综述虚拟现实技术及其应用
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《虚拟现实综述》篇一一、引言随着科技的快速发展,虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)已经成为现代社会的一种重要技术。
作为一种高度沉浸式的技术体验,虚拟现实正在逐渐改变我们的生活、学习和娱乐方式。
本文将对虚拟现实的发展历程、技术原理、应用领域及未来发展进行全面的综述。
二、虚拟现实的发展历程虚拟现实技术的发展可以追溯到20世纪50年代。
随着计算机图形学、人机交互和传感器技术的发展,虚拟现实技术逐渐形成并得到发展。
早期虚拟现实技术的应用主要是在军事和航天领域。
近年来,随着硬件设备和技术的成熟,虚拟现实逐渐渗透到娱乐、教育、医疗等各个领域,成为了科技进步的重要推动力。
三、虚拟现实的技术原理虚拟现实技术的实现主要依赖于计算机图形学、人机交互和传感器技术。
首先,通过计算机图形学技术创建虚拟环境,生成逼真的视觉效果。
其次,通过传感器技术捕捉用户的动作和声音等输入信息,实现人机交互。
最后,通过头戴式显示器等设备将虚拟环境呈现在用户眼前,使用户产生高度沉浸式的体验。
四、虚拟现实的应用领域1. 娱乐游戏:虚拟现实技术在游戏领域的应用最为广泛。
通过高度逼真的视觉和听觉效果,为用户带来沉浸式的游戏体验。
2. 教育培训:虚拟现实技术可以模拟真实场景,为用户提供身临其境的学习体验。
在医学、军事、工程等领域,虚拟现实技术被广泛应用于教育培训。
3. 工业设计:虚拟现实技术可用于产品设计和模拟,帮助企业提高设计效率和产品质量。
4. 医疗健康:虚拟现实技术可应用于手术模拟、康复训练和心理咨询等领域,帮助医生提高手术技能,帮助患者进行康复训练。
5. 旅游与地产:通过虚拟现实技术,用户可以体验到不同地域的风景和文化,或者参观未建成的地产项目,为旅游和地产行业带来新的发展机遇。
五、虚拟现实的未来发展随着技术的不断进步,虚拟现实将在更多领域得到应用。
首先,硬件设备的进一步发展将提高用户体验和沉浸感。
其次,虚拟现实与人工智能的结合将使虚拟环境更加智能和个性化。
虚拟现实技术的发展与应用沈翔宇(自动化08009101)目录引言 (3)一、虚拟现实的起源 (3)二、虚拟现实的实现 (4)三、虚拟现实技术的应用 (5)四、虚拟现实技术现状 (6)五、虚拟现实技术的未来发展展望 (8)参考文献 (9)引言虚拟现实技术(简称VR),又称灵境技术,是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。
它综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术,模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能,使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中,并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互,创建了一种适人化的多维信息空间,具有广阔的应用前景。
一、虚拟现实的起源(一)虚拟现实的定义VR是一项综合集成技术,涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域,它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉,使人作为参与者通过适当装置,自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。
使用者进行位置移动时,电脑可以立即进行复杂的运算,将精确的3D世界影像传回产生临场感。
