[GIS热点] 沉浸式GIS-虚拟现实GIS、增强现实、全息技术、虚拟地理环境VGE

落日映苍穹つ 2023-06-19 01:57 31阅读 0赞

# 沉浸式GIS #

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   <th></th> 
   <th>说明</th> 
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   <td>虚拟现实</td> 
   <td>【what】①Virtual Reality是指利用计算机和一系列传感辅助设施来实现的使人能有置身于真正现实世界中的感觉的环境，是一个看似真实的模拟环境。②通过传感设备，用户根据自身的感觉，使用人的自然技能考察和操作虚拟世界中的物体，获得相应看似真实的体验。③其实质是构建一种人能够与之自由交互的“世界”，在这个“世界”中，参与者可以实时探索或移动其中的对象<br>【具体含义】①虚拟现实是一种基于计算机图形学的多视点、实时动态的三维环境，这个环境可以是现实世界的真实再现，也可以是超越现实的虚拟世界；②操作者可以通过人的视听触等多种感官，直接以人的自然技能和思维方式与所投入的环境交互；③在操作过程中，人是以一种实时数据源的形式沉浸在虚拟环境中的行为主体，而不仅仅是窗口外部的观察者<br>【核心技术】动态环境建模技术、实时三维图形生成技术、立体显示和传感器技术、应用系统开发工具、智能化语言虚拟现实建模、大型网络分布式虚拟现实的应用<br>【发展趋势】动态环境建模技术；实时三维图形生成技术；立体显示和传感器技术；应用系统开发工具；智能化语音虚拟现实建模；大型网络分布虚拟现实的应用<br>【对GIS的意义】请看虚拟现实环境的意义</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>虚拟现实GIS</td> 
   <td>【what】虚拟现实GIS是虚拟地理环境的载体，其主要通过虚拟建模语言（virtual reality model language, VRML）把地理现象与事物重载到虚拟现实世界中，为人们提供一个逼真的模拟环境<br>【核心技术】三维图形技术；数据库技术；人工智能；网络通信技术<br>【意义】请看虚拟现实环境的意义</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>虚拟地理环境</td> 
   <td>【what】Vitual Geographic Environments是基于地学分析模型、地学工程等的虚拟现实，它是地学工作者根据根测实验、理论假设等建立起来的表达和描述地理系统的空间分布以及过程现象的虚拟信息地理世界。它是一个关于地理系统的虚拟实验室，允许地学工作者按照个人的知识、假设和意愿去设计修改地学空间关系模型、地学分析模型、地学工程模型等，并直接观测交互后的结果，通过多次的循环反馈，最后获取地学规律<br>【内容】数字化了的现实地理环境、恢复与复原的过去的地理环境、预测与预报的未来的地理环境<br>【核心技术】虚拟现实技术、地学信息获取与处理技术（遥感遥测）、地学分析模型构建水平、地学可视化、地学专家系统、地学空间认识理论<br>【目标】面向地理分析为导向的VGE是建设的最终目标<br>1. 在数据环境建设中，形成可制定、可集成、多维度融合的虚拟地理环境统一数据模型<br>2. 在建模环境建设中，构建分布式地理建模与模拟平台<br>3. 在表达环境建设中，增加发声语言和文本语言的用户驱动，加强虚拟现实功能<br>4. 在协同环境建设中，实现分布式协同交互操作、虚拟试验与情境体验<br>【意义】①虚拟地理学的提出就表达了虚拟地理环境对地理学未来发展的作用和影响；②一般认为地理科学发展缓慢的一个原因是无法进行室内试验，从而使地学假设理论无法得到实践的检验。但虚拟现实技术的充分高效的多感觉交互能力为地学的数据探索和地学多维图解的技术现实提供了可能，从而加快地理学理论的成熟和发展；③与众包技术相结合，强调社会特性的公众参与作用<br>【初期研究方向】①认识概念与理论方法；②关键技术研发与软件设计；③可视化或分布式的系统开发<br>【不足】<br>1. 缺少有效支持地理分析与模拟的通用地理数据模型，对多源、多尺度、异构数据无缝集成与共享机制研究不够<br>2. 缺少可辅助协作式地理建模的分布式地理建模工具与平台<br>3. 缺少有效利用网络环境中地理分析模型资源的多源异构地理分析重用与共享方法<br>4. 缺少大众化的真三维展示系统，专业的三维展示系统运行效率难以提高、实时分析困难、建模成本高<br>5. 多用户协同决策工作机制尚不成熟：研究者与公众还不能作为主体进入虚拟环境进行分布式环境下的协作分析</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>增强现实（混合现实）</td> 
   <td>【AR】Augmented Reality①在VR基础上发展发展起来的新技术，也被称为混合现实；②将虚拟物体场景或系统提示信息叠加到真实场景中；③它是一种将真实世界信息和虚拟世界信息无缝集成的新技术，把原文在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息（视觉信息、声音、味道、触觉等），通过电脑等科学技术，模拟仿真后叠加，将虚拟的信息应用到真实世界中，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验<br>【特点】①虚实结合：将显示器屏幕扩展到真实环境中，使计算机窗口与图标叠映于现实对象，由眼睛凝视或手势指点进行操作；②实时交互：使交互从精确地位置扩展到整个环境，从简单的人面对屏幕交流发展到将自己融合于周围的空间与对象中。运用信息系统不再是自觉而有意的独立行动，而是和人们的当前活动自然而然成为一体。交互性系统不再具备明确的位置，而是扩展到整个环境<br>【例子】微软Hololens</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>全息技术</td> 
   <td>全息GIS实时动态表达MR化：构建了融合相机实时跟踪与自适应深度估计管线渲染的现实观测世界与虚拟空间信息世界的融合，实现混合现实化MR</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
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【虚拟现实发展趋势】

