Ⅰ 什么是数据手套
数据手套主要是测试手指的信息，比如弯曲度，位移，和加速度，一般5DT手套都带有测试程序，里边有很详细的数据输出。
Ⅱ 那种人手做动作 机械手也会跟着做一样动作的技术叫什么 求资料
这种技术总称叫 仿生技术，名称叫 类人肌腱机器手
类人肌腱机器手，它是EvoLogics GmbH 和柏林科技大学仿生和进化系合作完成的一个项目。从2000年开始的简单仿生手臂功能性研究，到中间若干个研究阶段，现在项目已进展到两个仿生手臂带五根手指的阶段。
技术改造的关键部件是气动肌腱，它的张力通过人造神经进行无扭矩传送，人造神经由绝对抗拉断的 Dyneema绳索构成，甚至可将几根绳索结合在一起，连接到所需的终端控制元件。这样，驱动单元可自由放置在身体部位，运动部件也可保持较小的重量。
机器人可通过数据衣服或数据手套进行远程控制，也可通过执行程序设置好的动进行远程控制。
这资料就是介绍资料。研究的技术资料是秘密的，也是不会公开的，也是不会给你的。
Ⅲ 虚拟现实
虚拟现实做好的是exe 可执行文件。操作和运行类适于我们玩的CS .他是由3Dmax做好模型在导入虚拟现实软件制作形成的。下边是我虽意在网上找的一个介绍希望对你有用。
概 念 与 特 征
虚拟现实（virtual reality，简称vr），是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境，具体地说，就是采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生“沉浸”于等同真实环境的感受和体验。vr带来了人机交互的新概念、新内容、新方式和新方法，使得人机交互的内容更加丰富、形象，方式更加自然、和谐。
虚拟现实是高度发展的计算机技术在各种领域的应用过程中的结晶和反映，它具有以下主要特征：（1）依托学科的高度综合化；（2）人的临场化；（3）系统或环境的大规模集成化；（4）数据表示的多样化和标准化，数据存储的大容量、数据传输的高速化与数据处理的分布式和并行化。
关 键 技 术
实物虚化、虚物实化和高性能的计算处理技术是vr技术的三个主要方面。实物虚化是将现实世界的多维信息映射到计算机的数字空间生成相应的虚拟世界，为高性能的计算处理提供必要的信息数据。虚物实化通过各种计算和仿真技术使计算机生成的虚拟世界中的事物所产生的各种刺激以尽可能自然的方式反馈给用户。
1.实物虚化
实物虚化主要包括基本模型构建、空间跟踪、声音定位、视觉跟踪和视点感应等关键技术，这些技术使得真实感虚拟世界的生成、虚拟环境对用户操作的检测和操作数据的获取成为可能。
（1）基本模型构建技术
基本模型的构建是应用计算机技术生成虚拟世界的基础，它将真实世界的对象物体在相应的三维虚拟世界中重构，并根据系统需求保存部分物理属性。
模型构建首先要建立对象物体的几何模型，确定其空间位置和几何元素的属性。例如，通过cad/cam或二维图纸构建产品或建筑的三维几何模型；通过gis数据和卫星、遥感或航拍照片构造大型虚拟战场。
为了增强虚拟环境的真实感，物理特性和行为规则建模要表现出对象物体的质量、动量、材料等物理特性，并在虚拟环境中遵循一定的运动和动力学规律。
当几何模型和物理模型很难准确地刻画出真实世界中存在的某些特别对象或现象时，可根据具体的需要采用一些特别的模型构建方法。例如，可以对气象数据进行建模生成虚拟环境的气象情况（阴天、晴天、雨、雾）。
（2）空间跟踪技术
虚拟环境的空间跟踪主要是通过头盔显示器、数据手套、数据衣等交互设备上的空间传感器，确定用户的头、手、躯体或其他操作物在三维虚拟环境中的位置和方向。
跟踪系统一般由发射器、接收器和电子部件组成。目前的跟踪系统有电磁、机械、光学、超声等几类。
数据手套是vr系统常用的人机交互设备，它可测量出手的位置和形状从而实现环境中的虚拟手及其对虚拟物体的操纵。cyber glove通过手指上的弯曲、扭曲传感器和手掌上的弯度、弧度传感器，确定手及关节的位置和方向。
（3）声音跟踪技术
利用不同声源的声音到达某一特定地点的时间差、相位差、声压差等进行虚拟环境的声音跟踪是实物虚化的重要组成部分。声波飞行时间测量法和相位相干测量法是两种可以实现声音位置跟踪的基本算法。在小的操作范围内，声波飞行时间法能表现出较好的精确度和相应性。随操作范围的扩大，声波飞行时间法的数据传输率降低，易受伪声音的脉冲干扰。相位相干法本质上不易受到噪声干扰，并允许过滤冗余数据存在且不会引起滞留。但相位相干法不能直接测量距离而只能测量位置的变化，易受累计误差的干扰。
声音跟踪一般包括若干个发射器、接受器和控制单元。它可以与头盔显示器相连，也可以与数据衣、数据手套等其他设备相连。
（4）视觉跟踪与视点感应技术
实物虚化的视觉跟踪技术使用从视频摄像机到x-y平面阵列，周围光或者跟踪光在图像投影平面不同时刻和不同位置上的投影，计算被跟踪对象的位置和方向。视觉跟踪的实现必须考虑精度和操作范围间的折衷选择，采用多发射器和多传感器的设计能增强视觉跟踪的准确性，但使系统变得复杂并且昂贵。
视点感应必须与显示技术相结合，采用多种定位方法（眼罩定位、头盔显示、遥视技术和基于眼肌的感应技术）可确定用户在某一时刻的视线。例如将视点检测和感应技术集成到头盔显示系统中，飞行员仅靠“注视”就可在某些非常时期操纵虚拟开关或进行飞行控制。
2.虚物实化
确保用户在虚拟环境中获取视觉、听觉、力觉和触觉等感官认知的关键技术，是虚物实化的主要研究内容。
（1）视觉感知
虚拟环境中大部分具有一定形状的物体或现象，可以通过多种途径使用户产生真实感很强的视觉感知。crt显示器、大屏幕投影、多方位电子墙、立体眼镜、头盔显示器（hmd）等是vr系统中常见的显示设备。不同的头盔显示器具有不同的显示技术，根据光学图像被提供的方式，头盔显示设备可分为投影式和直视式。
能增强虚拟环境真实感的立体显示技术，可以使用户的左、右眼看到有视差的两幅平面图像，并在大脑中将它们合成并产生立体视觉感知。头盔显示器、立体眼镜是两种常见的立体显示设备。目前，基于激光全息计算的立体显示技术、用激光束直接在视网膜上成像的显示技术正在研究之中。
（2）听觉感知
听觉是仅次于视觉的感知途径，虚拟环境的声音效果，可以弥补视觉效果的不足，增强环境逼真度。
用户所感受的三维立体声音，有助于用户在操作中对声音定位。传统声音模型的定位是根据声源到达听者两耳的时间差itd和声源对左、右两耳的压力差iid来定位的，但它无法解释单耳定位。现代声音模型侧重于用头部相关传递函数hrtf描述声音从声源到外耳道的传播过程，并可以支持单耳定位。hrtf主要用滤波的方法来模拟头部效应、耳廓效应和头部遮掩效应。nasa空军研究中心曾经在人工耳道中放入很小的麦克风，记录许多不同声源对头部的脉冲响应，然后根据hrtf与脉冲结果，产生虚拟环境的位置感。
（3）力觉和触觉感知
能否让参与者产生“沉浸”感的关键因素之一是用户能否在操纵虚拟物体的同时，感受到虚拟物体的反作用力，从而产生触觉和力觉感知。例如，当你用手扳动虚拟驾驶系统的汽车档位杆时，你的手能感觉到档位杆的震动和松紧。
力觉感知主要由计算机通过力反馈手套、力反馈操纵杆对手指产生运动阻尼从而使用户感受到作用力的方向和大小。由于人的力觉感知非常敏感，一般精度的装置根本无法满足要求，而研制高精度力反馈装置又相当困难和昂贵，这是人们面临的难题之一。
