淺談計算機技術在虛擬現實技術中的應用

朱悅云

（開封大學，河南 開封 475000）

0 引言

在科學技術的發展過程中，虛擬現實技術的出現與應用能夠為人們創造出真實化的場景。隨著計算機技術的發展，信息處理效率不斷提高，需要人不斷適應計算機。在這種情況下，作為一種工具，計算機的應用將會受到的一定的限制。為了妥善地解決這些問題，需要將計算機作為連接虛擬世界與現實世界的橋梁，更好的應用虛擬現實技術。隨著基于計算機技術的虛擬現實技術的發展，可以有效地解決人們遇到的難題，為我們的生活與工作創造便利條件。

1 虛擬現實技術概述

隨著信息時代的到來，信息技術的應用水平不斷提高，為人們的生活與工作帶來了更多便利條件，因此，虛擬現實技術的出現對于社會發展具有重要意義。虛擬現實技術是一項高科技技術，這項技術的快速發展主要依賴于計算機仿真技術、網絡并行處理技術及人工智能技術，這些技術都需要計算機技術提供必要的支持，才能有效地提高虛擬現實技術水平。在計算機技術的發展過程中，為了有效地促進虛擬現實技術的發展與應用，需要全面地了解計算機技術發展歷程。在這種情況下，才可以合理地應用計算機技術[1]。

2 虛擬現實技術的特點分析

2.1 構想性特點

應用虛擬現實技術，更好地調動人們的創造性思維，利用虛擬現實系統，可以通過定性、定量綜合集成虛擬環境中獲得理性認知與感性認識，進而加深對概念的印象，啟發更多創意的產生，體現出這項技術的構想性特點。因此，對虛擬現實技術進行合理的應用，可以為人們創造出心中構想出的場景，通過先進技術的應用將想象變為現實。與此同時，虛擬現實技術也屬于一種新媒體，可以創建高級用戶界面，而且能夠應用在各個行業中，妥善地解決行業發展中遇到的問題。為了實現這一目標，我們需要重視對這方面應用軟件的開發，將人們的想法更好的轉換為虛擬現實場景[2]。

2.2 交互性特點

在應用虛擬現實技術的過程中，可以創建出具有交互性特點的虛擬環境，在這個虛擬環境中，能夠使人機交互過程更加趨向于自然。在人機交互過程中，我們可以使用鼠標、鍵盤向計算機輸入指令，也可以通過虛擬現實技術中年的傳感設備進行。在這種情況下，用戶想要控制虛擬環境中的對象，只需要通過語言、動作的方式實現。通過用戶的腦部、眼睛、肢體動作以及語言等，計算機可以對虛擬系統的聲音與圖像進行有效地控制。

2.3 沉浸性特點

在虛擬現實技術的應用過程中，需要通過計算機技術來建立與現實世界一致的虛擬世界，暫時將用戶與外界的信息交流切斷，將自身的視覺與聽覺轉移到須彌事業中，具有沉浸性特點。虛擬環境能夠跟蹤用戶的肢體動作，用戶可以自由行動，完成與現實世界中相同的動作。一般情況下，虛擬系統中使用的輸入設備都需要面向用戶的感覺器官，只有這樣，才能保證用戶在這個過程中能夠獲得足夠的沉浸感。此外，感知性、感知性同樣是虛擬現實技術的特點[3]。

3 計算機技術與虛擬現實技術之間的關系

在人們目前的生活與工作中，計算機技術的應用能夠帶來巨大的便利條件，導致人們對計算機的依賴程度也不斷提高，更多的工作需要通過計算機來完成。虛擬現實技術是計算機技術中的一個分支，目前已經被廣泛地應用到更多行業的發展中，為人們建立真實的感官環境。對計算機技術進行合理的應用，需要利用系統指令、運算方法、中央處理器設計以及運算器設計等方法實現豐富的功能。因此，計算機技術與電子、數學等學科之間聯系緊密，其中包括虛擬現實技術。

對于計算機技術而言，虛擬現實技術屬于其中的一個分支，通過虛擬現實技術的應用，能夠建設一個虛擬世界，使人們能夠全身心地投入其中。這個虛擬世界可以對現實世界中的所有事物進行模擬，具有良好的仿真性，形成一個三維動態實體。對于計算機技術的科學應用，可以大幅度地提高虛擬現實技術中虛擬世界的真實性。隨著信息技術的快速發展，虛擬現實技術體現出其獨特的優勢，已經成為目前最受歡迎的信息化技術之一，已經被廣泛地認可并應用在高科技前沿。與此同時，計算機技術的發展是推動虛擬現實技術發展的關鍵因素，同時也導致虛擬現實技術與其他學科之間形成了更加緊密地聯系，社會各界對于虛擬現實技術的重視程度也不斷提升，受到了更加廣泛地關注[4]。

