虛擬現實技術的應用與發展

摘 要：本文首先介紹了虛擬現實技術，然后從虛擬現實的應用領域、現實應用中存在的問題進行分析，最后從發展前景分析虛擬現實的未來。

一、虛擬現實技術介紹

虛擬現實（Virtual Reality，簡稱VR）技術是仿真技術的一個分支，是一種基于可計算信息的沉浸式交互、多源信息融合的模擬環境的技術。用戶借助外接設備與虛擬環境中的人或物體進行互動，達到如同真實環境的感受和體驗。VR是一種全新的的人機交互方式，無論是形式還是內容更加形象、豐富和逼真，讓人體驗身臨其境的感受。虛擬現實技術演變發展史大體上可以分為四個階段有聲形動態的模擬是蘊涵虛擬現實思想的第一階段（1963）年以前虛擬現實萌芽為第二階段（1963 -1972）虛擬現實概念的產生和理論初步形成為第三階段（1973 -1989）虛擬現實理論進一步的完善和應用為第四階段（1990 -2004）。近幾年來，虛擬現實技術發展迅速，逐步走向應用領域，蘊含著無限的潛力，應用涉及到計算機圖形處理、多媒體、網絡技術和人工智能等眾多領域，與虛擬場景平滑結合并。

二、虛擬現實的應用領域

虛擬現實技術的應用前景非常廣泛，結合當前大數據技術，在民用領域運用非常成熟，比如建模與仿真，科學計算可視化、設計與規劃、教學、遙作與遙現、醫學、藝術與娛樂等多個領域。隨著虛擬現實系統相關技術的日益成熟，其應用領域將不斷的拓展，范圍也將不斷的擴大。具權威人士分析，虛擬現實技術將成為本世紀信息技術的代表。它的發展直接改變我們的工作方式和生活方式，人們將在享受環境下工作，在工作中得到享受。

虛擬現實技術在軍事航天、工業仿真、軍事模擬等領域發揮著巨大的作用，在人類無法到達的環境或者危險的環境，如深海、其他星球、有毒的環境，可以利用VR技術實現遠程遙控作業；現代軍事演習通過虛擬現實技術從實彈轉為虛擬作戰等等。

三、當前虛擬現實應用存在的問題

虛擬現實技術的實現需要處理速度極高的硬件基礎條件和完善成熟的軟件系統，但是在現實應用中，高性能的硬件設備成本昂貴，在大數據系統支持下的虛擬現實系統中，基礎硬件往往能以難以滿足虛擬現實業務的增長，硬件設備的性能直接影響基礎軟件（操作系統和數據庫等）的運行，在投資有限的情況下，將而導致虛擬現實應用軟件運行效率大大降低；

其次軟件系統的開發，需要大量的人力和財力，尤其基于對象的應用虛擬現實軟件開發花費巨大且效果有限，相關的算法和理論也尚不成熟。在新型傳感機理、集合與物理建模方法、高速圖形圖像處理、人工智能等領域，都有很多問題亟待解決。三維建模技術也需進一步完善。

虛擬現實技術尚處于初級階段，技術的追求往往偏于理想化，對于應用領域缺乏經驗基礎，目前的應用領域也尚處于實驗階段，這些領域的應用僅限于科學實驗和非核心業務，并沒有真正在業務領域形成強大的生產力，我們期待未來的民用、工業、航天和軍事領域會有更加成熟的應用。

目前虛擬現實技術不夠成熟，因此實現效果不夠理想。在虛擬現實的感知方面，有關視覺合成方面的研究較多，對聽覺、觸覺關注較少，真實性、實時性不足，基于嗅覺、味覺的設備還沒有實現商品化。此外，在交互效果方面，虛擬現實技術與人的自然交互不足，在語音識別、人工智能方面的效果尚不能令人滿意。

四、虛擬現實的發展前景

虛擬現實從其萌芽到今天的日漸成熟已經走過了相當長的一段風雨歷程。目前它的研究內容涉及到多項學科領域。我們同時也認識到，這個領域的技術具有巨大的潛力和廣闊的應用前景。

客觀而論目前虛擬現實技術研究的內容還僅僅限于擴展了計算機的接口能力和剛剛涉及到人的感知系統和肌肉系統與計算機的結合作用問題，還根本未涉及“人在實踐中得到的感覺信息是怎樣在人的大腦中存儲和加工處理成為人對客觀世界的認識”這一重要過程。只有當真正開始涉及并找到對這些問題的技術實現途徑時，人和信息處理系統間的隔閡才有可能被徹底的克服了。我們期待這有朝一日，虛擬現實系統成為一種對多維信息處理的強大系統，成為人進行思維和創造的助手和對人們已有的概念進行深化和獲取新概念的有力工具。虛擬現實產業目前處于爆發前夕，即將進入持續高速發展的窗口期?；ヂ摼W研究機構艾瑞咨詢公布的數據顯示，2016年達到56.6億元，2020年國內市場規模預計將超過550億元。因此我們應提前謀劃布局做好頂層設計、推進產業化和行業應用、加強文化和品牌建設。

VR對于民用市場的影響才剛剛開始，行業的轉型升級將通過VR來實現，良好的虛擬現實世界的體驗和感受將帶來巨大的市場空間。我們期待解決VR技術實現的硬件和軟件等諸多瓶頸，攻克VR技術難關，那么VR只會離我們越來越近，此時只需提前做好準備，跟上科技發展的步伐，一起跨入VR時代。

參考文獻

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（作者單位：武漢軟件工程職業學院）