如果没有触觉反馈，当用户接触到虚拟世界的某一物体时容易使手穿过物体。解决这种问题的有效方法是在用户的交互设备中增加触觉反馈。触觉反馈主要是基于视觉、气压感、振动触感、电子触感和神经肌肉模拟等方法来实现的。向皮肤反馈可变电脉冲的电子触感反馈和直接刺激皮层的神经肌肉模拟反馈都不太安全，相对而言，气压式和振动触感式是较为安全的触觉反馈方法。
3.高性能计算处理技术
虚拟现实是以计算机技术为核心的现代高新科技，高性能的计算处理技术是直接影响系统性能的关键所在。具有高计算速度，强处理能力，大存储容量和强联网特性等特征的高性能计算处理技术主要包括以下研究内容：
（1）服务于实物虚化和虚物实化的数据转换和数据预处理；（2）实时、逼真图形图像生成与显示技术；（3）多种声音的合成与声音空间化技术；（4）多维信息数据的融合、数据转换、数据压缩、数据标准化以及数据库的生成；（5）模式识别。如命令识别、语音识别，以及手势和人的面部表情信息的检测、合成和识别；（6）高级计算模型的研究。如专家系统、自组织神经网、遗传算法等；（7）分布式与并行计算，以及高速、大规模的远程网络技术。
4. 分布式虚拟现实
分布式虚拟现实的研究目标是建立一个可供多用户同时异地参与的分布式虚拟环境，处于不同地理位置的用户如同进入到一个真实世界，不受物理时空的限制，通过姿势、声音或文字等“在一起”进行交流、学习、研讨、训练、娱乐，甚至协同完成同一件比较复杂的产品设计或进行同一艰难任务的演练。
分布式虚拟现实的研究有两大阵营。一个是国际互联网上的分布式虚拟现实，如基于vrml标准的远程虚拟购物。另一个是在由军方投资的高速专用网，如采用atm技术的美国军方国防仿真互联网dsi。
应 用 领 域
vr技术的产生和发展，为解决和处理要巨额资金和巨大人力投入，或者不得不承担人员伤亡危险的各种问题提供了新方法，目前vr技术的应用主要集中在以下几个方面：
1.产品设计与性能评价
波音777飞机的设计是虚拟原型机的应用典型实例，它由300万个零件组成，所有的设计在一个由数百台工作站组成的虚拟环境中进行。
1996年，加州伯克利分校在sgi工作站上实现了本校新楼soda hall的实时漫游。我国北京航空航天大学虚拟现实与可视化新技术研究室，也完成了恒昌花园及其房内装修、虚拟北航等漫游系统的开发，目前正在为国家科技馆建造一个珠穆朗玛峰及其周边环境的漫游系统。
2.教育与娱乐
将vr技术应用于教育可以使学生能够游览海底、遨游太空、观摩历史城堡，甚至深入原子内部观察电子的运动轨迹。分布式虚拟图书馆突破了物理时空的限制并有效地利用了共享资源，基于国际互联网的分布式虚拟图书馆具有巨大的前景。
vr技术在娱乐业有着极其广泛的应用。第一个大规模的vr娱乐系统“battletech”，将每个“座舱”仿真器联网进行组之间的对抗，三维逼真视景、游戏杆、油门、刹车和受到打击时的晃动给用户很强的感官刺激。
3.高难度和危险环境下的训练
服务于医疗手术训练的vr系统，用ct或mri数据在计算机中重构人体或某一器官的几何模型，并赋予一定的物理特征（例如密度、韧度、组织比例等），并通过机械手或数据手套等高精度的交互工具在计算机中模拟手术过程，以达到训练、研究的目的。
美国的nasa和esa(欧洲空间局)曾成功地将vr技术应用于航天运载器的空间活动、空间站的自由操作和对哈勃空间的维修。
4.分布式虚拟战场环境
军事领域是vr技术最早研究和应用的领域。最早的分布式虚拟战场环境应该是1983年darpa和美国陆军共同制定的simnet研究计划。从1994年开始，美国darpa与usacom联合开展了战争综合演练场stow的研究，形成了一个包括海陆空多兵种、3700个仿真实体参与、地域范围覆盖500×750km2的军事演练环境。
我国从1996年起，国家863计划支持下的dvenet，是由北京航空航天大学联合浙江大学、国防科技大学、装甲兵工程学院、解放军测绘学院和中科院软件所等单位开发的一个分布式虚拟环境基础信息平台。基于dvenet的分布式虚拟战场环境，将分布在不同地域的若干真实仿真器和虚拟仿真器联合在一起，进行异地协同与对抗战术仿真演练。
小结：虚拟现实是一个有许多问题尚未解决，而且仍然不断涌现新问题的研究领域，同时也是一个充满生命力、有着巨大应用前景的高科技领域。我们应当也可以在这一领域有所作为
Ⅳ 虚拟现实硬件的交互设备
（1）数据手套
数据手套是虚拟仿真中最常用的交互工具。 数据手套设有弯曲传感器，弯曲传感器由柔性电路板、力敏元件、弹性封装材料组成，通过导线连接至信号处理电路；在柔性电路板上设有至少两根导线，以力敏材料包覆于柔性电路板大部，再在力敏材料上包覆一层弹性封装材料，柔性电路板留一端在外，以导线与外电路连接。把人手姿态准确实时地传递给虚拟环境，而且能够把与虚拟物体的接触信息反馈给操作者。使操作者以更加直接，更加自然，更加有效的方式与虚拟世界进行交互，大大增强了互动性和沉浸感。并为操作者提供了一种通用、直接的人机交互方式，特别适用于需要多自由度手模型对虚拟物体进行复杂操作的虚拟现实系统。数据手套本身不提供与空间位置相关的信息，必须与位置跟踪设备连用。
（2）力矩球
力矩球（空间求Space Ball）是一种可提供为6自由度的外部输入设备，他安装在一个小型的固定平台上。6自由度是指宽度、高度、深度、俯仰角、转动角和偏转角，可以扭转、挤压、拉伸以及来回摇摆，用来控制虚拟场景做自由漫游，或者控制场景中牧歌物体的空间位置机器方向。力矩球通常使用发光二极管来测量力。他通过装在求中心的几个张力器测量出手所施加的力，闭关将其测量值转化为三个平移运动和三个旋转运动的值送入计算机中，计算机根据这些值来改变其输出显示。力矩球在选取对象时不是很直观，一般与数据手套、立体眼镜配合使用。3
（3）操纵杆
操纵杆是一种可以提供前后左右上下6个自由度及手指按钮的外部输入设备。适合对虚拟飞行等的操作。由于操纵杆采用全数字化设计，所以其精度非常高。无论操作速度多快，他都能快速做出反应。
操纵杆的优点是操作灵活方便，真实感强，相对于其他设备来说价格低廉。缺点是只能用于特殊的环境，如虚拟飞行。
（4）触觉反馈装置
在VR系统中如果没有触觉反馈，当用户接触到虚拟世界的某一物体时易使手穿过物体，从而失去真实感。解决这种问题的有效方法是在用户交互设备中增加触觉反馈。触觉反馈主要是居于视觉、气压感、振动触感、电子触感和神经肌肉模拟等方法来实现的。向皮肤反馈可变点脉冲的电子触感反馈和直接刺激皮层的神经肌肉模拟反馈都不太安全，相对而言，气压式和振动触感是是较为安全的触觉反馈方法。
气压式触摸反馈是一种采用小空气袋作为传感装置的。它由双层手套组成，其中一个输入手套来测量力，有20~30个力敏元件分布在手套的不同位置，当使用者在VR系统中产生虚拟接触的时候，检测出手的各个部位的手里情况。用另一个输出手套再现所检测的压力，手套上也装有20~30个空气袋放在对应的位置，这些小空气袋由空气压缩泵控制其气压，并由计算机对气压值进行调整，从而实现虚拟手物碰触时的触觉感受和手里情况。该方法实现的触觉虽然不是非常的逼真，但是已经有较好的结果。
振动反馈是用声音线圈作为振动换能装置以产生振动的方法。简单的换能装置就如同一个未安装喇叭的声音线圈，复杂的换能器是利用状态记忆合金支撑。当电流通过这些换能装置时，它们都会发生形变和弯曲。可能根据需要把换能器做成各种形状，把它们安装在皮肤表面的各个位置。这样就能产生对虚拟物体的光滑度、粗糙度的感知。
