虚拟现实

虚拟现实

一、虚拟现实简介

虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是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是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术（VR）主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。其中，传感设备是指三维交互设备。

二、虚拟技术的特征

（一）多感知性。除一般计算机所具有的视觉感知外，还有听觉感知、触觉感知、运动感知，甚至还包括味觉、嗅觉、感知等。理想的虚拟现实应该具有一切人所具有的感知功能。

（二）存在感。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辨真假的程度。

（三）交互性。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。

（四）自主性。指虚拟环境中的物体依据现实世界物理运动定律动作的程度。

三、技术应用

（一）医学

VR在医学方面的应用具有十分重要的现实意义。在虚拟环境中，可以建立虚拟的人体模型，借助于跟踪球、HMD、感觉手套，学生可以很容易了解人体内部各器官结构，这比现有的教授方式要有效得多。

外科医生在真正动手术之前，通过虚拟现实技术的帮助，能在显示器上重复地模拟手术，移动人体内的器官，寻找最佳手术方案并提高熟练度。在远距离遥控外科手术，复杂手术的计划安排，手术过程的信息指导，手术后果预测及改善残疾人生活状况，乃至新药研制等方面，虚拟现实技术都能发挥十分重要的作用。

（二）娱乐

丰富的感觉能力与3D显示环境使得VR成为理想的视频游戏工具。由于在娱乐方面对VR的真实感要求不是太高，故近些年来VR在该方面发展最为迅猛。另外在家庭娱乐方面VR也显示出了很好的前景。

虚拟现实技术还可以用于室内设计、房产开发、工业仿真、应急推演、文物古迹的展示、Web3D、道路桥梁设计、地理、教育中、演播室、水文地质、维修、培训实训、船舶制造、汽车仿真、轨道交通、能源领域、生物力学、康复训练、数字地球。

虚拟现实技术未来将会发展成一种改变我们生活方式的新突破。但是从现在来看，虚拟现实技术想要真正进入消费级市场，还有一段很长的路要走，一些问题仍然没有很好的解决办法，这些问题是，没有真正进入虚拟世界的方法、如何“输入”也是一大困扰、缺乏统一的标准、容易让人感到疲劳、佩戴不方便。