浅谈虚拟现实的发展与展望

丁选程

（大连市第十二中学 高一3班）

摘 要：虚拟现实技术是仿真技术的重要应用领域，它作为一种多源信息融合的交互式三维动态视景与实体行为的一种仿真系统，在许多行业和领域有着广泛的重要用途，深入研究虚拟现实技术有着重要的现实意义。对虚拟现实技术的最新发展及其应用作了简要介绍，并对其技术发展进行了展望。

关键词：虚拟现实；技术发展；应用前景

随着信息技术和仿真技术的发展，虚拟现实技术在许多行业得到应用。虚拟现实技术作为能够创建和感受虚拟空间的计算机技术，它能创建一种模拟环境。利用虚拟现实技术开发的虚拟现实系统是融合多源信息交互式的三维动态视景与实体行为的仿真系统，能通过多种传感器，让人在虚拟空间来感知和操作虚拟空间中的对象，从而让人获得一种真实自然的体验。虚拟现实技术融合了计算机、网络、传感等多种技术于一身，是一个富有挑战性的交叉技术、前沿学科。

一、虚拟现实技术的发展历程

虚拟现实技术的发展大致经历三个主要阶段。

1.虚拟现实技术的萌芽阶段。20个世纪六七十年代是虚拟现实思想和技术发展的萌芽阶段。20世纪六十年代初，计算机图形学之父和虚拟现实之父的伊凡·苏泽兰教授在他的博士论文中，对计算机图形交互系统进行了论述，在他的论文中首次提出了感觉真实、交互真实的人机协作理论，并于1968年开发出头盔式立体显示器，之后还开发出虚拟系统，这便是虚拟现实技术产生的萌芽。

2.虚拟现实概念与理论形成阶段。1973年Myron Krurger博士提出“Artificial Reality”，这是最早提出的虚拟現实概念。之后在20世纪80年代，美国的DARPA为坦克部队开发了虚拟战场系统；1984年美国开发了虚拟环境视觉显示器，构建了火星表面三维虚拟环境；1986年，Furness提出了“虚拟工作台”的革命性概念，Robinett发表了早期虚拟现实系统论文，Jesse Eichenlaub开发了全新的三维可视系统，其效果达到三维逼真的虚拟空间；1987年James D.Foley教授提出具有重要影响力的论文“先进的计算机界面”，把虚拟现实用“Artificial Reality”来描述，他对虚拟现实的含义、接口技术、人机交互界面、应用和未来发展作了论述，从此，虚拟现实的理论初步形成，之后，虚拟现实（VR）用“Virtual Reality”来描述。

3.虚拟现实的全面应用阶段。1990年后虚拟现实技术理论还在不断完善，并提出了虚拟现实技术的三个基本特征：3I特征（想象、交互和沉浸）。1992年后一些公司开发了程序包和建模语言。随着VR技术的发展，其理论进一步得到完善，并将智能化（intelligent）纳入VR特征，其3I特征发展成为4I。之后随着三屏立体显示技术的问世，VR技术得到更广泛的应用。

二、虚拟现实技术的最新应用

虚拟现实技术在工农业生产、军事领域、仿真、医学和计算机技术等方面得到广泛应用，使许多工作发生了革命性的变化。比如在以下方面的应用：

1.在农业上的应用。运用虚拟现实技术在农业方面，利用虚拟制造技术来研制生产机械，能模拟农作物的生长过程，运用多种传感器可以采集植物、生物的生命过程，能够重现农作物在生长过程的病虫害和防治过程，通过该技术还能计算出农作物污染的程度，这样能让农产品减少污染，对我们粮食生产的安全有重要意义。

2.在工业仿真上应用。运用虚拟现实技术能对各种设计模型进行动态性能分析，以便对产品的设计方案进行优化改进，利用这种技术进行产品模拟实验，替代了传统的实物样机进行试验，降低产品研发成本，能提升产品性能和质量。

三、虚拟现实技术应用前景展望

高性能计算机和信息技术的发展，有效解决了虚拟现实环境复杂逼真的运算和数据处理问题，从而使虚拟现实技术得到更深入的发展和应用。目前，基于互联网的虚拟现实技术应用和发展正在成为今后发展的热点；虚拟现实技术最主要的是真实感，其体现在视觉与听觉上，多感知交互也是目前发展的热点之一；体表感受、嗅觉、味觉也是虚拟现实技术发展进一步研究的重要内容；利用虚拟现实技术进行仿真行为的深入研究，也是虚拟技术应用的重点方面。虚拟现实技术虽然是随着计算机技术发展起来的，但虚拟现实技术发展又使计算机技术有了新的发展灵感，目前虚拟机、虚拟化的概念和研究也是虚拟现实技术发展的趋势

之一。

总之，虚拟现实技术在许多领域的应用越来越广泛，其具有广阔的发展前景，我国在虚拟现实技术方面也取得了重要的进展，随着对该技术研究的深入发展，其必将在我国的多个领域发挥更重要的作用。

参考文献：

[1]曾令菊.基于Virtools的三维虚拟实验的研究与实现[D].华中师范大学，2011.

[2]姬洪强.浅谈虚拟现实技术在学科教学中的应用[J].中国现代教育装备，2008（3）.

指导老师：徐芳 隋向宇

编辑 张珍珍