（5）力觉反馈装置
力觉和触觉实际是两种不同的感知，触觉包括的感知内容更加丰富如接触感、质感、纹理感以及温度感等；力觉感知设备要求能反馈力的大小和方向，与触觉反馈装置相比，力反馈装置相对成熟一些。目前已经有的力反馈装置有：力量反馈臂，力量反馈操纵杆，笔式六自由度游戏棒等。其主原理是有计算机通过里反馈系统对用户的手、腕、臂等运动产生阻力从而使用户感受到作用力的方向和大小。
由于人对力觉感知非常敏感，一般精度的装置根本无法满足要求，而研制高精度里反馈装置又相当昂贵，这是人们面临的难题之一。
（6）运动捕捉系统
在VR系统中为了实现人与VR系统的交互，必须确定参与者的头部、手、身体等位置的方向，准确地跟踪测量参与者的动作，将这些动作实时监测出来，以便将这些数据反馈给显示和控制系统。这些工作对VR系统是必不可少的，也正是运动捕捉技术的研究内容。
到目前为止，常用的运动捕捉技术从原理上说可分为机械式、声学式、电磁式、和光学式。同时，不依赖于传感器而直接识别人体人体特征的运动捕捉技术也将很快进入实用。
从技术角度来看，运动捕捉就是要测量、跟踪、记录物体在三维空间中的运动轨迹。
（7）机械式运动捕捉
机械式运动捕捉依靠机械装置来跟踪和测量运动轨迹。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情况。装置运动是，根据角度传感器所测得的角度变化和连杆的昂度，可以得出杆件末端点在空间中的位置和运动轨迹。实际上，装置上任何一点的轨迹都可以求出，刚性连杆也可以换成长度可变的伸缩杆。
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，从而被传感器记录下来。这种方法的优点是成本低、精度高、可以做到实时测量，还可以允许多个角色同时表演，但是使用起来非常不方便，机械结构对表演者的动作的阻碍和限制很大。
（8）声学运动捕捉
常用的声学捕捉设备由发送器、接收器和处理单元组成。发送器是一个固定的超声波发送器，接收器一般由呈三角形排列的三个超声波探头组成。通过测量声波从发送器到接收器的时间或者相位差，系统可以确定接收器的位置和方向。
这类装置的成本较低，但对运动的捕捉有较大的延迟和滞后，实时性较差，精度一般不很高，声源和接收器之间不能有大的遮挡物，受噪声影响和多次反射等干扰较大。由于空气中声波的速度与大气压、湿度、温度有关，所以必须在算法中做出相应的补偿。
（9）电磁式运动捕捉
电磁式运动捕捉是比较常用的运动捕捉设备。一般由发射源、接受传感器和数据处理单元组成。发射源在空间按照一定时空规律分布的电磁场；接受传感器安置在表演者沿着身体的相关位置，随着表演者在电磁场中运动，通过电缆或者无线方式与数据处理单元相连。
它对环境的要求比较严格，在使用场地附近不能有金属物品，否则会干扰电磁场，影响精度。系统的允许范围比光学式要小，特别是电缆对使用者的活动限制比较大，对于比较剧烈的运动则不适用。
（10）光学式运动捕捉
光学式运动捕捉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。目前常见的光学式运动捕捉大多数居于计算机视觉原理。从理论上说，对于空间中的一个点，只要他能同时被两个相机缩减，则根据同一时刻两个相机所拍摄的图像和相机参数，可以确定这一时刻该点在空间中的位置。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店的运动轨迹。
这种方法的缺点就是价格昂贵，虽然可以实时捕捉运动，但后期处理的工作量非常大，对于表演场的光照、反射情况有一定的要求，装置定标也比较繁琐。
（11）数据衣
在VR系统中比较常用的运动捕捉是数据衣。数据衣为了让VR系统识别全身运动而设计的输入装置。他是根据‘数据手套’的原理研制出来的，这种衣服装备着许多触觉传感器，穿在身上，衣服里面的传感器能够根据身体的动作探测和跟踪人体的所有动作。数据衣对人体大约50个不同的关节进行测量，包括膝盖、手臂、躯干和脚。通过光电转换，身体的运动信息被计算机识别，反过来衣服也会反作用在身上产生压力和摩擦力，使人的感觉更加逼真。
和HMD，数据手套一样数据衣也有延迟大、分辨率低、作用范围小、使用不便的缺点，另外数据衣还存在着一个潜在的问题就是人的体型差异比较大。为了检测全身，不但要检测肢体的伸张状况，而且还要检测肢体的空间位置和方向，这需要许多空间跟踪器。
Ⅳ 什么叫沉浸体验 什么是沉浸式体验
沉浸式体验：提供参与者完全沉浸的体验，使用户有一种置身于虚拟世界之中的感觉。
运用头盔式、手套式、盔甲式的显示器和传感器使人的视觉、听觉、触觉及一切感觉沉浸在虚拟世界的计算机系统中，或者是指利用多个大型投影产生一个房间，观众处于其中而有一个身临其境的感觉。这是较高级的虚拟现实系统。
沉浸式系统是世界上一种成熟的高度沉浸式虚拟现实系统，它把高分辨率的立体投影技术、三维计算机图形技术和音响技术等有机地结合在一起，产生一个完全沉浸式的虚拟环境。在该系统中，3D环境中的任何物体，都可以感受参与者操作，并实施产生相应变化。
(5)数据手套一般什么材料扩展阅读：
沉浸式体验的特点：
1、利用头盔显示器把用户的视觉、听觉封闭起来，产生虚拟视觉，同时，它利用数据手套把用户的手感通道封闭起来，产生虚拟触动感。
2、系统采用语音识别器让参与者对系统主机下达操作命令，与此同时，头、手、眼均有相应的头部跟踪器、手部跟踪器、眼睛视向跟踪器的追踪，使系统达到尽可能的实时性。
3、临境系统是真实环境替代的理想模型，它具有最新交互手段的虚拟环境。
Ⅵ 虚拟现实系统的其他
虚拟现实是多种技术的综合，包括实时三维计算机图形技术，广角（宽视野）立体显示技术，对观察者头、眼和手的跟踪技术，以及触觉/力觉反馈、立体声、网络传输、语音输入输出技术等。下面对这些技术分别加以说明。
一，实时三维计算机图形技术
相比较而言，利用计算机模型产生图形图像并不是太难的事情。如果有足够准确的模型，又有足够的时间，我们就可以生成不同光照条件下各种物体的精确图像，但是这里的关键是实时。例如在飞行模拟系统中，图像的刷新相当重要，同时对图像质量的要求也很高，再加上非常复杂的虚拟环境，问题就变得相当困难。
二，广角（宽视野）的立体显示
人看周围的世界时，由于两只眼睛的位置不同，得到的图像略有不同，这些图像在脑子里融合起来，就形成了一个关于周围世界的整体景象，这个景象中包括了距离远近的信息。当然，距离信息也可以通过其他方法获得，例如眼睛焦距的远近、物体大小的比较等。
在VR系统中，双目立体视觉起了很大作用。用户的两只眼睛看到的不同图像是分别产生的，显示在不同的显示器上。有的系统采用单个显示器，但用户带上特殊的眼镜后，一只眼睛只能看到奇数帧图像，另一只眼睛只能看到偶数帧图像，奇、偶帧之间的不同也就是视差就产生了立体感。
用户（头、眼）的跟踪：在人造环境中，每个物体相对于系统的坐标系都有一个位置与姿态，而用户也是如此。用户看到的景象是由用户的位置和头（眼）的方向来确定的。
跟踪头部运动的虚拟现实头套：在传统的计算机图形技术中，视场的改变是通过鼠标或键盘来实现的，用户的视觉系统和运动感知系统是分离的，而利用头部跟踪来改变图像的视角，用户的视觉系统和运动感知系统之间就可以联系起来，感觉更逼真。另一个优点是，用户不仅可以通过双目立体视觉去认识环境，而且可以通过头部的运动去观察环境。
