VR技术发展及其在日常生活中的应用研究

刘橙桦

【摘 要】科技发展日新月异，随着时代的进步，中国在科研方面取得了不菲的成就。现下，越来越多的高新科技产品以及科学技术被研发，世界变得智能化以及科学化，近年来引人注目的一种技术逐渐入驻人们生活——虚拟现实技术在生活中的应用逐渐变得广泛。虚拟现实技术就是VR技术，是一种新兴科学技术，其将计算机图形、仿真以及多媒体等多种技术进行融合，是一种人机交互技术，不仅能够模拟仿真现实世界中存在的环境以及事物，现实世界中不存在的东西我们也可以通过虚拟现实技术模拟仿真出来。现下，虚拟现实技术随着现代科学技术的发展愈加丰富，其在生活中的应用也愈加广泛，通过虚拟现实技术我们可以完成很多不能完成的事情。本文將对VR技术的发展及其在日常生活中的应用进行研究。

【关键词】VR技术；发展；日常生活应用；研究

【Abstract】With the development of the times，China has made great achievements in scientific research.Now，more and more high-tech products and science and technology research and development， the world has become intelligent and scientific，in recent years，a striking technology gradually settled in people's lives - virtual reality technology in the application of life gradually Widely available.Virtual reality technology is VR technology，is a new science and technology，which will be computer graphics，simulation and multimedia and other technologies to integrate，is a human-computer interaction technology，not only to simulate the real world in the environment and things，The real world does not exist in the things we can also simulate the virtual reality technology simulation.Now，virtual reality technology with the development of modern science and technology more rich， its application in life is also more extensive，through the virtual reality technology we can complete a lot of things can not be done.This paper will study the development of VR technology and its application in daily life.

【Key words】VR technology；Development；Daily life application；Research

现代社会虚拟现实技术已经不再是一个陌生的名词，在日常生活中也经常能够见到虚拟现实技术的应用，例如商场中有很多关于虚拟现实技术的体验机械能够让人们在视觉上切实的感受虚拟现实技术。虚拟现实技术带给我们的不仅是视觉上的冲击，其在生活中也能带给我们极大的便利，其在各工业、服务业以及军事领域中得到广泛的应用。通过使用虚拟现实技术，制造业、军事领域能够模拟仿真出该领域中的虚拟场景，找出一系列可能出现的问题，随之解决。虚拟现实技术带给我们极大的益处，因此在未来会更加广泛的应用到各行各业中。

1 何为VR技术以及VR技术构成

1.1 何为VR技术

现下我们VR技术的定义还不够统一，不同的人对其的认知不同，因此在对其的开发应用上不同的用户会有不同的观点和看法。将这些观点看法结合起来，我们大体得出这样的一个概念：VR技术是一种人机交互接口，核心部分是用户，通过对计算机的使用产生一种三维交互环境，这种环境具有与高度真实感。这告诉我们VR技术的实质其实就是一种环境虚拟仿真，产生仿真环境的介质是计算机以及相应的各种软件和硬件，用户在视觉、听觉以及触觉上能够通过相应的硬件对仿真的内容进行交互。VR技术的特点就是真实，人们在感知上是真实、直观、自然的，就如同在生活中与人相互交流一般。在生活中也有很多关于VR技术的体验馆，其将各种冒险、刺激以及新奇的东西植入相应的系统中，人们通过使用VR技术可以去尝试不敢尝试的东西，也能够体验新奇的事物。

1.2 VR系统的构成

现下的VR系统主要是用户沉浸式的，典型VR系统有四个部分构成，虚拟环境、计算机环境、虚拟现实生成器、以及交互模块。这些部分都必须由一定的硬件和软件来支撑。

1.2.1 硬件组成及其功能

要想使用VR技术，没有硬件设备是不行的，相应的硬件设备作为显示介质能够帮助VR技术得以成功应用。

（1）传感器件

传感器件就是在用户与虚拟环境进行交互时能够帮助管理用户行为的硬件，传感器件不仅能够对用户行为进行管理，还能反馈虚拟环境场景中的各物体状态，这样用户才能有视觉、听觉以及触觉上的感知。对整个VR系统来说，传感器件是极为重要的。endprint

（2）头盔显示器

显示器的作用就是让用户能够看得见，因此VR技术中的头盔显示器最主要的作用就是带给用户视觉上的体验。头盔显示器位于用户实现的正前方，当显示系统场景超出视角范围时，用户就会产生一定的沉浸感。

（3）响应系统

这里的响应系统也可以说是定位系统，其中包括对场景的显示以及触觉、发声装置和物理环境中的控制传感器动作装置等。在与虚拟环境的交互中，用户可以通过使用传感装置来进行导航，实时的得到反馈信息进行三维显示。

1.2.2 软件部分及其功能

（1）全局数据库

全局数据库最大的功能就是让整个VR环境以及其中的物体能够得以保存，其中不仅储存物体动作程序，也包括对程序控制和硬件支持信息的储存。

（2）输入部分

输入部分的主要功能就是对VR技术的各种输入装置以及输入信息进行控制，是实现的是控制功能。

（3）模拟部分

模拟部分是整个VR系统中最重要的部分，其包括对何种输入信息、物体以及各种交互处理作用进行识别，从而对整个VR环境进行控制。

（4）演示生成部分

演示生成的主要作用就是对输出给用户的感知进行生成，这个部分主要由视觉、听觉以及触觉等方面组成，演示需要按照单位时间步长进行。

2 VR技术的特点

VR技术在是一种新兴技术，在生活中的应用能够带给我们别样的体验，其也有不同的特性。

2.1 多感知性

不同于一般的感知技术，VR技术除了能够进行视觉、听觉感知之外，还能够进行触觉、力觉、味觉以及嗅觉感知。一般的显示器带给我们的只有视觉以及听觉感知，显然VR技术是不同的。现下由于技术以及能力的限制，VR技术也只能扩展到对触觉、力觉、味觉以及嗅觉的感知，相信未来科技的发展会赋予VR技术更多内容。