该技术集成了计算机图形(CG)技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果,是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。
(二)虚拟现实的特点VR技术的每一步发展,都是围绕它的三个特征而前进的。
这三个特征为沉浸特征、交互特征和构想特征。
这三个重要特征用以区别相邻近的技术,如多媒体技术、计算机可视化技术。
沉浸特征,即在VR提供的虚拟世界中,使用户能感觉到是真实的进入了一个客观世界;交互特征,要求用户能用人类熟悉的方式对虚拟环境中的实体进行观察和操纵;构想特征,即“从定性和定量综合集成环境中得到感性和理性的认识,从而深化概念和萌发新意”(汪成为,1996)。
(三)虚拟现实技术发展的三个阶段VR技术的发展大致可分为三个阶段:20世纪50年代至70年代,是VR技术的准备阶段;80年代初至80年代中期,是VR技术系统化、开始走出实验室进入实际应用的阶段;80年代末至90年代初,是VR技术迅猛发展的阶段。
虚拟与现实技术概述前言21世纪的人类社会是信息化社会,以信息技术为主要标志的高新技术产业在整个经济中的比重不断增加,多媒体技术及产品是计算机产业发展的活跃领域。
早期的计算机只能处理数和字,现在多媒体计算机能够综合处理声、文、图信息,使多种信息建立逻辑连接集成为一个系统,并具有交互性。
虚拟现实技术是目前在计算机领域中一项发展最快的多学科综合技术,已经被广泛地应用于许多领域。
本文综述了虚拟现实技术的概念,特征,原理和国外研究应用进展,以及对于此项课程的总结与建议。
1 虚拟现实的简介1.1虚拟现实的概念虚拟现实(Virtual Reality,简称VR;又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术,也称灵境技术或人工环境,是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。
关于虚拟现实的定义,可以从狭义和广义两个层面来理解。
所谓狭义的,被认为是一种先进的人机界面,在这种情况下,虚拟现实技术被称为“基于自然的人工界面”,它利用计算机技术生成一个逼真的、具有视、听、触等多种感知的虚拟环境,用户通过使用各种交互设备同虚拟环境中的实体相互作用,使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真和信息交流,是一种先进的数字化人机接口技术。
虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三度空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身历其境一般,可以及时、没有限制地观察三度空间的事物。
VR是一项综合集成技术,涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域。
它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉,使人作为参与者通过适当装置,自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。
使用者进行位置移动时,电脑可以立即进行复杂的运算将精确的3D世界影像传回产生临场感。
广义的,即对虚拟想象(三维可视化的)或真实三维世界的模拟。
它不仅仅是一种界面,更重要的部分是部的模拟,人机交互界面采用虚拟现实的方式界面,对某个特定环境真实再现后,用户通过自然的方式接受和相应模拟环境的各种感官刺激,与虚拟世界中的人及物体进行思想和行为等方面的交流。
虚拟现实增强技术综述虚拟现实增强技术综述1. 引言虚拟现实增强技术(Augmented Reality, AR)作为一种融合真实世界和虚拟世界的新兴技术,近年来得到了广泛的关注和应用。
