《VR及3D渲染技术》课件

及渲染技术VR3D本课件将深入探讨VR虚拟现实和3D渲染技术，带您了解其发展历程、设备构成、内容制作流程、应用场景及未来趋势技术的发展历程VR11960年代，Morton Heilig创造了Sensorama，被认为是最早的VR体验设备21980年代，Myron Krueger开发了Videoplace，这是一种早期的交互式VR系统31990年代，虚拟现实技术开始应用于游戏，并逐渐走向商业化42010年后，VR技术得到了突飞猛进的发展，并逐渐应用于医疗、教育、娱乐等领域设备的构成及工作原理VR显示设备传感器处理器和图形芯片音频系统VR头盔通常配备两个高分VR头盔内置加速计、陀螺VR头盔内部的处理器和图VR头盔通常配备立体声耳辨率显示屏，分别为左右仪、磁力计等传感器，用形芯片负责处理图像渲染机或内置扬声器，提供沉眼提供独立的画面，创造于追踪用户的头部运动，和虚拟环境的实时计算，浸式的音效体验，增强虚立体感将用户头部转动和倾斜映确保用户体验流畅拟环境的真实感射到虚拟环境中设备的分类及应用场景VR移动VR PCVR使用智能手机作为显示设通过连接电脑使用，拥有更备，价格低廉，便携性强，高的性能和画面质量，适合适合体验简单的VR内容体验更复杂的VR游戏和应用一体机VR集成了处理器、显示屏、传感器等组件，无需连接电脑，便携性强，但性能相对较低内容制作的流程VR脚本策划明确VR内容的目标、内容框架、用户体验等3D建模创建虚拟场景、角色和物品的模型材质绘制为模型添加纹理、材质和表面效果场景搭建将模型放置到虚拟场景中，并设置灯光、相机等动画制作为角色和物品添加动画，使它们能够在虚拟世界中活动音效设计为VR内容添加逼真的音效，增强沉浸感VR渲染将场景、模型、动画和音效整合在一起，生成VR体验内容VR测试和优化对VR内容进行测试，并根据反馈进行优化和调整发布上线将VR内容发布到VR平台或应用商店建模软件的使用技巧3D多边形建模雕刻建模细分建模使用多边形来创建模型，使用虚拟工具对模型进通过细分操作，可以将可以灵活控制模型的形行雕刻，可以创建更加低多边形模型转换为高状和细节精细的细节和纹理多边形模型，获得更平滑的表面布尔运算使用布尔运算，可以将多个模型进行合并、相减或相交，创建更复杂的模型材质绘制的基本方法3D纹理贴图材质节点程序化纹理使用图像文件作为纹理贴图，将模型使用材质节点，可以自定义材质的属使用数学公式或算法，生成复杂的纹表面进行装饰性，例如颜色、反射率、漫射系数理效果，例如噪声、云彩、木纹等等场景照明的设置技巧3D环境光方向光12模拟来自周围环境的光线，使场景更加柔模拟来自特定方向的光线，例如太阳光，和可以创建明显的阴影效果聚光灯点光源模拟带有方向性和范围的光线，可以创建43模拟来自一个点的光线，可以创建更加集更加聚焦的光效中、明亮的光效摄像机的使用方法3D相机位置调整相机的位置，可以改变场景的视角和构图相机旋转旋转相机，可以改变场景的视角，例如俯瞰、仰视等焦距调整焦距，可以改变画面的景深和画面表现力镜头类型使用不同的镜头类型，可以创建不同的画面效果，例如广角镜头、长焦镜头等渲染的基本概念3D3D渲染是指将3D模型、材质、灯光、相机等信息转换成二维图像的过程渲染结果可以是静态图像、动画或视频物理仿真渲染引擎的工作机制光线追踪1模拟光线的传播路径，计算光线与物体之间的交互，产生更真实的照明效果材质模拟2模拟各种材质的物理特性，例如反射、折射、漫射等，使模型更加逼真阴影计算3模拟物体投射的阴影，使场景更加真实运动模糊4模拟物体运动产生的模糊效果，使场景更加真实深度计算5计算场景中物体之间的距离，用于创建景深效果光线跟踪渲染引擎的渲染效果光线跟踪渲染引擎可以生成非常逼真的渲染效果，几乎与真实照片难以区分体渲染引擎的应用场景12云层烟雾创建逼真的云层效果，用于模拟模拟烟雾的流动和散射，用于影天气、环境视特效、游戏场景3火焰模拟火焰的燃烧效果，用于影视特效、游戏场景虚拟现实渲染的特点VR实时性1VR渲染需要实时生成画面，以确保用户体验流畅，避免延迟和卡顿交互性2VR渲染需要响应用户的交互，例如头部运动、手势操作，实现沉浸式体验立体感3VR渲染需要生成立体图像，分别呈现给左右眼，营造立体感和空间感沉浸感4VR渲染需要模拟真实的环境和场景，使用户沉浸于虚拟世界中交互式实时渲染的技术难点大场景渲染优化技巧模型优化场景优化渲染优化简化模型的几何结构，减少多边形数合理划分场景，使用LOD技术，根据使用缓存技术，将已经渲染过的部分保量，提高渲染效率距离显示不同精度的模型存起来，避免重复渲染渲染质量与渲染效率的平衡渲染质量渲染效率更高的渲染质量意味着更高的画面清晰度、更精细的细节、更快的渲染速度意味着更快的渲染时间、更少的等待时间、更逼真的效果更流畅的用户体验后期合成在中的应用VR特效添加2