虚拟现实技术的应用分析

王邦宇

成都实验外国语学校

虚拟现实技术的应用分析

王邦宇

成都实验外国语学校

本文简单介绍了虚拟现实的发展现状以及与之相关的应用，并且提出运用虚拟现实技术的重要意义，最后本文对于虚拟现实技术在未来的发展和以后的应用范围上阐述了相关看法。

虚拟现实 多感知交互 虚拟农业

虚拟现实技术其本身就是一种计算机仿真技术，主要是运用计算机创建以及体验虚拟世界，虚拟现实技术是通过计算机技术产生的一种虚拟的环境。这一技术需要将很多的信息资源相互融合起来，形成一种交互式的三维动态的视景，通过传感器以及相关的专业装备，让体验用户进入一个虚拟的世界，另外虚拟现实技术还能够实时的操作虚拟世界中所模拟出来的各种对象，进而让人们在视觉听觉以及触觉上都有一种身临其境的感觉。

1 虚拟现实技术的进展

1.1 虚拟现实系统

1994年国外的相关研究人员对于VR这种虚拟现实产品进行研究发现，VR所具有的三个显著特点就是：3I,即现在所说的想象、交互以及沉浸。VR所使用的技术无论是在硬件上还是在软件上其技术也是不同的，因此对于3I的侧重点也是各不相同的。想象是指虚拟现实技术应该具有的广泛的想象空间，这样能够有效的深化人们对于相关知识的认知，想象能够还原历史发生的情景，也能够让人们自己随便去设计一个与客观事实不符的虚拟场景；交互主要是指进入虚拟空间的人对于虚拟空间的中对象的操作以及反馈。沉浸主要是指在虚拟空间中用户以主角的方式存在与虚拟空间中，能够使得用户感受到虚拟空间的真实度，虚拟现实能够给用户设定一个真实场景的虚拟环境，让用户在身体的各个方面来感受这个虚拟空间，就像在现实生活中的感觉一样。虚拟现实的本质就是多感知交互，为了使用户更加真实的表现虚拟现实中的对象的心理以及生理上的感觉，2004年日本的科学家研制出一种新型的嗅觉模拟器，2009年英国的科学家在一次研究会上展示了能提供味觉、嗅觉和皮肤温度感受的原型。

虚拟现实技术的工作原理：用户在物理的交互空间中，运用传感器等设备，运用计算机技术把计算机的硬件与VR所产生的虚拟环境进行交互。在这交互之中最为重要的一项技术就是立体显示的技术，其主要是把传感器的原来数据进行一定的处理与分析，转变为融合信息，再通过解释器来处理从而产生行为数据，把这些行为数据输入虚拟环境与用户进行交互，这样就会使得虚拟环境的配置以及运用情况直接反馈给了传感器。

1.2 虚拟现实系统的划分

虚拟现实系统可以分为四种，其主要的划分方式就是依据用户参与的形式来决定的。这四种系统模式可以分为：桌面式，沉浸式，增强式以及分布式。桌面式是指用户运用一般的显示器作为参与者观察虚拟环境的一中方式。沉浸式则指用户可以运用头盔式的显示器以及位置跟踪器还有其它的一些专业的设备，最终目的就是使得用户能够获得身临其境的感受。增强式主要是把真实的世界与虚拟世界组合在一起，这样的话参与者既能够看到真实的世界也能够看到虚拟的世界。分布式主要指的是把区域不同的用户通过网络技术一起联结起来，使之处于同一个虚拟环境中，使得参与者能够共同的在虚拟世界进行观察以及体验。这样的系统模式可以运用在部队的仿真训练中去。

1.3 虚拟现实硬件

虚拟现实系统硬件产品在其发展中有着不可或缺的作用，高速运转的计算机以及数据的输出才能实现虚拟环境的更加逼真的呈现，为了防止计算机在数据传输中滞后所带来的问题。现在支持虚拟现实的计算机大多数都是以图形的工作站。随着计算机系统的不断发展，其性价比也越来越高，虚拟现实技术之所以能够从实验室走向社会的各个地方，都离不开计算机技术的发展。1966年在林肯实验室研制出世界上首个头盔显示器。1985年产生了第一个数据手套，集成了传感器技术和光纤技术等，能感知手指关节的弯曲状态、精确定位、产生力反馈，能进行抓取、移动和旋转等动作。1987年发明了多方位体验真实感体验的传感数据服。三维空间跟踪定位器是VR系统中用于空间跟踪定位的装置，有六个自由度和三个自由度之分。3D立体显示器可以实现三维模型的立体显示，观察者无须戴立体眼镜。立体投影是指采用多台投影机组合而成的多通道大屏幕展示系统，更具冲击力。

2 虚拟现实技术的应用

VR技术的发展是和VR软件密切相关的。S/Express涉及工程分析、航空航天、遥感、 国防等广泛领域；STK用于航天和卫星的虚拟仿真；STAGE Scenario 是作战指挥等高度灵活开放的开发平台；CG2VTree是基于便携平台的图象开发包；VRAX和NavMode的沉浸感做得比较好；VirSSPA通常用于虚拟医学手术流程；VEStudio主要应用在三维地理信息、展示和古迹复原等。

3 结语

随着我国科技水平的不断发展，虚拟显示技术也得到了很好的发展，现在虚拟现实技术已经被运用到社会的各行各业中去，并且得到了社会的普遍认可。虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，属于仿真技术与计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、传感技术、网络技术等多种技术的集合，也是一门富有挑战性的交叉性前沿学科。

[1]陈磊.分析虚拟现实技术及其在采矿工程中的应用[J]. 内蒙古煤炭经济. 2014(02)

[2]王希凝,黄海燕.基于虚拟现实技术的博物馆展示设计[J].大众文艺. 2014(01)