在用户与计算机的交互中，键盘和鼠标是目前最常用的工具，但对于三维空间来说，它们都不太适合。在三维空间中因为有六个自由度，我们很难找出比较直观的办法把鼠标的平面运动映射成三维空间的任意运动。已经有一些设备可以提供六个自由度，如3Space数字化仪和SpaceBall空间球等。另外一些性能比较优异的设备是数据手套和数据衣。
三，立体声
人能够很好地判定声源的方向。在水平方向上，我们靠声音的相位差及强度的差别来确定声音的方向，因为声音到达两只耳朵的时间或距离有所不同。常见的立体声效果就是靠左右耳听到在不同位置录制的不同声音来实现的，所以会有一种方向感。现实生活里，当头部转动时，听到的声音的方向就会改变。在VR系统中，声音的方向与用户头部的运动无关。
四，触觉与力觉反馈
在一个VR系统中，用户可以看到一个虚拟的杯子。你可以设法去抓住它，但是你的手没有真正接触杯子的感觉，并有可能穿过虚拟杯子的“表面”，而这在现实生活中是不可能的。解决这一问题的常用装置是在手套内层安装一些可以振动的触点来模拟触觉。
五，语音输入输出
在VR系统中，语音的输入输出也很重要。这就要求虚拟环境能听懂人的语言，并能与人实时交互。而让计算机识别人的语音是相当困难的，因为语音信号和自然语言信号有其“多边性”和复杂性。例如，连续语音中词与词之间没有明显的停顿，同一词、同一字的发音受前后词、字的影响，不仅不同人说同一词会有所不同，就是同一人发音也会受到心理、生理和环境的影响而有所不同。
使用人的自然语言作为计算机输入目前有两个问题，首先是效率问题，为便于计算机理解，输入的语音可能会相当啰嗦。其次是正确性问题，计算机理解语音的方法是对比匹配，而没有人的智能。
虚拟现实技术特征及其系统的关键技术
从本质上说,虚拟现实就是一种先进的计算机用户接口,它通过给用户同时提供诸如视、听、触等各种直观而又自然的实时感知交互手段、最大限度地方便用户的操作,从而减轻用户的负担、提高整个系统的工作效率。因此虚拟现实技术具有以下四个重要特征。
（一）多感知性
所谓多感知性就是指导包括视觉感知外, 还包括听觉、力觉、触觉和运动感知、甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。
（二）存在感
又称临场感,它是指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该达到使用户难以分辨真假的程度。
（三）交互性
它是指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度(包括实时性)。我们借助与我们8的感觉器官,在虚拟的环境中体验真实的环境。
（四）自主性
是指虚拟环境中物体依据物理定律进行动作的程度。虚拟现实系统的关键技术主要由动态环境建模技术、实时三维图形生成技术、立体显示和传感器技术、应用系统开发工具和系统集成技术等五个方面组成。其中动态环境建模技术的目的是根据应用的需要获取实际环境的三维数据, 并利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。而三维图形的生成技术关键是如何实现“实时”生成。立体显示和传感器技术是虚拟现实中实施交互能力的关键。
虚拟现实技术的应用
虚拟现实技术的应用极为广泛，Helsel与Doherty在1993年对全世界范围内已经进行的805项虚拟现实研究项目作了统计，结果表明：在娱乐、教育及艺术方面的应用占据主流，其次是军事与航空，医学，商业，另外在可视化计算、制造业等方面也有相当的比重。下面简要介绍其部分应用。
（1）医学 虚拟现实技术应用大致上有两类。一是虚拟人体，也就是数字化人体，这样的人体模型医生更容易了解人体的构造和功能。另一是虚拟手术系统，可用于指导手术的进行。
（2）娱乐、艺术与教育 丰富的感觉能力与3D显示环境使得虚拟现实技术成为理想的视频游戏工具。由于在娱乐方面对虚拟现实的真实感要求不是太高，故近些年来虚拟现实技术在该方面发展最为迅猛。如Chicago（芝加哥）开放了世界上第一台大型可供多人使用的虚拟现实娱乐系统，其主题是关于3025年的一场未来战争；英国开发的称为“Virtuality”的虚拟现实游戏系统，使该系统获该年度虚拟现实产品奖；
（3）军事与航天工业 模拟与练一直是军事与航天工业中的一个重要课题，这为虚拟现实技术提供了广阔的应用前景。利用虚拟现实技术模拟战争过程已成为最先进的多快好省的研究战争、培训指挥员的方法。战争实验室在检验预定方案用于实战方面也能起巨大作用。1991年海湾战争开始前，美军便把海湾地区各种自然环境和伊拉克军队的各种数据输入计算机内，进行各种作战方案模拟后才定下初步作战方案。后来实际作战的发展和模拟实验结果相当一致。
（4）商业 虚拟现实技术常被用于推销。例如建筑工程投标时，把设计的方案用虚拟现实技术表现出来，便可把业主带入未来的建筑物里参观，如门的高度、窗户朝向、采光多少、屋内装饰等，都可以感同身受。它同样可用于旅游景点以及功能众多、用途多样的商品推销。因为用虚拟现实技术展现这类商品的魅力，比单用文字或图片宣传更加有吸引力。
（5）科技开发 虚拟现实技术可缩短开发周期，减少费用。例如克莱斯勒公司1998年初便利用虚拟现实技术，在设计某两种新型车上取得突破，首次使设计的新车直接从计算机屏幕投入生产线，也就是说完全省略了中间的试生产。 由于利用了卓越的虚拟现实技术，使克莱斯勒避免了1500项设计差错，节约了8个月的开发时间和8000万美元费用。利用虚拟现实技术还可以进行汽车冲撞试验，不必使用真的汽车便可显示出不同条件下的冲撞后果。
在虚拟现实技术已经和理论分析、科学实验一起，成为人类探索客观世界规律的三大手段。用它来设计新材料，可以预先了解改变成分对材料性能的影响。在材料还没有制造出来之前便知道用这种材料制造出来的零件在不同受力情况下是如何损坏的。
以上仅列出虚拟现实技术的部分应用前景，可以预见，在不久的将来，虚拟现实技术将会影响甚至改变我们的观念与习惯，并将深入到人们的日常工作与生活。
虚拟现实技术的进一步展望
虚拟现实从其萌芽到今天的日渐成熟已经走过了相当长的一段风雨历程。它的研究内容涉及到多项学科领域。我们同时也认识到,这个领域的技术具有巨大的潜力和广阔的应用前景。
客观而论,虚拟现实技术研究的内容还仅仅限于扩展了计算机的接口能力和刚刚涉及到人的感知系统和肌肉系统与计算机的结合作用问题,还根本未涉及“人在实践中得到的感觉信息是怎样在人的大脑中存储和加工处理成为人对客观世界的认识”这一重要过程。只有当真正开始涉及并找到对这些问题的技术实现途径时,人和信息处理系统间的隔阂才有可能被彻底的克服了。我们期待这有朝一日,虚拟现实系统成为一种对多维信息处理的强大系统,成为人进行思维和创造的助手和对人们已有的概念进行深化和获取新概念的有力工具。
我们相信随着计算机技术和网络技术的飞速发展,计算机3D运算能力和网络带宽大大提高,虚拟现实在生产生活中的应用将日益广泛。
虚拟现实仿真
1.实物虚化
实物虚化主要包括基本模型构建、空间跟踪、声音定位、视觉跟踪和视点感应等关键技术，这些技术使得真实感虚拟世界的生成、虚拟环境对用户操作的检测和操作数据的获取成为可能。
