虛擬現(xiàn)實技術在汽車駕駛體驗中的應用

付風華

摘要：虛擬現(xiàn)實技術能夠創(chuàng)造或者是模擬和現(xiàn)實非常相似的虛擬世界，是計算機仿真系統(tǒng)中重要的一項技術。虛擬現(xiàn)實即使在汽車的駕駛體驗中，能夠?qū)W車的學員進行擬生態(tài)的培訓，能夠?qū)?nèi)部汽車零件和設備、外界聲音以及視野進行模擬，還能夠進行先進自動糾正系統(tǒng)，能夠極大的提升學員的學車興趣以及駕駛的樂趣。本文虛擬現(xiàn)實技術在汽車駕駛體驗中的應用。

關鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術汽車駕駛體驗應用和技術

伴隨著工業(yè)革命的迅速發(fā)展，計算機技術和互聯(lián)網(wǎng)技術早已融入到人們?nèi)粘５姆椒矫婷妫?jīng)過不斷的開發(fā)利用，計算機仿真技術已經(jīng)發(fā)展的相當成熟，漸漸的出現(xiàn)了一個全新的名詞，“VR”（虛擬現(xiàn)實），虛擬現(xiàn)實技術的應用，通過高科技和專業(yè)理論上的知識，建立起比較逼真的駕車駕駛體驗環(huán)境，不僅能夠有效的緩解駕校的壓力，也能夠減少學員在駕校的練車時間，節(jié)省資源，從而達到讓學員快速接受汽車駕駛的實操技術和理論水平。

一、虛擬現(xiàn)實技術的概念與發(fā)展

虛擬現(xiàn)實技術是計算機仿真系統(tǒng)的發(fā)展方向，是通過計算機技術，融合仿真技術和多媒體技術，傳感技術和人機接口技術以及網(wǎng)絡技術進行融合，生成一種多源信息和三維動態(tài)動畫的現(xiàn)實模擬，形成視覺、行為、感覺交叉性的技術。虛擬現(xiàn)實技術是讓無數(shù)年輕人追捧和無數(shù)科學研究者為之癡迷的技術，擁有著四個階段的發(fā)展歷程，歷史也非常的悠久。對于虛擬現(xiàn)實技術來說，第一個階段是聲形動態(tài)模擬，這是蘊含著虛擬與現(xiàn)實模擬思想的第一個階段，這個階段早在1963年就被提出了;第二階段是虛擬現(xiàn)實思想的萌芽階段，人們開始有意識的探索虛擬現(xiàn)實技術的可能性;第三個階段是虛擬現(xiàn)實的概念的形成和基礎理論知識的建立;第四階段就是對于虛擬現(xiàn)實技術的運用，現(xiàn)階段人們對于虛擬現(xiàn)實技術的應用已經(jīng)比較完善，尤其是在互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的今天，為虛擬現(xiàn)實技術插上騰飛的翅膀。

二、虛擬現(xiàn)實技術的原理和意義

嚴格來說，虛擬技術就是計算機的高級技術，與其他計算機技術不同的是，虛擬現(xiàn)實技術不僅包括計算機仿真技術，也幾乎囊括了現(xiàn)實中所有的環(huán)境以及對環(huán)境的感知能力，包括最基本的視覺感知和運動感知，還包括聽覺感知和觸覺感知，實現(xiàn)對預想的環(huán)境進行現(xiàn)實化的模擬。虛擬現(xiàn)實技術的目的就是身臨其境，達到人們的大腦無法區(qū)分現(xiàn)實和虛擬的地步，但以現(xiàn)階段而言，這幾乎是不可能完成的任務。目前所使用的虛擬現(xiàn)實技術設備主要分為兩大類，一類是借助于外部的硬件進行輔助計算，另一種是通過內(nèi)置的硬件獨立完成工作。借助外部的硬件進行運算和工作的虛擬現(xiàn)實技術，需要連接超高頻率和超高運算能力的計算機才能進行工作，比較常用的是Oculus Rift和HTC Vive。相對來說，依托內(nèi)部硬件進行運算的虛擬現(xiàn)實技術，擁有較強的獨立性，不需要其他外在硬件或者軟件的輔助運行，有著很多的便利性。但是此類的設備涉及到三維計算機圖形和廣角立體現(xiàn)實技術，也涉及到計算機視覺技術和仿真技術，追蹤技術和網(wǎng)絡、語音的傳輸技術，是多種領域的結(jié)合。

虛擬現(xiàn)實技術比較貼近人們的日常生活，能夠協(xié)助人們完成很多高難度的工作，并且，快的生活節(jié)奏、大的工作壓力使人們在生活中會感到煩悶和暴躁。而虛擬現(xiàn)實技術是專門為人們大腦設計的一種技術，能夠提供虛擬現(xiàn)實的感知，解決人們的現(xiàn)實壓力和空虛的精神世界。虛擬現(xiàn)實技術發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)在仿真領域、教學領域、模擬領域得到了很大的發(fā)展和完善，已經(jīng)漸漸滲透到人們的生活。

