)、教育領(lǐng)域都有極大的發(fā)展?jié)摿Α１菊n程主要包括：1虛擬現(xiàn)實(shí)概述，講述虛擬現(xiàn)實(shí)的定義、起源與發(fā)展，系統(tǒng)軟、硬件結(jié)構(gòu)，應(yīng)用領(lǐng)域。虛擬現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵技術(shù)，包括介紹建模技術(shù)、場(chǎng)景調(diào)度技術(shù)、碰撞監(jiān)測(cè)技術(shù)、特效技術(shù)、交互技術(shù)、人工智能技術(shù)等。2 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)建模，包括自動(dòng)建模技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)引擎的優(yōu)化技術(shù)和系統(tǒng)構(gòu)建與發(fā)展趨勢(shì)。3 討論汽車駕駛仿真器，包括汽車駕駛仿真器的原理結(jié)構(gòu)，汽車駕駛仿真器的關(guān)鍵技術(shù)和汽車駕駛仿真器的開發(fā)與發(fā)展趨勢(shì)。4研究虛擬城市技術(shù)，包括圖像處理軟、硬件平臺(tái)。5虛擬手術(shù)三維重構(gòu)技術(shù)，包括介紹虛擬手術(shù)的原理、公式、發(fā)展應(yīng)用和系統(tǒng)構(gòu)建等。6實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用。
考核方式：開卷；平時(shí)成績(jī)所占比例20%，理論綜述報(bào)告和軟件設(shè)計(jì)各占比例：40%
課程主要教材： 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及應(yīng)用，主編：張菁，清華大學(xué)出版社，2011年5月
主要參考書目：
[1] 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)．Grigore C.Burdea 著，電子工業(yè)出版社；2005年7月
[2] 集成化醫(yī)學(xué)影像算法平臺(tái)理論與實(shí)踐．田捷，趙明昌，何暉光編著．清華大學(xué)出版社；2004年10月
