中國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在各大領(lǐng)域的應(yīng)用

唐文婷

摘要：本文從教育，軍事，醫(yī)療三個(gè)方面介紹了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在中國(guó)的應(yīng)用， 并指出，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是“熠熠發(fā)光”的新技術(shù)，它將伴隨著極大地經(jīng)濟(jì)效益，給我們的生活提供更多的便利。

關(guān)鍵詞：虛擬 現(xiàn)實(shí) 技術(shù) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2014）08-0086-01

1 什么是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)（簡(jiǎn)稱VR），又稱靈境技術(shù)，是以沉浸性、交互性和構(gòu)想性為基本特征的計(jì)算機(jī)高級(jí)人機(jī)界面。他綜合利用了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)和多傳感器技術(shù)，模擬人的視覺、聽覺、觸覺等感覺器官功能，使人能夠沉浸在計(jì)算機(jī)生成的虛擬境界中，并能夠通過語言、手勢(shì)等自然的方式與之進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，創(chuàng)建了一種適人化的多維信息空間。使用者不僅能夠通過虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)感受到在客觀物理世界中所經(jīng)歷的“身臨其境”的逼真性，而且能夠突破空間、時(shí)間以及其他客觀限制，感受到真實(shí)世界中無法親身經(jīng)歷的體驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)是一種模仿現(xiàn)實(shí)事物的一種技術(shù)，用來解決現(xiàn)實(shí)中人類無法或難以實(shí)現(xiàn)的一種手段。能在虛擬的真實(shí)三維空間中完成設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、完成、銷售推廣。它已滲透到科學(xué)、技術(shù)、工程、醫(yī)學(xué)、文化、娛樂的各個(gè)領(lǐng)域了，受到人們極大地關(guān)注。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)是多種技術(shù)的綜合，其關(guān)鍵技術(shù)和研究?jī)?nèi)容包括：虛擬環(huán)境的建立，目的是獲取實(shí)際三維環(huán)境的三維數(shù)據(jù)，并根據(jù)應(yīng)用需要，利用獲取的三維數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的虛擬環(huán)境模型；立體聲合成和立體顯示技術(shù)，在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中消除聲音的方向與用戶頭部運(yùn)動(dòng)的相關(guān)性，同時(shí)在復(fù)雜的場(chǎng)景中實(shí)時(shí)生成立體圖形；觸覺反饋技術(shù)，在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中讓用戶能夠直接操作虛擬物體并感覺到虛擬物體的反作用力，從而產(chǎn)生身臨其境的感覺；交互技術(shù)，利用數(shù)字頭盔、數(shù)字手套等復(fù)雜的傳感器設(shè)備，三維交互技術(shù)與語音識(shí)別、語音輸入技術(shù)成為重要的人機(jī)交互手段；系統(tǒng)集成技術(shù)，包括信息同步技術(shù)、模型標(biāo)定技術(shù)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)、識(shí)別和合成技術(shù)等等。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在中國(guó)各領(lǐng)域的應(yīng)用

從2008年奧運(yùn)會(huì)的數(shù)字圖像到上海世博的“在線世博”，為中國(guó)贏得了極高的聲譽(yù)。尤其是上海世博會(huì)上，“永不落幕”的網(wǎng)上世博開世界之先河，仍為人們所津津樂道，或許正是通過世博會(huì)這扇大門，讓中國(guó)走進(jìn)了世界人的眼中，也讓我們這些尋常老百姓與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有了進(jìn)一步的接觸與了解。由此可見，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已不再是活在實(shí)驗(yàn)室中的一個(gè)專業(yè)名詞，它已走下神龕，走入尋常百姓家。主要從以下三個(gè)方面介紹其應(yīng)用。

（1）教育方面。主要有虛擬校園，虛擬培訓(xùn)，虛擬教學(xué)三方面。

虛擬校園是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域最早的具體應(yīng)用，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供的活的瀏覽方式，全新的媒體表現(xiàn)形式都具有非常鮮明的特點(diǎn)。天津大學(xué)早在1996年，最早開發(fā)了虛擬校園，可以領(lǐng)略近代史上久富盛名的大學(xué)。在虛擬教學(xué)方面，可以應(yīng)用教學(xué)模擬進(jìn)行演示、探索教學(xué)。利用簡(jiǎn)易型虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)表現(xiàn)某些系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)，為學(xué)生提供一種可供他們體驗(yàn)和觀測(cè)的環(huán)境。建立教學(xué)模擬的關(guān)鍵工作是創(chuàng)建被模擬對(duì)象的模型，然后用計(jì)算機(jī)描述此模型，通過運(yùn)算產(chǎn)生輸出。這些輸出能夠在一定程度上反映真實(shí)世界的行為。例如中國(guó)地質(zhì)大學(xué)開發(fā)的地質(zhì)晶體學(xué)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)演示它們的結(jié)構(gòu)特征，直觀明了。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸性和交互性，使學(xué)生能夠在虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境中扮演一個(gè)角色，這非常有利于學(xué)生的技能訓(xùn)練。