本文旨在对虚拟现实增强技术进行全面综述,包括其定义、特点、应用领域、技术原理、发展趋势等方面的内容,以期为读者提供一个详实的了解虚拟现实增强技术的核心参考。
2. 定义与特点虚拟现实增强技术是指通过计算机视觉、感知、定位等技术手段,将虚拟信息实时叠加在真实环境的场景中,并以静态或动态的形式呈现给用户的一种技术。
其最大的特点就是将虚拟世界的信息与现实世界实时融合,使用户与虚拟景象互动,打破了传统界限,提供了更加丰富、多样化的交互体验。
3. 应用领域虚拟现实增强技术在各个领域都有广泛的应用,例如游戏娱乐、教育培训、医疗健康、旅游导航、建筑设计等。
在游戏娱乐领域,AR技术可以为游戏增添真实感,并提供更加沉浸式的体验。
在教育培训方面,AR技术可以模拟真实情境,帮助学生更好地理解和掌握知识。
在医疗健康领域,AR技术可以辅助医生进行手术操作、提供实时的生命体征监测等。
在旅游导航、建筑设计领域,AR技术可以提供虚拟导航、实时演示等功能,方便用户更好地理解和体验。
4. 技术原理虚拟现实增强技术的实现需要多种技术的综合应用,主要包括计算机视觉、姿态感知、位置追踪等技术。
计算机视觉技术是实现增强现实的基础,通过图像识别、模式识别等技术手段,对真实世界场景进行感知和分析。
姿态感知技术可以识别用户的身体姿态和动作,实现更加细致的交互操作。
位置追踪技术可以通过GPS定位、惯性传感器等手段,精确地确定用户的位置和朝向,从而实现虚拟信息的精准叠加。
5. 发展趋势虚拟现实增强技术相比传统虚拟现实技术具有更广阔的应用前景。
随着技术的不断进步和成本的降低,虚拟现实增强技术将会越来越普遍地应用于各个领域。
未来,随着人工智能、大数据等技术的发展,虚拟现实增强技术将更加智能化、个性化,为用户提供更加个性化、便捷化的体验。
虚拟现实技术文献综述及参考文献关于虚拟现实技术(Virtual Reality,简称VR):虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身临其境一般,可以即时、没有限制地观察三维空间内的事物。
虚拟现实是多种技术的综合,包括实时三维计算机图形技术,广角(宽视野)立体显示技术,对观察者头、眼和手的跟踪技术,以及触觉、力觉反馈、立体声、网络传输、语音输入输出技术等。
29280美国是虚拟现实技术的发源地,目前美国在虚拟现实技术方面的研究主要包括界面、后台、感知和硬件四个方面。
美国的国防部组织了一系列的虚拟现实技术的研究,并且取得了一定的研究成果,图像处理技术和传感技术都是虚拟现实的主要技术;英国在虚拟现实技术上也有很出色的研究,特别是在并行处理和辅助设备上,在欧洲在硬件和软件上都是领先的。
可见无论是从研究时间还是从研究深度而言国外确实有相当不错的成果论文网让我们把目光从国外转向国内,其实平心而论,我国的虚拟现实技术也得到很好的研究,但是和一些发达国家还是有区别的。
现在计算机图形和计算机工程的发展使虚拟现实技术得到了重视,虚拟场景模型分布开发也正朝着深度和广度进行发展,国家已经把虚拟现实技术研究定为重点项目。
关于Unity3D:Unity3D作为一款通用的游戏引擎,是一种三维虚拟现实游戏平台,可以充分、实时的处理大量的三维模型,在国内外各个平台均有十分广泛的使用。
随着三维虚拟现实技术的飞速发展,Unity3D的应用也变得愈发平凡和常见,被公认为21世纪重要的科学发展技术之一。
XX年Unity3d推出windows版本,并开始支持iOS和Wii。
荣登XX年游戏引擎的前五名。
XX年,Unity开始支持android继续扩散影响力。
在XX年开始支持PS3和XBOX360,至此,所有平台完全已经完美支持。
如此的跨平台能力,很难让人再挑剔,尤其是支持当今最火的web,ios和android。