（1） 基本模型构建技术
基本模型的构建是应用计算机技术生成虚拟世界的基础，它将真实世界的对象物体在相应的三维虚拟世界中重构，并根据系统需求保存部分物理属性。深度创艺的模型构建首先是要建立对象物体的几何模型，确定其空间位置和几何元素的属性并通过GIS数据或者遥感来增强虚拟环境的真实感，并在虚拟环境中遵循一定的运动和动力学规律。当几何模型和物理模型很难准确地刻画出真实世界中存在的某些特别对象或现象时，可根据具体的需要采用一些特别的模型构建方法。
（2）空间跟踪技术
虚拟环境的空间跟踪主要是通过头盔显示器、数据手套(DATAGLOVE)，立体眼镜，数据衣等交互设备上的空间传感器，确定用户的头、手、躯体或其他操作物在三维虚拟环境中的位置和方向。跟踪系统一般由发射器、接收器和电子部件组成。深度创艺的跟踪系统有电磁、机械、光学、超声等几类。数据手套是VR系统常用的人机交互设备，它可测量出手的位置和形状从而实现环境中的虚拟手及其对虚拟物体的操纵。Cyber Glove通过手指上的弯曲、扭曲传感器和手掌上的弯度、弧度传感器，确定手及关节的位置和方向。
(3）声音跟踪技术
利用不同声源的声音到达某一特定地点的时间差、相位差、声压差等进行虚拟环境的声音跟踪是深度创艺为客户打造实物虚化的重要组成部分。声音跟踪一般包括若干个发射器、接受器和控制单元。它可以与头盔显示器相连，也可以与数据衣、数据手套等其他设备相连。
（4）视觉跟踪与视点感应技术
实物虚化的视觉跟踪技术使用从视频摄像机到X-Y平面阵列，周围光或者跟踪光在图像投影平面不同时刻和不同位置上的投影，计算被跟踪对象的位置和方向。视觉跟踪的实现必须考虑精度和操作范围间的折衷选择，采用多发射器和多传感器的设计能增强视觉跟踪的准确性，但使系统变得复杂并且昂贵。深度创艺的视点感应是必须与显示技术相结合的，采用了多种定位方法（眼罩定位、头盔显示、遥视技术和基于眼肌的感应技术），可确定用户在某一时刻的视线。例如将视点检测和感应技术集成到头盔显示系统中，飞行员仅靠“注视”就可在某些非常时期操纵虚拟开关或进行飞行控制。
2.虚物实化
确保用户在虚拟环境中获取视觉、听觉、力觉和触觉等感官认知的关键技术，是虚物实化的主要研究内容。
（1）视觉感知
虚拟环境中大部分具有一定形状的物体或现象，可以通过多种途径使用户产生真实感很强的视觉感知。CRT显示器、大屏幕投影、多方位电子墙、立体眼镜、头盔显示器（HMD）等是VR系统中常见的显示设备。不同的头盔显示器具有不同的显示技术，根据光学图像被提供的方式，头盔显示设备可分为投影式和直视式。能增强虚拟环境真实感的立体显示技术，可以使用户的左、右眼看到有视差的两幅平面图像，并在大脑中将它们合成并产生立体视觉感知。头盔显示器、立体眼镜是两种常见的立体显示设备。深度创艺基于激光全息计算的立体显示技术、用激光束直接在视网膜上成像的显示技术正在研究之中。
（2）听觉感知
听觉是仅次于视觉的感知途径，虚拟环境的声音效果，可以弥补视觉效果的不足，增强环境逼真度。
（3）力觉和触觉感知
能否让参与者产生“沉浸”感的关键因素之一是用户能否在操纵虚拟物体的同时，感受到虚拟物体的反作用力，从而产生触觉和力觉感知。由于人的力觉感知非常敏感，一般精度的装置根本无法满足要求，而研制高精度力反馈装置又相当困难和昂贵，这是人们面临的难题之一。如果没有触觉反馈，当用户接触到虚拟世界的某一物体时容易使手穿过物体。深度创艺解决这种问题的有效方法是在用户的交互设备中增加触觉反馈。触觉反馈主要是基于视觉、气压感、振动触感、电子触感和神经肌肉模拟等方法来实现的。
3.高性能计算处理技术
虚拟现实是以计算机技术为核心的现代高新科技，高性能的计算处理技术是直接影响系统性能的关键所在。具有高计算速度，强处理能力，大存储容量和强联网特性等特征的高性能计算处理技术是深度创艺研究的主要内容。
4. 分布式虚拟现实
分布式虚拟现实的研究目标是建立一个可供多用户同时异地参与的分布式虚拟环境，处于不同地理位置的用户如同进入到一个真实世界，不受物理时空的限制，通过姿势、声音或文字等“在一起”进行交流、学习、研讨、训练、娱乐，甚至协同完成同一件比较复杂的产品设计或进行同一艰难任务的演练。深度创艺分布式虚拟现实的研究有两大阵营。一个是国际互联网上的分布式虚拟现实，如基于VRML标准的远程虚拟购物。另一个是在由军方投资的高速专用网，如采用ATM技术的美国军方国防仿真互联网DSI。
目前我国三维虚拟现实技术的实现手段多是采用同期国外现成的三维图形引擎进行二次开发。比较流行，相对效率较高的三维图形引擎主要有Vega、Vegaprim、Vtree、Virtools、Quest3D等。Vega系列的引擎的设计层次太多，直接导致了顶层系统难以直接有效的发挥硬件图形设备的特性，而使其运行随着数据量的增加变得异常缓慢。
仿真技术的应用在军事与航天工业、城市规划与经营、建筑设计、房地产开发、科技馆、博物馆、专业展示馆、产品的设计与展示、古文化遗产还原以及保护、模拟训练设备、游戏、娱乐等众多领域中。
除此之外，虚拟现实技术在航天、通信、交通、医疗、教育、艺术、体育、分子化学、科学计算可视化等多个领域都有广泛的应用。我们甚至可以大胆的预测，在不久的将来虚拟现实技术将渗透到所有与信息系统相关的学科和领域。
虚拟现实技术及其发展前景
虚拟现实（Virtual Reality，VR）是计算机网络世界的热点之一，在社会生活的许多方面有着非常美好的发展前景，更是数字地球概念提出的依据和基础技术。
虚拟现实是计算机模拟的三维环境，是一种可以创建和体验虚拟世界（Virtual World）的计算机系统。虚拟环境是由计算机生成的，它通过人的视、听、触觉等作用于用户，使之产生身临其境的感觉的视景仿真。它是一门涉及计算机、图像处理与模式识别、语音和音响处理、人工智能技术、传感与测量、仿真、微电子等技术的综合集成技术。用户可以通过计算机进入这个环境并能操纵系统中的对象并与之交互。三维环境下的实时性和可交互性是其主要特征。
虚拟现实不是真的，也不是现实，它只是一个在桌面上可实时地做交互式三维图形用户界面的工具。就像窗口系统及鼠标驱动用户界面一样，虚拟现实可使得运用计算机更加有效、透明。根据设计者的构想，用户可以沉浸到数据空间中，将用户在一定时间内与现实环境相隔离，然后投入到可实时交互的虚拟环境中，并且驾驭其中的数据，使人有一种身临其境的感觉。
虚拟现实界面的数据交互工具是一项正在发展中的技术，它的目的是使信息系统尽可能地满足人的需要，人机的交互更加人性化，用户可以更直接地与数据交互。除了传统的显示器、键盘、鼠标、游戏杆外，仪器手套（Instrumented glove）、数据手套（Data Glove）、立体偏振眼镜，就是这类产品。立体视觉的产品还有头盔式显示器（HMD）、液晶快门眼镜（Liquid Crystal shutter glasses）。据报道，处于实验室研究阶段的VR设备有沉浸式VR系统，加入了如HMD、多个大型投影式显示器，甚至增加触觉、力感和接触反馈等交互式设备，更有人大胆预言会向全身数据服装的方向发展。
虚拟现实的应用领域十分广泛，主要在工程设计、计算机辅助设计（CAD）、数据可视化、飞行模拟、多媒体远程教育、远程医疗、艺术创作、游戏、娱乐等方面。