（2）軍事方面。空軍第二航空學(xué)院研制的飛行訓(xùn)練模擬系統(tǒng)可使操作者在虛擬環(huán)境下產(chǎn)生與現(xiàn)實(shí)一致的身臨其境的視覺、觸覺效果。通過視、聽、手的動(dòng)作參與虛擬環(huán)境中事物的運(yùn)動(dòng)過程，該技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用將使模擬訓(xùn)練以全新的面貌出現(xiàn)，為解決貴重裝備的訓(xùn)練開拓了新的重要途徑。目前已研制成功了國(guó)內(nèi)第一套頭盔式大視場(chǎng)、立體視覺顯示系統(tǒng)，數(shù)據(jù)手套和軟件系統(tǒng)，超聲波、全方位、六自由度空間位置檢測(cè)系統(tǒng)，用于計(jì)算機(jī)成像的立體顯示和控制軟件系統(tǒng)。

（3）醫(yī)療方面。在解剖教學(xué)方面，繼美國(guó)、韓國(guó)之后，我國(guó)也在2003年3月，由廣州第一軍醫(yī)大學(xué)完成了第一套虛擬中國(guó)人女性數(shù)據(jù)集的獲取，并將數(shù)據(jù)交由首都醫(yī)科大學(xué)圖像實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行圖像處理和三維町視化的工作。利用“虛擬人”數(shù)字化數(shù)據(jù)集進(jìn)行三維重組與重建是一種“人體數(shù)字化解剖學(xué)”研究，可以創(chuàng)立虛擬解剖輩包括橫斷面解剖學(xué)、矢狀面解剖學(xué)、冠狀面解剖學(xué)、斜剖面解剖學(xué)等，同時(shí)可以提供CT、MRI及PET等方面的斷層圖像，還可以進(jìn)行一系列醫(yī)學(xué)臨床、教學(xué)及研究的虛擬模擬瞄。其優(yōu)點(diǎn)是在窄間中具有準(zhǔn)確的定位，可以立體地從各個(gè)角度觀察各解剖結(jié)構(gòu)、測(cè)量各種數(shù)據(jù)。通過虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，借助重組技術(shù)中的多層面重組、曲面重組、最大密度投影、最小密度投影、表面遮蓋顯示、透明顯示、CT仿真內(nèi)窺鏡等技術(shù)及重建技術(shù)中的面繪制與體繪制等技術(shù)，可以直觀地顯示組織、器官、肌肉、血管、神經(jīng)等的系統(tǒng)解剖、局部解剖及斷層解剖結(jié)構(gòu)，并且可以通過測(cè)量、旋轉(zhuǎn)、剖切等操作更加形象、逼真地全面了解人體各解剖結(jié)構(gòu)的內(nèi)部構(gòu)造、各解剖面與功能。

4 結(jié)語

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在生活中最廣泛的應(yīng)用或許就是3D電影，但是它不僅僅滿足于帶你“看”見阿凡達(dá)的世界，而是帶你“進(jìn)入”阿凡達(dá)的時(shí)間。你可以看見，聽見，感覺那個(gè)世界，就像你在真實(shí)世界中一樣。而實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的設(shè)備也不是一般意義上的“游戲機(jī)”，它更復(fù)雜，更真實(shí)，更人性化，能做到的事也不僅僅是娛樂。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在各大領(lǐng)域上的應(yīng)用雖然還在開發(fā)中，但它無疑是一個(gè)十分有前景的行業(yè)。

參考文獻(xiàn)

[1]梁琨，黃小麗.《虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的應(yīng)用探討》.百度百科.

[2]姜紅，王利，張兆臣.《虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用》.

[3]王彪，鄒煜，張穎，林德群.《虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍事模擬訓(xùn)練中的應(yīng)用》.endprint