虛擬現(xiàn)實技術與計算機技術應用的共同發(fā)展分析

楊 靜

《吉林日報》社，吉林 長春 130012

0 引言

虛擬現(xiàn)實（VR）技術主要借助計算機生成的三維虛擬空間，讓用戶能夠通過此項技術感受到視覺、觸覺、聽覺等全方位的感官模擬，讓用戶有身臨其境的感受。VR技術作為目前社會中一種較為先進技術，將人工智能、顯示技術、傳感技術、計算機圖形技術、計算機仿真技術等多種技術成果進行了有效融合[1]。VR技術可以進一步將其功能進行完善，使其可以推廣應用至更多的領域。

1 VR技術與計算機技術概述

1.1 VR技術

VR技術的特征主要體現(xiàn)在能夠讓用戶體會到身臨其境的感覺，利用計算機技術的圖形、仿真以及人工智能等技術，使用戶的視覺、聽覺等感觀對虛擬事物存在感知，讓用戶可以在虛擬的世界中體會到現(xiàn)實的感受，提高用戶的感觀體驗。VR技術的發(fā)展空間巨大，可以對時空維度進行突破，從而在虛擬世界中進行各種活動。目前，VR技術主要應用于游戲，需要專業(yè)的設備進行支持。VR技術的主要功能之一是創(chuàng)建虛擬世界的圖形，因此也被稱為圖形工作站。常見的VR產(chǎn)品有三維投影儀、頭盔顯示器以及光閥眼鏡。其中，頭盔顯示器可以將現(xiàn)實世界進行評比，并為用戶提供高分辨率與大視場角的虛擬場景，同時為用戶提供立體聲耳機，可以讓用戶產(chǎn)生沉浸感。VR技術的應用需要得到計算機技術的支持，將計算機技術作為依托，可使VR技術隨著計算機技術的進步而發(fā)展。

此外，VR技術需要借助虛擬軟件與硬件資源才能夠?qū)崿F(xiàn)人類和計算機之間的溝通。VR技術的獨特之處主要體現(xiàn)在交互性、沉浸感、人工智能、多媒體功能、多干執(zhí)行、創(chuàng)建三維立體造型與場景等方面，VR技術的核心特征主要為交互性與沉浸感，交互性作為VR技術的核心特征之一，是指用戶對于模擬環(huán)境中對物體的可操作程度，與環(huán)境到反饋的自然程度。VR技術的人機交互界面超越了鼠標、鍵盤等傳統(tǒng)模式，模擬現(xiàn)實技術需要借助頭盔、數(shù)字手套等復雜的傳感設備等實現(xiàn)人機交互。沉浸感則是用戶對于計算機系統(tǒng)模擬的虛擬環(huán)境產(chǎn)生的感知與虛擬環(huán)境的真實程度，虛擬環(huán)境越真實，用戶的體驗感越好，VR技術的沉浸感需要借助各種技術的綜合使用，顯示技術則是實現(xiàn)沉浸感的關鍵所在。

1.2 計算機技術

計算機技術所涵蓋的內(nèi)容較為豐富，大致可分為計算機器件技術、計算機系統(tǒng)技術、計算機組裝技術、計算機部件技術等各方面。計算機技術由指令系統(tǒng)、運算方法的基本原理與運算器設計、流水線原理以及儲存系統(tǒng)等組成。目前世界各地對于計算機技術的運用水平都相對較高，并且計算機技術的應用范圍相對較廣。因為計算機技術作為眾多科技產(chǎn)品與技術的依托技術，所以VR技術離不開計算機技術的支持。

2 VR技術與計算機技術應用共同發(fā)展的思路

2.1 在科學研究領域中的應用

VR技術目前在科學研究領域中的應用水平不高，但是VR技術可以為科學研究提供一定的幫助。科學研究人員可以在利用計算機系統(tǒng)分析試驗數(shù)據(jù)，再通過虛擬性顯示設備將研究數(shù)據(jù)以三維立體的形式呈現(xiàn)，有利于研究人員更加全面地對試驗結果進行研究，并且能夠激發(fā)研究人員的靈感。同時，研究人員能夠用過VR技術對假設試驗進行分析，因為進行科學研究時要不斷進行假設，再驗證假設，若是研究人員將假設的每項參數(shù)錄入計算機系統(tǒng)中，可以借助特定算法與程序?qū)?nèi)容進行呈現(xiàn)，讓研究人員可以系統(tǒng)性地對假設的可能結果進行掌握，從而有效提高試驗效率，促進科學試驗研究的進展。在進行科學試驗的過程中需要召開研究會議，由于進行科學研究期間，每位研究人員的分工各不相同，但是彼此之間的工作又緊密相關，因此需要實時掌握對方的工作狀況。VR技術的應用，能夠有效幫助研究人員迅速掌握對方的研究進展，從而提高試驗的效率。