Web的出现更使虚拟现实技术引起人们普遍的关注。人们对它寄予厚望，希望利用这个技术使世界各地的人，可以在三维环境下交流。多个用户可以进行基于文本的或是声音技术的闲谈，在网上建立一个真正的三维社区已不再只是梦想中的事。
VRML是面向对象的一种语言，它类似Web超级链接所使用的HTML语言，也是一种基于文本的语言，并可以运行在多种平台之上，只不过能够更多地为虚拟现实环境服务。它提供对三维世界及其内部基本对象的描述，如球体、平面、圆锥、圆柱、立方体等，并把他们同二维的页面链接起来，是一种非常简洁的高级语言。最新的VRML2.0版除了提供VRML 1.0版的基本功能外，最主要的特点是加入了行为功能和多用户环境，使Web网上的三维世界动起来了。另外，它将支持动画、交互性、与JAVAScript和JAVA的集成及声音。VRML的出现，是由于当代网络技术与虚拟现实技术的迅猛发展的需要，它使得Web的页面不再局限于二维空间。VRML增加动作、动画模拟、传感器和声音后，网络站点创作人员可以制作规模大、交互性强的三维应用程序。
虚拟现实发展前景十分诱人，而与网络通信特性的结合，更是人们所梦寐以求的。在某种意义上说它将改变人们的思维方式，甚至会改变人们对世界、自己、空间和时间的看法。它是一项发展中的、具有深远的潜在应用方向的新技术。利用它，我们可以建立真正的远程教室，在这间教室中我们可以和来自五湖四海的朋友们一同学习、讨论、游戏，就像在现实生活中一样。使用网络计算机及其相关的三维设备，我们的工作、生活、娱乐将更加有情趣。因为数字地球带给我们的是一个绚丽多彩的三维的世界!
憧憬未来总是令人兴奋，它会引发人们的美梦般的遐想。数字地球如梦想插上科学的翅膀，使我们感到并不是遥不可及，甚至其中的一部分雏形已经应用到我们的现实生活中。
Ⅶ 虚拟现实技术是什么
虚拟现实技术（简称VR），又称灵境技术，是以沉浸性、交互性和构特征的算机高级人机界利用了[ur形学[/ur技术、[u技术技术、[url技术、术和多[u技术视觉听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了的多维[空间，具有广阔的应用前景。
目录
简介
主要特征
面临的问题①
②
③
关键技术1、环境建模技术
2、立体声合成和立体显示技术
3、触觉反馈技术
4、交互技术
5、系统集成技术
代表性设备BOOM可移动式显示器
数据手套:数据手套
TELETACT手套
数据衣
虚拟现实技术的分类桌面级的虚拟现实
投入的虚拟现实
增强现实性的虚拟现实
分布式虚拟现实
应用1.在科技开发上
2.商业上
3.医疗上
4.娱乐上
5.教育上
6.工业上
5.现在
6.前景
总结简介
主要特征
面临的问题 ①
②
③
关键技术 1、环境建模技术
2、立体声合成和立体显示技术
3、触觉反馈技术
4、交互技术
5、系统集成技术
代表性设备 BOOM可移动式显示器
数据手套:数据手套
TELETACT手套
数据衣
虚拟现实技术的分类 桌面级的虚拟现实
投入的虚拟现实
增强现实性的虚拟现实
分布式虚拟现实
应用 1.在科技开发上
2.商业上
3.医疗上
4.娱乐上
5.教育上
6.工业上
5.现在
6.前景
总结
展开 虚拟现实技术
编辑本段简介
虚拟现实技术具有超越现实的虚拟性。它是伴随多媒体技术发展起来的计算机新技术，它利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨率显示技术，生成三维逼真的虚拟环境，用户需要通过特殊的交互设备才能进入虚拟环境中。这是一门崭新的综合性信息技术，它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支，从而大大推进了计算机技术的发展。它的一个主要功能是生成虚拟境界的图形，故此又称为图形工作站。目前在此领域应用最广泛的是SGI、SUN等生产厂商生产的专用工作站，但近来基于Intel奔腾Ⅲ（Ⅳ代）代芯片的和图形加速卡的微机图形工作站性能价格比优异，有可能异军突起。图像显示设备是用于产生立体视觉效果的关键外设，目前常见的产品包括光阀眼镜、三维投影仪和头盔显示器等。其中高档的头盔显示器在屏蔽现实世界的同时，提供高分辨率、大视场角的虚拟场景，并带有立体声耳机，可以使人产生强烈的浸没感。其他外设主要用于实现与虚拟现实的交互功能，包括数据手套、三维鼠标、运动跟踪器、力反馈装置、语音识别与合成系统等等。虚拟现实技术的应用前景十分广阔。它始于军事和航空航天领域的需求，但近年来，虚拟现实技术的应用已大步走进工业、建筑设计、教育培训、文化娱乐等方面。它正在改变着我们的生活。 虚拟与现实两词具有相互矛盾的含义，把这两个词放在一起，似乎没有意义，但是科学技术的发展却赋予了它新的含义。虚拟现实的明确定义不太好说，按最早提出虚拟现实概念的学者J.Laniar的说法，虚拟现实，又称假想现实，意味着“用电子计算机合成的人工世界”。从此可以清楚地看到，这个领域与计算机有着不可分离的密切关系，信息科学是合成虚拟现实的基本前提 。
编辑本段主要特征
多感知性(Multi-Sensory)——所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。由于相关技术，特别是传感技术的限制，目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。 浸没感(Immersion)——又称临场感或存在感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假，使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中，该环境中的一切看上去是真的，听上去是真的，动起来是真的，甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的，如同在现实世界中的感觉一样。 交互性(Interactivity)——指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度(包括实时性)。例如，用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体，这时手有握着东西的感觉，并可以感觉物体的重量，视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。 构想性(Imagination)——又称为自主性——强调虚拟现实技术应具有广阔的可想象空间，可拓宽人类认知范围，不仅可再现真实存在的环境，也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。 一般来说，一个完整的虚拟现实系统由虚拟环境、以高性能计算机为核心的虚拟环境处理器、以头盔显示器为核心的视觉系统、以语音识别、声音合成与声音定位为核心的听觉系统、以方位跟踪器、数据手套和数据衣为主体的身体方位姿态跟踪设备，以及味觉、嗅觉、触觉与力觉反馈系统等功能单元构成
Ⅷ 求计算机组成原理试题及答案
1.在向现代计算机的发展过程中，最具有代表性的计算机有哪几个？
答：中国古代提花机和提花机、巴贝奇分析机、帕斯卡的加法器、莱布尼茨的乘法器
2.成为现代计算机应具备哪些功能？P5-9，P32-33.