虚拟现实技术的应用与未来发展引言虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)技术在近年来取得了显著的进展,并逐渐渗透到各个领域。
从娱乐到教育,从医疗到建筑设计,虚拟现实正在改变我们的生活和工作方式。
本文将探讨虚拟现实技术的主要应用领域、面临的挑战以及未来的发展趋势。
一、虚拟现实技术的主要应用领域1. 娱乐与游戏虚拟现实技术在娱乐和游戏领域的应用最为广泛。
通过头戴显示器和运动控制器,用户可以沉浸在一个完全虚拟的世界中,体验到前所未有的互动和沉浸感。
游戏开发者利用VR技术创造了许多身临其境的游戏体验,使玩家能够在虚拟环境中探索和互动。
此外,VR还被用于虚拟电影和音乐会等娱乐活动,提供更为生动的观赏体验。
2. 教育与培训在教育和培训领域,虚拟现实技术被广泛应用于模拟训练和虚拟课堂。
通过创建虚拟环境,学生可以在逼真的情境中进行学习,提升实际操作能力。
例如,医学生可以在虚拟手术室中练习手术技巧,飞行员可以在模拟飞行器中进行飞行训练。
VR技术还使得远程教育成为可能,学生可以通过虚拟课堂参与全球范围的学习。
3. 医疗与治疗虚拟现实技术在医疗领域的应用越来越广泛。
它被用于心理治疗、康复训练和手术规划等方面。
VR技术可以帮助治疗恐惧症、创伤后应激障碍等心理问题,通过模拟情境进行逐步暴露治疗。
康复训练中,虚拟现实可以提供趣味性和激励,使患者在康复过程中更有动力。
同时,VR还可以帮助医生进行手术前的规划和演练,提高手术的安全性和成功率。
4. 建筑与设计在建筑和设计领域,虚拟现实技术被用于可视化和设计验证。
建筑师和设计师可以创建虚拟模型,允许客户在建筑完成前体验和修改设计。
这种沉浸式的体验可以帮助客户更好地理解设计意图,提出意见和建议,从而优化最终的建筑方案。
此外,VR还被用于城市规划和室内设计等方面,提供更直观的设计方案和效果展示。
二、虚拟现实技术面临的挑战1. 技术成本虽然虚拟现实技术的发展迅速,但高质量的VR设备仍然存在较高的成本。
《虚拟现实增强技术综述》篇一一、引言随着科技的不断发展,虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)和增强现实(Augmented Reality,简称AR)技术已经成为现代社会的一种重要趋势。
它们不仅为我们的生活带来了丰富的娱乐体验,也在医疗、教育、军事等多个领域展现出强大的应用潜力。
其中,虚拟现实增强技术更是集成了VR和AR的优点,使得用户能够在虚拟世界与现实世界之间自由切换,获得更加真实、自然的体验。
本文将对虚拟现实增强技术进行综述,分析其发展历程、技术原理、应用领域以及未来发展趋势。
二、虚拟现实增强技术的发展历程虚拟现实增强技术的发展可以追溯到20世纪中叶。
早期,人们主要通过模拟环境来提供一种沉浸式的体验,这可以看作是虚拟现实技术的雏形。
随着计算机技术和传感器技术的不断发展,VR和AR技术逐渐成熟,并在不同领域得到广泛应用。
近年来,随着技术的不断进步和融合,虚拟现实增强技术逐渐成为了一种新兴的技术趋势。
三、虚拟现实增强技术的技术原理虚拟现实增强技术主要涉及VR和AR两种技术。
VR技术主要通过头戴式显示器、立体声耳机等设备,为用户提供一个完全沉浸式的虚拟环境。
而AR技术则是在真实环境中叠加虚拟信息,使用户能够在现实世界与虚拟世界之间进行互动。
虚拟现实增强技术则是在这两种技术的基础上,通过传感器、图像识别等技术,实现用户在虚拟世界与现实世界之间的自由切换。
四、虚拟现实增强技术的应用领域1. 娱乐领域:虚拟现实增强技术为人们提供了丰富的娱乐体验,如游戏、电影等。
用户可以在虚拟环境中进行互动,获得更加真实、自然的体验。
2. 教育领域:虚拟现实增强技术可以为学生提供更加生动、形象的教学内容,帮助学生更好地理解和掌握知识。
同时,它还可以模拟实际场景,让学生在虚拟环境中进行实践操作,提高学习效果。