2.2 在教育行業(yè)中的應用

我國的教育行業(yè)目前未能充分的對VR技術進行應用，現(xiàn)階段依舊局限在多媒體技術中。我國教育行業(yè)作為為社會培養(yǎng)人才的關鍵之處，需要及時應用先進的科技，走在時代的前端。相比多媒體技術，VR技術的形象化屬性技術更強，能夠充分吸引學生的注意力，帶動學生的學習積極性。因此，VR技術在未來的發(fā)展中需要著重研究其在教育行業(yè)的應用，特別是中小學的知識具有較強的抽象性，教師可以通過使用VR技術幫助學生更深入的了解相關知識。在教育行業(yè)中應用VR技術有助于教師向?qū)W生更詳細的講解知識，例如對學生講解幾何知識的過程中可以為學生配置三維立體眼鏡，呈現(xiàn)三維立體幾何圖形，有助于學生快速理解教師所教授的知識點[2-3]。隨著計算機技術水平的提高，推動了物聯(lián)網(wǎng)與人工智能的快速發(fā)展，將人工智能技術應用到三維立體眼鏡中，有助于維護教師使用VR技術進行教學過程中的紀律，若學生未能根據(jù)教師的要求進行操作，三維立體眼鏡可進行自動識別，通過物聯(lián)網(wǎng)將信息直接呈現(xiàn)到教師的計算機設備中，便于教師進行管理。

2.3 在游戲行業(yè)的應用

在游戲行業(yè)中應用VR技術是時代發(fā)展的主要特征。將VR技術應用到游戲場景設計中，可以全方位的呈現(xiàn)出具有三維立體感的場景，同時融入嗅覺、觸覺等感官，可以提高用戶在游戲中的體驗感。近年來，我國的游戲行業(yè)處于蓬勃發(fā)展的階段，其中應用VR技術可以為手機游戲和客戶端游戲帶來更多的發(fā)展機會，有助于游戲行業(yè)的進步發(fā)展。

2.4 在娛樂行業(yè)中的應用

VR技術在運動與游戲中的使用水平相對較高，其在娛樂行業(yè)的使用水平有待提高。VR技術可以為娛樂行業(yè)提供更多的題材，特別在綜藝類的節(jié)目當中，可以通過VR技術組織活動，增加節(jié)目的趣味性來吸引觀眾。應用VR技術可以提高觀眾的感觀體驗，增加節(jié)目和觀眾之間的黏度。此外，將VR技術使用在電影與電視劇的拍攝與編排中，可以提高特效的真實感，目前的電影與電視劇中的特效均為計算機合成，資金消耗較高，并且制作不佳會對觀眾的感觀形成不利影響，將特效和VR技術進行有效的結合，可以提高特效的真實度。將VR技術應用到娛樂行業(yè)中可以有效提高我國電影電視文化產(chǎn)業(yè)的國際吸引力。

2.5 在醫(yī)學行業(yè)中的應用

醫(yī)學行業(yè)應用VR技術可以借助感覺手套、跟蹤球、HMD等技術更全面的了解人體內(nèi)部結構，有助于醫(yī)生對患者的診斷，使醫(yī)生能夠更詳細地了解患者的具體情況。另外，醫(yī)生可以在進行手術前利用VR技術進行模擬手術，制訂最適合患者的手術方案，有效減少手術風險，降低醫(yī)患糾紛的發(fā)生概率，促進患者的康復進程，從而使醫(yī)學行業(yè)得到穩(wěn)定發(fā)展。

2.6 在軍事航天中的應用

計算機VR技術在軍事航天中得到了廣泛應用。在軍事航天事業(yè)中模擬訓練是其發(fā)展的關鍵所在，將VR技術使用到軍事航天事業(yè)中有助于使該事業(yè)得到蓬勃發(fā)展，因此VR技術在軍事航天事業(yè)中具有良好的發(fā)展前景。將計算機VR技術應用到軍事訓練中可以為訓練人員創(chuàng)造出虛擬的戰(zhàn)爭環(huán)境，訓練人員可以借助虛擬環(huán)境與相關設備之間的交互作用提高體驗感。在進行訓練的過程中可以為相關人員穿戴數(shù)據(jù)服、數(shù)據(jù)手套以及頭盔顯示器，利用傳感器選擇不同的戰(zhàn)爭背景與處理方案，有助于相關人員體驗到不同的作戰(zhàn)場景與效果，從而有效提升其作戰(zhàn)水平，同時增強其心理承受能力。VR技術在航天事業(yè)中具有較高的應用價值，因為航天設備自身屬于耗費巨大的現(xiàn)代化工具，并且航天工作的危險性較高，所以利用VR技術能夠?qū)Ω鱾€航空器可能遭遇到的環(huán)境進行模擬，從而有效降低發(fā)生危險的概率，同時有效節(jié)約成本，并且計算機虛擬試驗技術的應用可以進行零重力模擬，可以對宇航員進行有效的訓練。

3 結束語

VR技術作為先進的高新技術具有良好的發(fā)展前景，其應用范圍較為廣泛，并且具有較高的使用價值，深受人們的喜愛。現(xiàn)階段VR技術主要應用于游戲、軍事、醫(yī)學等領域中，隨著我國計算機技術的發(fā)展進步，VR技術具有巨大的發(fā)展空間，需要對其進行不斷的深入研究和探索，讓此項技術為人們帶來更多的便利。VR技術與人類的生活密切相關，有助于提高人類的生活品質(zhì)，并且可以促進不同領域的進步發(fā)展。