答：（1）具有适合工作原件的内动力(内动力)（2）具有内程序执行机制(内程序)（3）具有与内程序相适应的数据和程序存储与表示形式(存储)（4）可以实现系统运行中的自我管理()
3.简述I/O接口的功能
1.设备选择2.数据缓冲与锁存，以实现外部设备与计算机之间的速度匹配3.数据格式转换。如串并转换，数据宽度转换等4.信号特性匹配5.接收CPU的控制命令，监视外设的工作状态
4.简述总线接口的功能有哪些；
数据缓存、数据转换、状态设置、控制、程序中断
5.为什么I/O总线均采用串行总线的形式，而不是采用系统总线那样的并行总线形式？并以USB串行总线为例，都采用了哪些技术措施？
答：并行总线的每个数据位都需单独一条传输线，所有数据位同时进行传输，会造成干扰，数据容易丢失；而串行总线的数据传输是在一条线路上按位进行，抗干扰性强，数据不易丢失；为了规避并行总线在高速下的串扰和同步问题，I/O总线均采用串行总线的形式。USB:热插拔，差分信号传输以及双绞线
6.根据三原色原理，由三种颜色的颜料就可以配出任意色彩，为什么彩色喷墨打印机需要6种颜色的墨盒？
三种颜色虽然可以混合出大部分颜色，但其色彩表现能力很差，其色域的宽广度和人眼的要求更是相差甚远，例如用这3种颜色混合出来的黑色实际上只是一种比较深的色彩，并不是纯正的黑色，于是人们又在3色墨盒的基础上加入了黑色墨盒，这样一来就成为了4色墨盒，现在市场上的四色打印机就是使用这4种墨盒。但是四色打印机的表现色彩还不够丰富，其色彩还原能力还是无法和冲印的相片相比，达不到人们对彩色相片的要求。于是人们又在4色墨盒的基础上增加了淡品红和淡青色的墨盒，使打印机成为六色打印机。
7.简述I/O过程中，程序查询控制方式的特点与不足之处是什么？
（1）I/O过程地程序直接控制。特点：I/O过程完全处于CPU指令控制下，即外部设备地有关操作都要由CPU指令直接指定。在典形情况下，I/O操作在CPU寄存器与外部设备的数据缓冲寄存器间进行，I/O设备不直接访问主存。由两种方式，分别是无条件传送控制和程序控制。不足：CUP进行I/O控制的工作效率很低。这种控制方式只适合与预知和预先估计到的I/O事件，但在实际中，多数世家是非寻常和非预期的。无法发现和处理一些无法预估的事件和系统异常。而且这种查询方式只能允许CPU与外设串行工作，会出现CPU资源不能被充分利用，不能及时处理紧急事件两种情况。
（2）I/O过程的程序中断控制。特点，提高了计算机的工作效率。不足：可能丢失数据。
（3）I/O数据传送的DMA控制。适合高速大批量数据传送，可以保证高速传输时不丢失数据。特点：提高了CPU的利用率，DMA的响应可以在指令周期的任何一个机器周期结束时进行。DMA主要用于需要大批量数据传送的系统中，可以提高数据吞吐量。不足：只能实现简单的数据传送，随着系统配置的I/O设备的不断增加，输入输出操作日益繁忙，为此要求CPU不断地对各个DMA进行预置，增加了CPU地负担。
（4）I/O过程的通道控制。为了减轻CPU地负担，I/O控制部件又把诸如选设备，切换，启动，终止以及数码校验等功能也接过来，进而形成I/O通道，实现输入输出操作地较全面管理。通道具有更强地独立处理数据输入输出地功能，有了简单地通道指令，可以在一定的硬件基础上利用通道程序实现对I/O地控制，更多的免去CPU地介入，并且能同时控制多台同类型或不同类型地设备，使系统并行性更高。通道结构地弹性比较大，可以根据需要加以简化或增强。特点：具有读写指令，可以执行通道程序。CPU通过简单的输入输出指令控制通道工作。通道和设备采用中断方式与CPU联系。不足：对硬件的要求较高，开销大。
8.什么是机器数？它的表示形式都有哪些？为什么需要这么多种形式？
答：一个数在机器内的表示形式称为机器数，这个数本身的值称为该机器数的真值。它的表示形式有：原码、反码、补码、移码。为了解决机器内负数的符号位参加运算的问题。
9.磁盘和光盘相对的优缺点分别是什么？磁光盘是如何对他们的优缺点进行综合的？
答：磁盘是一种具有存储容量大、信息保存时间长、读出时不需要再生等特点的辅助存储器。磁盘相对光盘的优点是既可以读又可以写，缺点是记录密度小。光盘具有记录密度高，成本低廉，存储容量大，体积小等技术特点。光盘相对磁盘的优点是记录密度高，缺点是只能读不能写。磁光盘的存储介质是由光磁材料做成的易于垂直磁化的磁性薄膜，它兼有磁盘和光盘两方面的优点，磁光 盘既可以读又可以写，而且它的记录密度很大。
10.计算机控制器的功能有哪些？分别是由什么对应的部件实现的？
定序、（ 定时 ）和发送操作控制信号。分别对应指令计数器，时序节拍发生器，操作控制部件
11.简述总线通信中，主从双方之间的时序控制方式有哪几种？分别适用于什么样的情形？
（1）同步通信。特点是模块之间的配合简单一致，采用了公共时钟，每个部件什么时候发送或接受信息都有统一的时钟规定，因此有较高的传输效率。
（2）异步通信。双方的操作不依赖基于共同时钟的时间标准，而是一方的操作依赖于另一方的操作，形成一种“请求-应答”方式，采用的通信协议称为握手协议。
（3）半同步通信。特点是用系统时钟同步，但对慢速设备可延长传输数据的周期。适用于系统工作速度不高，但又包含了许多速度差异较大的设备的简单系统。
（4）分离式通信。基本思想是将一个传输周期分解为两个子周期。特点是每个模块占用总线使用权都必须提出申请。各模块在准备数据的过程中都不占用总线，总线可以接受其他模块的请求。总线被占用时都在做有效工作，从而实现了在多个主、从模块间进行交叉重叠并行式传送。这种控制方式比较复杂，一般普通微型计机系统很少采用。
12.计算机体系结构发展的目标是什么？采取的技术路线是什么？对冯.诺依曼计算机体系结构改进的具体措施都有哪些？P67-69
答：计算机体系结构发展的目标是并行与共享。采取的技术路线是：在实现以存储器为中心的过程中，形成分时操作系统、中断控制技术、DMA控制技术等；采用指令流水线实现指令执行的并行与共享；使用处理器级的并行性技术。对冯诺依曼体系结构的改进有：（1）从以运算器为中心到以存储器为中心。（2）指令执行的并行与共享。（3）处理器并行与共享。
13.算盘和算筹与现代计算机的差距主要体现在哪些方面？在向现代计算机的发展过程中，最具有代表性的计算机有哪几个？进步的标致分别是什么？成为现代计算机应具备哪些功能？P5-9，P32-33.