3. 医疗领域:虚拟现实增强技术在医疗领域的应用也十分广泛。
例如,医生可以通过VR技术进行手术模拟和训练,提高手术技能;患者则可以通过AR技术进行康复训练和辅助治疗。
《虚拟现实增强技术综述》篇一一、引言随着科技的飞速发展,虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)和增强现实(Augmented Reality,简称AR)技术日益成为科技领域的研究热点。
虚拟现实增强技术,作为这两大技术的融合与延伸,正逐渐改变着人们的生活方式与工作模式。
本文旨在全面综述虚拟现实增强技术的发展历程、核心技术、应用领域以及未来展望,以期为相关领域的研究与应用提供参考。
二、虚拟现实增强技术的发展历程虚拟现实增强技术起源于20世纪末的虚拟现实技术,经历了近三十年的发展,已经形成了相对完整的体系。
最初,虚拟现实技术主要用于模拟复杂的计算机生成环境,让用户能够身临其境地体验虚拟世界。
而随着科技的不断进步,增强现实技术的出现将虚拟与现实的界限进一步模糊化,使得用户可以在真实环境中添加虚拟元素,实现了真实世界与虚拟世界的无缝融合。
三、核心技术1. 渲染技术:虚拟现实增强技术的核心在于渲染技术。
通过高性能的图形处理器(GPU)和专业的渲染引擎,实现高质量的图像渲染和实时交互。
2. 交互技术:虚拟现实增强技术通过传感器、控制器等设备实现用户与虚拟环境的交互,如手势识别、语音识别等。
3. 跟踪技术:通过摄像头、位置传感器等设备实现用户头部的实时跟踪,保证用户在移动时仍能保持清晰的视野和良好的用户体验。
四、应用领域1. 教育领域:虚拟现实增强技术为教育提供了全新的教学方式。
通过模拟复杂的环境和场景,帮助学生更好地理解和掌握知识。
同时,远程教育、在线实验室等应用也使得教育资源得以更加公平地分配。
2. 医疗领域:虚拟现实增强技术在医疗领域的应用日益广泛。
手术模拟、康复训练、远程诊断等应用不仅提高了医疗效率,还为患者带来了更好的治疗效果。
3. 娱乐领域:虚拟现实增强技术为娱乐行业带来了革命性的变化。
游戏、电影等领域的应用使得用户能够身临其境地体验虚拟世界,带来了前所未有的沉浸式体验。
4. 工业设计:虚拟现实增强技术可以用于工业产品的设计和测试。
虚拟现实技术及其应用案例一、虚拟现实技术简介虚拟现实(Virtual Reality)是一种通过计算机生成的、近乎真实的3D场景,同时让用户感性、直观地与之互动的技术系统。
虚拟现实技术通过利用头戴式显示器、手部追踪、声音与触觉反馈等设备,模拟人类感知世界的方式,让用户沉浸在一个看似真实的场景中,以此感受到“真实”。
二、虚拟现实技术的应用场景1. 游戏虚拟现实技术是最早应用于游戏开发的领域。
利用虚拟现实技术,游戏玩家可以身临其境地感受游戏场景,比如《植物大战僵尸》、《旅行青蛙》等游戏。
2. 解决方案虚拟现实技术可以帮助企业更直观地展示自己的产品、服务,比如建筑业、汽车业等领域。
它可以让用户在虚拟世界中,近距离观察产品,甚至在不同的场景下测试产品的各种性能。
3. 教育与培训虚拟现实技术可以为学习者提供更丰富、直观的学习和培训体验。
比如美国达拉斯天主教大学近日宣布通过虚拟现实技术共同打造VR培训课程,该课程主要应用于医学、保健、护理等专业领域。
4. 健康与医疗虚拟现实技术也可以帮助医疗领域发展。
比如利用虚拟现实技术,可以让医护人员更直观地了解患者的病情并且可以解决一些手术较为复杂的问题。
比如,三藩市一家创新医疗技术公司正在开发一种可以帮助神经外科医生进行脑部手术的虚拟现实设备。
5. 娱乐由于虚拟现实技术的独特性质,它的应用也不仅限于游戏领域。
目前,越来越多的娱乐企业也开始利用虚拟现实技术为用户提供更直观、沉浸式的娱乐体验,例如Virtual Room等企业。