4 計算機技術在虛擬現實技術中的應用

隨著信息時代的到來，在計算機技術的發展過程中，必須滿足時代發展的要求，對相關技術進行進一步的探索與創新，對新興技術進行積極的研究與應用，為虛擬現實技術的發展提供必要條件。對于虛擬現實技術而言，計算機技術的應用主要體現在以下方面：

4.1 虛擬現實環境的建立

在虛擬現實技術的應用中，只有保證虛擬現實環境的真實感，才能為用戶提供更好的應用體驗。在建設虛擬現實環境的過程中，需要得到計算機技術的支持。在建設虛擬現實環境時，需要模擬所有真實對象的物理屬性，其中包括形狀、紋理以及物體的相對位置。與此同時，實時繪制則需要在用戶觀點出現變化時，需要更新其能夠看到的場景，并且要確保圖形的更新速度可以滿足用戶的觀察速度，這樣才能避免出現滯后問題。為了妥善地解決滯后問題，需要計算機每秒輸出圖像10～20幀。一般情況下，我們可以應用現實渲染算法，保證圖形的質量與真實性，同時有效地提高每幀的渲染速度。虛擬現實環境的應用需要進行實時3D渲染，對于圖形的生成速度要求較高，必須保證生成圖形的實時性，通過計算機技術的應用，能夠在有限的時間內實現。以目前的計算機圖形級別而言，需要保證有足夠的時間用于計算，此外使獲得的計算機圖像的精細度與照片水平一致[5]。然而，虛擬環境中的圖形是需要實時產生的，而在受到時間限制的情況下，設計人員需要有效地提高虛擬環境中的集合復雜性及圖像質量，還需要運用環境映射、紋理映射等相關技術，使虛擬現實環境擁有更好的真實性。

在這些技術的應用中，環境映射能夠將改點作為視點的方式形成環境映照，在一個中間面上投影布局場景，這樣的中間面包括球面、圓柱體以及立方體等。在這種情況下，利用該點朝任一視線方向觀察場景，環境映照便都能夠顯示出準確的場景視圖。而紋理映射需要在簡單物體的幾何表面上粘貼紋理圖像，這樣能夠對物體表面的細節進行更加真實的描述，有利于提高虛擬現實環境的真實性，而這些貼圖過程就是映射過程。紋理映射是一種快速、有效地提高真實性的方式，能夠在有限的計算量中最大限度的優化顯示效果的真實性。從本質上來看，紋理映射需要利用二維平面圖像實現對三維模型局部的取代。實時繪制技術主要包括幾何圖形實時繪制技術與圖像實時繪制技術。其中幾何圖形實時繪制技術的應用能夠取代先建模后確定光源的繪制方法，利用當前的圖像來建立未知視角。而圖像實時繪制技術的應用則能夠在已經建立的場景中對近視點或者視線方向的畫面進行對接，實現圖像的交換、插值及變形，以便及時地獲取試點畫面[6-7]。

4.2 三維虛擬聲音的形成

對于虛擬現實技術而言，為了充分發揮作用，需要在虛擬現實環境中形成三維虛擬聲音，使用戶通過聽覺獲取更多環境信息，可保證虛擬環境中的交互性、沉浸性，有利于減輕視覺依賴性。與立體聲相比，三維虛擬聲音來自于圍繞用戶耳朵的球形空間中的任何一點，聲音可以出現在用戶的前方、后方或上方。在形成三維虛擬聲音的過程中，三維虛擬聲音定位技術是最關鍵的技術，通過這項技術的應用，能夠保證三維虛擬聲音具有足夠的交互性與沉浸性，能夠進行三維實時跟蹤以及全向三維定位。與此同時，三維虛擬聲音的形成還需要應用語音合成技術以及語音識別技術，其中語音合成技術可以通過人工的方式來制造語言，再通過計算機來合成語音，在合成的過程中，需要保證表達正確、語義清晰并且容易理解。而語音識別技術的應用則能夠將語音信息轉化為計算機能夠識別的數字信息，能夠更好地識別用戶的語音指令。在大部分情況下，語音識別技術的應用需要進行參數信息采集、參考模式構建以及模式識別等步驟[8-9]。

5 結語

綜上所述，在虛擬現實技術的應用過程中，需要融合不同的信息，對現實環境中的所有實體進行仿真。在建立虛擬現實環境的過程中，需要應用各類不同的計算機技術，因此，計算機技術與虛擬現實技術之間存在著密不可分的聯系。為了促進虛擬現實技術的快速發展，我們必須深刻認識到這項技術的特點，充分利用計算機技術與虛擬現實技術之間的關系，將更多先進的計算機技術應用到虛擬現實技術中，充分發揮其對于虛擬現實技術的作用。