答：算盘和算筹主要由人——外动力进行拨珠、布筹，不具有内动力；且算盘和算筹的计算程序由人脑下达，不能 自动计算，不具有内程序。最具代表性的计算机有巴贝奇分析机、帕斯卡加法器、图灵计算机、阿塔纳索夫电子数字计算机、冯·诺依曼电子计算机等。进步的标志分别是具有了内程序；具有了内动力；将计算过程分解成简单动作并进行机械化；采用真空管的电子数字计算机，并提出计算机的四条原则；以运算器为核心，采用二进制表示数据和指令，指令在存储器中按执行顺序存放。成为现代计算机应具备哪些功能：（1）具有适合工作原件的内动力（2）具有内程序执行机制具有与内程序相适应的数据和程序存储与表示形式（4）可以实现系统运行中的自我管理
14.1多媒体界面技术需要哪些设备？
全屏幕及全运动的视频图像、高清晰全电视信号及高速真彩色图形的显示设备和摄像设备，高保真度的音响，以及与语音识别器、语言合成器等
14.2.随着计算机输入输出设备的进步，相应地带来了一系列人机交互界面技术，简述不同的人机交互界面要求有什么相应的输入输出设备才能实现？
1.符号界面：输入设备：键盘。 输出设备：打印机，显示器。
2.图形界面：输入设备：光笔，图形输入板，鼠标器，扫描仪，操作杆，跟踪器。 输出设备：平板显示器，扫描仪显示器。
3.多媒体界面：输入设备：麦克风，扫描仪，数码相机。 输出设备：音响，投影仪，显示器。
4.虚拟现实技术：输入设备：数据手套。 输出设备：头盔式显示器。
15.计算机的存储器为什么实现分级存储的方式？一般分为几级？各级之间的关系是什么？P60，P136-137.
答：存储器实现分级存储的方式是为了解决速度不匹配以及主存容量不足的问题。一般分为3级：辅助存储器、
主存储器、高速缓冲寄存器。各级之间的关系是：辅助存储器作为主存储器的后援；主存储器可以与CPU 通信，也可以作为Cache的后援；Cache存储CPU最常使用的信息。
16.计算机的存储器为什么实现分级存储的方式？一般分为几级？各级之间的关系是什么？P60，P136-137.
答：存储器实现分级存储的方式是为了解决速度不匹配以及主存容量不足的问题。一般分为3级：辅助存储器、
主存储器、高速缓冲寄存器。各级之间的关系是：辅助存储器作为主存储器的后援；主存储器可以与CPU 通信，也可以作为Cache的后援；Cache存储CPU最常使用的信息。
17.在中断处理的过程中，执行中断服务前后为什么需要保护和恢复现场和断点，现场和断点的具体内容是什么？存放在什么地方了？用的是什么指令？
因为CPU执行完中断服务程序，要返回原来的断点执行，还需要有一个当初的执行环境。为此，在保存断点时，也要保护现场；在返回断点时，先恢复现场。
现场是指中断响应之时，CPU所执行程序的当前状态和中间结果。
断点是指中断响应之前即将要执行的指令的地址，即程序计数器PC中的内容。
断点存放在程序计数器中。现场状态存入存储器内固定的指定单元。
调用CALL指令、PUSH指令，将下一条指令的所在地址入栈。
18.简述I/O接口的功能。P201-203.
（1）设备选择，即通过地址译码选择要操作的设备。
（2）数据缓冲与锁存，以实现外部设备与计算机之间的速度匹配。
（3）数据格式转换。如串-并转换、数据宽度转换。
（4）信号特性匹配。当计算机的信号电平与外部设备的信号电平不同时，实现匹配变换。
（5）接收CPU的控制命令，监视外设的工作状态。
19.I/O接口需要具备数据格式转换和信号特性匹配功能的起因是什么？P203
答：由于并行传输的抗干扰性不好，容易出现错误，所以I/O总线采用串行方式，而系统总线采用的是并行方式，故I/O接口需要进行数据格式转换。I/O总线采用串行方式，信息传输远，信号衰减速度就会很快，且易受到干扰，计算机的信号电平与外设的信号电平不同，故I/O接口需 要具备信号特性匹配功能。
20.计算机的内动力和内程序分别是由谁首先解决的？是用什么方法解决的？
答：内动力是由帕斯卡首先解决的；帕斯卡发明了帕斯卡加法器，它的内部是一系列齿轮组成的装置，内动力非常简单，就是使用了钟表中的发条。内程序是由巴贝奇首先解决的；巴贝奇从提花机中得到灵感，发明了差分机，进而提出了巴贝奇分析机，按工厂模式将分析机分为5部分：仓库、作坊、控制机构、印刷厂、穿孔卡片。
21.中断和DMA方式分别适合于什么类型的外设？
答：中断适合于需要CPU与外设在大部分时间并行工作，只有少部分时间用于相互交换信息，从而提高CPU资源利用率的外设，例如：键盘、打印机等。DMA方式只能控制速度较快、类型单一的外设，它适合于与存储器之间的数据进行直接传递的外设。
22.激光打印机的工作过程主要经历了哪几个步骤？P246
答：第一步：要打印的图案经过“曝光”形成静电潜影。
第二步：带负电荷的碳粉在电压作用下，吸附在硒鼓有正电荷的区域，这个过程叫做“显影”。
第三步：再施以反向的静电电荷，把碳粉吸附到纸上，这个过程称为“转印”。
第四步：加电辊熔化碳粉，将碳粉固化在纸上，这个过程叫做“定影”
同为三总线结构，试分析它们的主要区别在什么地方？
答：（1）中三级总线结构分别是局部总线、系统总线、扩展总线。一般用于I/O设备性能相差不大的情况。
（2）中三级总线结构分别是主存总线，I/O总线和DMA总线。其中主存与高速外设连接的I/O接口之间有一条DMA总线，提高了高速设备和主存之间的数据传输。
Ⅸ 数据手套的分类有什么
数据手套是一种多模式的虚拟现实硬件，通过软件编程，可进行虚拟场景中物体的抓取、移动、旋转等动作，也可以利用它的多模式性，用作一种控制场景漫游的工具。数据手套的出现，为虚拟现实系统提供了一种全新的交互手段，目前的产品已经能够检测手指的弯曲，并利用磁定位传感器来精确地定位出手在三维空间中的位置。这种结合手指弯曲度测试和空间定位测试的数据手套被称为“真实手套”，可以为用户提供一种非常真实自然的三维交互手段。
数据手套一般按功能需要可以分为：虚拟现实数据手套、力反馈数据手套。上面介绍的为虚拟现实数据手套。
力反馈数据手套：借助数据手套的触觉反馈功能，用户能够用双手亲自“触碰”虚拟世界，并在与计算机制作的三维物体进行互动的过程中真实感受到物体的振动。触觉反馈能够营造出更为逼真的使用环境，让用户真实感触到物体的移动和反应。此外，系统也可用于数据可视化领域，能够探测与出地面密度、水含量、磁场强度、危害相似度、或光照强度相对应的振动强度。
通用种类
5触点数据手套主要是测量手指的弯曲（每个手指一个测量点）。
14触点数据手套主要是测量手指的弯曲（每个手指两个测量点）。