三、虛擬現(xiàn)實技術在汽車駕駛體驗中的應用

（1）培訓教育

由于經(jīng)濟的發(fā)展，汽車已經(jīng)作為一種常見的交通出行方式，普及到千家萬戶。所以越來越多的人們要練習駕駛汽車的技術，但是由于培訓的學員過多，導致在培訓的場地和資源上都有著很大的壓力，場地和資源的緊張導致學生的學習時間較少，也就會造成學員在培訓的過程中，僅僅處于會開車的境界，沒有掌握牢固的汽車駕駛技術。虛擬現(xiàn)實技術可以通過環(huán)境的真實模擬，培養(yǎng)學員對駕駛汽車整體的協(xié)調(diào)能力，也能夠培養(yǎng)學員對汽車整體的把控能力。通過對外界環(huán)境的視覺沖擊和路況的模擬，提升學員在汽車駕駛中敏銳的辨別能力和對緊急情況的處理能力。不僅解決了學員學車技術的問題，也能夠鞏固學員汽車駕駛體驗的技術。

（2）內(nèi)部設備的模擬

虛擬現(xiàn)實技術有著強大的視覺技術和觸覺反饋的技術，在使用的過程中，能夠?qū)ζ嚨姆较虮P和油門，剎車和離合進行觸覺的一個反饋。這樣能夠使學員對汽車駕駛的環(huán)境進行模擬，不僅沒有場地的困擾，也能夠滿足新手在模擬駕駛中的對私人空間的滿足感。虛擬現(xiàn)實技術的應用，不僅節(jié)省了大量的練習時間，也不會受到錯綜復雜的交通擁堵帶來的影響。虛擬現(xiàn)實技術通過界面程序指令的輸入，將電信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，然后進行識別，實現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實技術和計算機技術的結(jié)合。

（3）外界環(huán)境的模擬

虛擬現(xiàn)實技術能夠?qū)囕v行駛過程中的環(huán)境進行模擬，并精準的傳遞給駕駛?cè)耍瑤憩F(xiàn)實的感知力。虛擬現(xiàn)實技術對外界環(huán)境的模擬風雨雷電準確天氣的變化，也能模擬外界車輛和駕駛?cè)藛T車輛的運行情況，也能對路況和紅綠燈的變化情況進行模擬。并且虛擬現(xiàn)實技術可以通過聲音傳導技術與汽車的設備進行連接，能夠給駕駛?cè)吮普娴钠囻{駛體驗環(huán)境，非常考驗駕駛員的應急處理能力。此外，虛擬現(xiàn)實技術還能夠給駕駛位帶來新型的三維建模技術，將紅綠燈的分布和過往的車輛建模，加強駕駛?cè)藛T對汽車駕駛的體驗。

（4）渲染技術與事故的模擬

在汽車駕駛中，將路況以及駕駛過程中周邊物體的移動真實的表達出來，是需要面對的重要問題，關系到汽車駕駛體驗的真實度。虛擬現(xiàn)實技術能夠通過強大的渲染技術將實際的路況信息進行真實的模擬，外界環(huán)境、虛擬現(xiàn)實技術、界面系統(tǒng)，構(gòu)成一個完善的模擬系統(tǒng)，保證汽車駕駛員真實的駕駛體驗。除此之外虛擬現(xiàn)實技術在汽車的駕駛體驗中表現(xiàn)出強烈的真實性，能夠通過粒子系統(tǒng)來對雨天進行真實的模擬，還能夠模擬真實的車輛撞擊的情況，不管是車輛對撞還是障礙物和車輛的撞擊，都能夠模擬出真實的火藥氣味，使人們產(chǎn)生更加真實的感覺。

（5）自動糾正系統(tǒng)

自動糾正系統(tǒng)在現(xiàn)階段可以說是虛擬現(xiàn)實技術在汽車駕駛體驗中的巔峰應用，自動糾正系統(tǒng)能夠在沒有教練輔導的情況下，就能夠本身的特點和優(yōu)勢，形成一整套標準完善的汽車駕駛評判標準，并且對駕駛者的操作進行評判和打分，實時傳送到顯示界面生，對駕駛者進行一對一的專業(yè)輔導，針對駕駛情況做出針對性的措施盡心改良，從而達到和真人教習一樣效果的駕駛目標。

四、虛擬現(xiàn)實技術的不足

虛擬現(xiàn)實技術在汽車領域有著廣泛的應用，但是放在整體的行業(yè)中來看，虛擬現(xiàn)實技術有著很多的發(fā)展障礙。首先，在應用虛擬現(xiàn)實技術時，需要進入虛擬時間，但是迄今為止，各類虛擬現(xiàn)實設備仍然無法擺脫其他計算設備的限制，導致活動范圍非常有限，在移動上給駕駛者帶來很大的不便。除此之外，虛擬現(xiàn)實技術在模擬真實的自然環(huán)境時，還會給使用者帶來一定的疲勞感，使用不當?shù)脑掃€會有惡心、眩暈感。這些虛擬現(xiàn)實技術的缺陷，造成了虛擬現(xiàn)實技術無法向全年齡階段人群普及，在一定程度上制約了虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展。

五、結(jié)束語

虛擬現(xiàn)實技術作為廣泛性、沒有局限的高新技術，其發(fā)展和創(chuàng)新的思想確是非常先進的，尤其是在汽車駕駛體驗和汽車駕駛培訓的領域方面，有著得天獨厚的條件。虛擬現(xiàn)實技術在汽車領域上的應用，突破了汽車駕駛對資源的浪費、環(huán)境的耗費，消除了駕駛者的疲勞感，創(chuàng)造了全新的人性化感官體驗。

參考文獻

[1]桑勇、劉剛、黃克正.“虛實”相結(jié)合的汽車模擬駕駛器的研發(fā)[J].山東交通學院學報，2006 （06）