添加烟雾、火焰、爆炸等特效，增强颜色校正画面的视觉效果1调整颜色平衡、亮度、对比度等，使画面更加和谐深度合成将不同的素材进行合成，创建更加复3杂和逼真的场景全景摄影技术在中的使用VR全景摄影技术可以拍摄360度的全景照片或视频，并将其转换为VR体验，让用户可以身临其境地体验真实场景体积光在渲染中的应用VR体积光可以模拟光线在介质中的散射和吸收，例如雾气、尘埃、烟雾等，使场景更加真实环境贴图在渲染中的作用VR环境贴图可以模拟周围环境的光线和反射，使场景更加真实，增强沉浸感虚拟现实中的音频设计空间音频互动音频12模拟声音在空间中的传播，使根据用户的交互，动态改变声用户能够感知声音的方向和距音，例如脚步声、物体碰撞声离等沉浸式音效3通过立体声耳机或内置扬声器，提供沉浸式的音效体验，增强虚拟环境的真实感虚拟现实中的动作捕捉技术动作捕捉技术可以将演员的动作捕捉到电脑中，用于创建虚拟角色的动画，实现更加逼真的交互虚拟现实中的手势交互技术手势交互技术可以识别用户的手势，例如抓取、释放、指向等，实现更加自然和直观的交互方式虚拟现实中的眼球跟踪技术眼球跟踪技术可以追踪用户的视线，根据用户的视线方向进行交互，例如在VR游戏中的瞄准、选择等操作虚拟现实中的多用户交互技术多用户交互技术可以使多个用户在同一个虚拟世界中互动，例如一起玩游戏、进行虚拟会议等内容的展示平台及渠道VR体验店Oculus QuestStore SteamVR VRMeta旗下的VR应用商店，提供各种VR Valve旗下的VR游戏平台，提供丰富的提供VR体验服务，用户可以在体验店中游戏和应用VR游戏和体验体验各种VR内容内容的运营及变现模式VR付费下载订阅模式广告模式游戏内付费用户购买VR内容的下载用户支付月费或年费，可在VR内容中插入广告，通在VR游戏中设置道具、虚权，并可以无限次体验以访问平台上的所有VR内过广告收入获取收益拟货币等，用户可以通过容购买获取内容的版权保护机制VRVR内容的版权保护机制可以防止VR内容被盗用、复制或非法传播，保障原创者的利益数据采集及分析应用VRVR数据采集及分析可以收集用户的行为数据，例如头部运动、手势操作、眼球跟踪等，用于分析用户体验、优化VR内容技术在不同行业的应用案例VRVR技术正在改变着各个行业的运作方式，以下是VR技术在不同行业的应用案例技术在医疗领域的应用VRVR技术在医疗领域应用广泛，例如模拟手术、虚拟解剖、心理治疗等技术在教育领域的应用VRVR技术可以为学生提供沉浸式的学习体验，例如虚拟博物馆、虚拟实验室、虚拟历史场景等技术在娱乐领域的应用VRVR技术在娱乐领域最常见的应用是VR游戏，例如射击游戏、角色扮演游戏、模拟游戏等技术在工业领域的应用VRVR技术可以用于产品设计、生产流程模拟、设备维修培训等，提高效率、降低成本技术在零售领域的应用VRVR技术可以用于虚拟购物体验，例如虚拟试衣、虚拟家居设计等技术在房地产领域的应VR用VR技术可以用于虚拟看房体验，让用户可以身临其境地体验房屋的内部结构、设计风格等技术在旅游领域的应用VRVR技术可以用于虚拟旅行，例如虚拟景区游览、虚拟酒店体验等技术在建筑领域的应用VRVR技术可以用于建筑设计、施工模拟、建筑规划等，提高设计效率、降低成本技术在文化领域的应用VRVR技术可以用于虚拟博物馆、虚拟展览、虚拟历史场景等，为用户提供更加沉浸式的文化体验技术在体育领域的应用VRVR技术可以用于体育训练、运动模拟、比赛直播等，提高运动员的训练效果，增强观众的观赛体验技术在航空领域的应用VRVR技术可以用于飞行模拟训练、飞机维护培训、客舱安全演示等技术在军事领域的应用VRVR技术可以用于军事训练、武器模拟、战场模拟等，提高士兵的战斗技能，降低训练风险技术在交通领域的应用VRVR技术可以用于交通模拟、驾驶培训、交通规划等，提高交通效率，降低交通事故发生率技术在安防领域的应用VRVR技术可以用于安防监控、安全培训、应急预案演练等，提高安防效率，保障安全技术在环保领域的应用VRVR技术可以用于环境监测、污染模拟、环保宣传等，提高环保意识，推动环保行动技术在农业领域的应用VRVR技术可以用于农业模拟、农作物培育、农业培训等，提高农业效率，降低农业成本技术在能源领域的应用VRVR技术可以用于能源勘探、能源开发、能源管理等，提高能源效率，推动能源转型技术在金融领域的应用VRVR技术可以用于金融交易、理财咨询、虚拟银行等，提高金融效率，增强用户体验技术在通讯领域的应用VRVR技术可以用于虚拟会议、远程协作、虚拟社交等，打破空间限制，提高通讯效率技术在社交领域的应用VRVR技术可以用于虚拟社交、游戏互动、虚拟约会等，拓展社交方式，丰富用户体验技术的发展趋势及前景VR展望VR技术正处于快速发展阶段，未来将更加成熟，应用范围也将更加广泛，VR技术将为人们的生活和工作带来更多的改变。