2.2 交互性

相对传统的技术在交互上通常都是通过键盘和鼠标进行，而虚拟现实技术的交互不同，其是一种自然的交互，用户不仅可以同传统技术一样使用鼠标和键盘，并且可以通过其他特殊的硬件设备例如虚拟头盔、数据手套等实现交互。在VR环境中人们与其交互可以通过身体部位或是语言等。

2.3 想象性

VR环境其实就是一种人们虚构出来的一种场景，这种场景可以最大限度的体现设计者的思想，因此，VR技术也可以用来实现一定的目标。VR技术为人们提供了一种形象的环境，人们可以发挥自己的主观能动性和创新性，从定性以及定量两方面认识事物，也对自己创造能力的发挥有一定作用。

3 VR技术的发展以及在日常生活中的具体应用

VR技术从创始之初到现在已经获得了不菲的成就，从20世纪末兴起，随之逐渐发展成熟，到现在已经能应用在多种领域之中。目前VR技术不仅在军事领域中应用广泛，其也逐渐的应用于矿业之中，本文着重研究其在矿业中的应用。VR技术的应用不仅能够带给行业很大的发展空间，也能够帮助解决很多问题。

采矿业是危险并且充满未知性的，在采矿中需要考虑到各方面的问题，VR技术是比较先进的技术，在采矿业中尽管系统较为简单，但是通过对信息图形的模拟控制我们能够对整个采矿过程和采矿场景进行模拟，从而对整个采矿过程有一个大致的了解，减少系列问题的发生，提高采矿的效率。

3.1 使用VR技术对矿山环境进行风险评估

在采矿之前企业必须对地区周围的环境进行风险评估，以此来判断采矿的可行性。在没有科技帮助的情况下，人们只能依靠人力，这样不仅浪费时间，人为性的分析太过主观性，会带来很多人为性的失误。通过对计算机的使用生成一个关于该项目的虚拟环境，在这个环境中相应人员可以站在任意视点上进行观测，对整个生产环境进行风险分析，并且风险区域的动态变化也会实时的体现在虚拟环境当中。这种VR系统能够为矿业提供一种有效的环境分析方法。

3.2 使用VR技术能够培训矿山的工作人员

VR技术就是一种模拟仿真技术，其显著的特点就是交互自，因此VR技术创造出的虚拟环境就是逼真的。通过对VR技术的使用，创造出一个真实、自然的矿山虚拟环境，模拟整个采矿过程，能够让矿山工作人员在虚拟环境中得到培训，不仅能够让矿山工作人员在遇到事故时灵活的采取措施规避风险，也能提高工作人员的相关安全意识。目前比较成熟的系统就是VR矿工培训系统，在这个系统中人们可以在虚拟的矿山环境中巡视来确定该区域内是否存在安全隐患，也能够通过对顶板位置的变换让用户飞起来，这样用户能够更真实的进行现场设备的控制管理。

3.3 VR技术在矿山生产工艺设计中的应用

在采矿中我们可以通过对VR技术的应用生成一系列生产作业场景，例如对露天矿挖掘机装载的模拟，车辆的运行以及卸载过程的模拟，除此之外，人们可以使用VR技术的有关设备让用户感受在模拟环境中操纵生产工具，这样可以优化作业工序，提高在真正的作业中的工作效率。

3.4 使用 VR技术模拟矿山的爆破

在采矿业中，爆破工程必定是重中之重，稍有不慎不仅会损失大量的资金成本，严重情况下会危及工作人员的生命安全，因此矿山的爆破是很重要的问题。而通过使用VR技术，我们可以对整个爆破过程进行模拟。在充分了解矿山的地质水文条件之后，工程技术人员可以将自己的预想设计在VR系统中预演，并且将预演结果同设计方案结果相比较，这样可以得出更加合适的布置方式和更加合适的装药量，从而优化作业参数，避免发生爆破事故。

随着资源的大量消耗，在未来的采矿中必然会向地球的深部以及太空和海洋地区扩展，未来矿石的开采环境会愈加复杂和危险。在人为的条件下，必然会有种种困难。但是，如果使用VR技术，人们可以对未来的采矿环境进行模拟，VR技术的固有特性能够提前对作业过程进行研究。例如在地球深处的开采中，我们可以通过地质勘探对区域的地质、水文以及低温进行勘测，得到相应数据，通过使用VR技术进行建模，建立相应的虚拟采矿环境，工作人员通过与虚拟环境的交互来确定相应的采矿方式，确定开采系数，从而提高地球深处矿石的开采率。对于太空、海洋的矿石开采我们也同样使用VR技術。VR技术在矿业中的应用对整个行业的发展是有很大的益处的，未来VR技术会更加深入的应用于矿业之中。

4 总结

现代社会虚拟现实技术已经不再是一个陌生的名词，其随着现代科学技术的发展愈加丰富，在生活中的应用也愈加广泛，通过虚拟现实技术，我们可以完成很多不能完成的事情，并且也能够避免很多可能会发生的事故。虚拟现实技术带给我们极大的益处，因此，我们更加需要努力发展科技，丰富虚拟现实技术的内涵，让虚拟现实技术能够应用于各行各业中，以求能够带给我们更多的便利。

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