按照虚拟现实所倾向的特征不同进行划分，目前虚拟现实系统主要划分为四个层次：桌面式、增强式、沉浸式和网络分布虚拟式。沉浸式虚拟现实是最理想的追求目标

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  <tr> 
   <th>发展趋势</th> 
   <th>说明</th> 
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 <tbody> 
  <tr> 
   <td>动态环境建模技术</td> 
   <td>【虚拟环境的建立】是<strong>虚拟现实技术的核心内容</strong>。<br>动态环境建模技术的【目的】是获取实际环境的三维数据，并根据应用的需要，利用获取的三维数据，建立相应的虚拟环境模型</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>实时三维图形生成技术</td> 
   <td>三维图形的生成技术已经较为成熟，其关键是如何实现“实时”生成<br>为了达到实时的目的，至少要保证图形的刷新率不低于15帧/秒，最好是高于30帧/秒<br>在不降低图形的质量和复杂度的前提下，如何提高刷新频率将是该技术的<strong>研究内容</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>立体显示和传感器技术</td> 
   <td>虚拟现实的交互能力依赖于立体显示和传感器技术的发展<br>现有的虚拟现实还远远不能满足系统的需要，例如，数据手套有延迟长、分辨率低、作用范围小、使用不便等缺点；虚拟现实设备的跟踪精度和跟踪范围也有待提高，因此有必要开发新的<strong>三维显示技术</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>应用系统开发工具</td> 
   <td>虚拟现实<strong>应用的关键</strong>是寻找合适的场合和对象，即如何发挥想象力和创造力<br>选择适当的应用对象可以大幅度地提高生产效率、减轻劳动强度、提高产品开发质量</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>智能化语音虚拟现实建模</td> 
   <td>虚拟现实建模是一个比较繁琐的过程，需要大量的时间和精力。如果将VR技术与智能技术、语音识别技术结合起来，可以很好地解决这个问题</td> 
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   <td>大型网络分布虚拟现实的应用</td> 
   <td>分布式虚拟现实（distributed virtual reality,DVR）将分散的虚拟现实系统仿真器通过网络联结起来，才会用协调一致的结构、标准协议和数据库，形成一个在时间和空间上相互耦合的虚拟、合成环境，参与者可自由地进行交互应用。目前，分布式虚拟交互仿真已成为国际研究热点</td> 
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