視覺空間

視覺空間是以四維空間為基礎的空間學說。但與四維空間不同的是，它不僅強調了長，寬，高及時間這四個量之間的關係，還強調了視覺源點（觀察者）的空間位置。它所表示的是視線中的空間，也就是說，當我們在構建空間模型時，注重的將不再是整個空間的排列，而是視覺源點與外界空間的相對關係。

基本介紹

• 中文名：視覺空間
• 外文名：visual space
• 基礎：四維空間
• 屬性：空間學說
• 相關器官：眼睛
• 套用：虛擬空間會議等

視覺空間介紹

視覺空間指的是在人類視線中的空間。但與四維空間不同的是，它不僅強調了長，寬，高及時間這四個量之間的關係，還強調了視覺源點（觀察者）的空間位置。它所表示的是視線中的空間，也就是說，當我們在構建空間模型時，注重的將不再是整個空間的排列，而是視覺源點與外界空間的相對關係。根據這一特性，在以視覺空間的基礎上，今後將會有許多理論的生成。

對比優缺點

四維空間對比

四維空間的優點便在於它的詳細，全面，創建一個四維空間模型可以觀看到某地區（甚至世界）的一段時間的變化。但它的缺點也在於此：創建一個四維空間需要大量的數據計算。而視覺空間雖然不如四維空間全面，但由於它相對於四維空間而言更具有針對性，而且也能節省更多的計算量。

如果我想要看看一個人自殺一天前到自殺後的狀況，要是創建當時的四維空間模型的話，我們就需要創建那個人生活地區的模型，從中我們可以得知這個人遇到了什麼，身邊發生了什麼。

但要知道，你觀察的角度是第三視角，你不能從自殺者的角度來看；而視覺空間則是從自殺者的角度，所以你便在自殺者的立場，那意味著：你就是那個自殺者。從這個角度，我們可以看到你在四維空間所忽略的事物，而這事物有可能就是引發悲劇的直接原因。從中看出，視覺空間可以更好的讓觀察者體會當事人的心情。

三維視覺空間

從3D顯示卡技術來看，平面顯示器在3D顯示卡的作用下，卻能給我們展現3D效果，它實際上是用透視的方法，將3D影像投影在2D顯示平面上，讓人看起來“認為”是立體的，它利用雙眼立體視覺原理，使觀眾能獲得三維空間感視覺影像，因為人眼的視覺有近大遠小的特性，這樣就會形成立體感。

從色彩原理學來說，三維物體邊緣的凸出部分一般顯高亮度色，而凹下去的部分由於受光線的遮擋而顯暗色，當影像顯示在D顯示器螢幕上時，因色彩灰度的不同而使人眼產生視覺上的錯覺，而將2D顯示器的螢幕感知為三維圖像，這一認識被廣泛套用於網頁或其他套用中對按鈕、3D線條的繪製，比如要繪製3D文字，即在原始位置顯示高亮度顏色，而在左下或右上等位置用低亮度顏色勾勒出其輪廓，這樣在視覺上便會產生3D文字的效果。

立體視覺空間

計算機立體視覺

計算機視覺是利用計算機實現人的視覺功能，對客觀世界的三維信息進行感知和解釋的一門學科。計算機視覺研究的目的是要使計算機具有通過二維圖像認知三維環境信息的能力，包括目標物體的形狀、位置、姿態、運動等。

立體視覺是計算機視覺的一個重要分支，它從兩個或多個視點去觀察同一場景，獲得在不同視角下的一組圖像，通過不同圖像中對應像素問的視差獲取物體表面三維點的坐標，從而推斷出場景中目標物體的空間幾何形狀和位置。

人眼立體空間

虛擬三維空間是現實世界的數位化三維空間，而人眼立體視覺空間則是人眼視覺系統對於現實世界或虛擬世界所形成的三維立體構象。傳統上人眼直接觀察現實世界，確立了人眼立體視覺空間與現實世界之間的幾何對應關係。

在立體測量過程中，人們根據體驗到的視覺三維模型(視模型)，利用雙測標切準視模型上的同名像點，由三角交會而獲得對應的空間坐標 。這種行之有效的觀測實踐暗示了視模型具有可測性，也即視模型中的點元必然與虛擬三維空間中的點元存在一定聯繫。

當前測量是從幾何光學角度出發，採用小孔成像模型，建立了雙目立體成像模型。以該成像模型為基礎，重點考慮了平行視軸立體觀察模式，給出了雙目視差的表示形式，建立了虛擬空間點元與螢幕同名矢量及網膜同名矢量之間的一一映射關係。這一映射關係實質上揭示了人眼視覺空間與虛擬三維空間的內在一致性，為傳統上人眼立體視覺在立體測圖中的作用提供了一種數學描述。上述理論分析對於虛擬地理環境條件下進行立體觀測具有指導意義，為按需測量的發展提供了一套理論工具和分析方法。

視覺空間合成

虛擬空間會議(Virtual space TeleconJ[erencingt簡稱VST)系統是虛擬現實技術與計算機網路和多媒體相結合的產物，它突破了傳統的地域觀念，利用虛擬現實技術，將不同地點與會終端的局部會場合成個共同的虛擬空間。

虛擬會議空間的合成包括視覺空間空成和聽覺空間合成兩個方面。視覺空間的合成又分為會場構造和與會者視頻合成兩部分。

虛擬會場構造

我們研製的VST系統利用增強現實技術對與會站局部會議空間進行空間上的擴展，使之與計算機生成的虛拭環境無縫融台，構造具有沉浸感、真實感、超越地域概念的虛擬會議空間，虛擬會議空間由各個與會站點的局部會場和所有與會者共享的全局虛擬會場構成。

虛擬空間會議的場景構造

1. 局部會場
   局部會場包括與會者和局部場景的布置，是虛擬空間會議系統中實際存在的會議空間。我們設計了一個半沉浸式的虛擬現實環境 在與會者正面用三十大螢幕拼接起來。這種設計不僅能夠實現虛擬會議空間合成的空間感與真實感，同時能夠允許本地多個與會者共享同一個虛擬會場，支持更多與會者的會議研討套用虛擬會場的實時繪製由三台計算機共同完成．我們使用基於一般透視投影變換的多屏虛擬會場繪翩技術，以保證相鄰螢幕邊緣顯示場景的空間連續性。
   
2. 全局會場
   
3. 全局虛擬會場包括計算機生成的虛擬環境．與會者的替身以醜可操縱的虛擬物體組成全局虛擬會場可以栗用基於圖形和基於圖象的方法生成。
   

• 基於圖形的繪製(graphics—based rendering）
  用計算機圖形學方法構造3D 環境．根據與會者在空間中所她的位置和觀察方向，計算其視角內的場景，經投影變換顯示相應的視區該方法優點是與會者具有鮮明的3D空間感，缺點是構造逼真的3D場景十分困難，而且實時繪製場景歪需要專門的硬體設備。
  
• 基於圖象的繪製(image—based rendering)
  採用圖象的方法生成場景．計算機處理速度只與圖象的解析度有關，而與場景的複雜度無關．在基於田象構造的虛擬會場中，不同與會者所處的空間位置不同，以及與會者頭部的移動引起的視點變化，使得所觀察到的會場也有所不同，也就是說要使與會者能夠與會場環境進行互動，就必須解決在基於圖象的虛擬環境中自由漫遊的問題這實際上就是由一維已知的圖象生成任意規點的新視圖的過程，這種技術稱為視點合成(view synthesis)。