虛擬現實

虛擬現實

一、虛擬現實簡介

虛擬現實技術是仿真技術的一個重要方向，是仿真技術與計算機圖形學人機接口技術多媒體技術傳感技術網絡技術等多種技術的集合是一門富有挑戰性的交叉技術前沿學科和研究領域。虛擬現實技術（VR）主要包括模擬環境、感知、自然技能和傳感設備等方面。模擬環境是由計算機生成的、實時動態的三維立體逼真圖像。感知是指理想的VR應該具有一切人所具有的感知。除計算機圖形技術所生成的視覺感知外，還有聽覺、觸覺、力覺、運動等感知，甚至還包括嗅覺和味覺等，也稱為多感知。自然技能是指人的頭部轉動，眼睛、手勢或其他人體行為動作，由計算機來處理與參與者的動作相適應的數據，并對用戶的輸入作出實時響應，并分別反饋到用戶的五官。其中，傳感設備是指三維交互設備。

二、虛擬技術的特征

（一）多感知性。除一般計算機所具有的視覺感知外，還有聽覺感知、觸覺感知、運動感知，甚至還包括味覺、嗅覺、感知等。理想的虛擬現實應該具有一切人所具有的感知功能。

（二）存在感。用戶感到作為主角存在于模擬環境中的真實程度。理想的模擬環境應該達到使用戶難辨真假的程度。

（三）交互性。指用戶對模擬環境內物體的可操作程度和從環境得到反饋的自然程度。

（四）自主性。指虛擬環境中的物體依據現實世界物理運動定律動作的程度。

三、技術應用

（一）醫學

VR在醫學方面的應用具有十分重要的現實意義。在虛擬環境中，可以建立虛擬的人體模型，借助于跟蹤球、HMD、感覺手套，學生可以很容易了解人體內部各器官結構，這比現有的教授方式要有效得多。

外科醫生在真正動手術之前，通過虛擬現實技術的幫助，能在顯示器上重復地模擬手術，移動人體內的器官，尋找最佳手術方案并提高熟練度。在遠距離遙控外科手術，復雜手術的計劃安排，手術過程的信息指導，手術后果預測及改善殘疾人生活狀況，乃至新藥研制等方面，虛擬現實技術都能發揮十分重要的作用。

（二）娛樂

豐富的感覺能力與3D顯示環境使得VR成為理想的視頻游戲工具。由于在娛樂方面對VR的真實感要求不是太高，故近些年來VR在該方面發展最為迅猛。另外在家庭娛樂方面VR也顯示出了很好的前景。

虛擬現實技術還可以用于室內設計、房產開發、工業仿真、應急推演、文物古跡的展示、Web3D、道路橋梁設計、地理、教育中、演播室、水文地質、維修、培訓實訓、船舶制造、汽車仿真、軌道交通、能源領域、生物力學、康復訓練、數字地球。

虛擬現實技術未來將會發展成一種改變我們生活方式的新突破。但是從現在來看，虛擬現實技術想要真正進入消費級市場，還有一段很長的路要走，一些問題仍然沒有很好的解決辦法，這些問題是，沒有真正進入虛擬世界的方法、如何“輸入”也是一大困擾、缺乏統一的標準、容易讓人感到疲勞、佩戴不方便。