三、虚拟现实技术的案例1. 医学虚拟现实平台由北京市卫生计生委牵头开发、阿里等科技公司参与研发的“北京市医学虚拟现实平台”已在北京市20家医院投入使用,助力医生术前演示、术中导航和患者术后恢复等多个环节。
使用这个平台,术前模拟手术成功率高达75%以上。
2. 萨克拉门托国王队主场VR全景漫游谷歌和NBA多伦多猛龙队在2016年就已展开合作,推出了萨克拉门托国王队主场VR全景漫游。
浅谈虚拟现实技术及其应用
(计算机科学与技术专业2010级张有伟学号:201005131 )
摘要:虚拟现实技术是才兴起的一门崭新的综合性信息技术,在最近几年发展迅速,其应用领域涉及到教育、军事、娱乐和医学等许多行业。
它的出现为人们的生活和工作带来了很多的便利。
本文概述了虚拟现实技术的概念、基本特征和技术分类,提出了虚拟现实技术发展的技术瓶颈,阐述了虚拟现实技术应用和优势。
关键词:虚拟现实;沉浸;交互;想象;
Virtual Reality;Immersion;Interaction;Imagination
一、虚拟现实技术的概念
虚拟现实技术(Virtual Reality Technology)是一项综合集成技术,它的出现是计算机图形学、人机交互技术、传感器技术、人机接口技术以及人工智能技术等交叉与综合的结果。
它利用计算机生成逼真的3维视觉、听觉、嗅觉等各种感觉,使用户通过适当装置,自然地对虚拟现实世界进行体验和交互作用。
简单地说,虚拟现实技术就是用计算机创造现实世界。
二、虚拟现实技术特征
虚拟现实技术3个特征,即:沉浸感、交互性、想象性。
沉浸感是指用户可以沉浸于计算机生成的虚拟环境中和使用户投入到计算机生成的虚拟场景中的能力,用户在虚拟场景中有“身历其境”之感。
它所看到的、听到的、嗅到的、触摸到的,完全与真实环境中感受的1样。
它是虚拟现实系统的核心。
交互性是指用户与虚拟场景中各种对象相互作用的能力。
它是人机和
谐的关键性因素。
用户进入虚拟环境后,通过多种传感器与多维化信息的环境发生交互作用,用户可以进行必要的操作,虚拟环境中做出的相应响应,亦与真实的一样,如拿起虚拟环境中的1个篮球,你可以感受到球的重量,扔在地上还可以弹跳。
交互性包含对象的可操作程度及用户从环境中得到反馈的自然程度、虚拟场景中对象依据物理学定律运动的程度等,例如,当物体受到力的作用时,物体会沿着力的方向移动、翻到或者从桌面落到地面等。
想象性是指通过用户沉浸在“真实的”虚拟环境中,与虚拟环境进行了各种交互作用,从定性和定量综合集成的环境中得到感性和理性的认识,从而可以深化概念,萌发新意,产生认识上的飞跃。
因此,虚拟现实不仅仅是1个用户与终端的接口,而且可以使用户沉浸于此环境中获取新的知识,提高感性和理性认识,从而产生新的构思。
这种构思结果输入到系统中去,系统会将处理后的状态实时显示或由传感装置反馈给用户。
如此反复,这是1个学习——创造——再学习——再创造的过程,因而可以说,虚拟现实是启发人的创造性思维的活动。
三、虚拟现实技术的分类
虚拟现实是从英文Virtual Reality1词翻译过来的,Virtual就是虚假的意思,Reality就是真实的意思,合并起来就是虚拟现实,也就是说本来没有的事物和环境,通过各种技术虚拟出来,让你感觉到就如真实的一样。
实际应用的虚拟现实系统可分为4类:
1、桌面虚拟现实系统,也称窗口中的虚拟现实。
它可以通过桌上型机实现,所以成本较低,功能也最简单,主要用于CAD(计算机辅助设计)、CAM
(计算机辅助制造)、建筑设计、桌面游戏等领域。
2、沉浸虚拟现实系统,如各种用途的体验器,使人有身临其境的感觉,各种培训、演示以及高级游戏等用途均可用这种系统。
3、分布式虚拟现实系统,它在因特网环境下,充分利用分布于各地的资源,协同开发各种虚拟现实的利用。
美国大型军用交互仿真系统NPSNet以及因特网上多人游戏MUD便是这类系统。
4、增强现实又称混合现实系统。
它是把真实环境和虚拟环境结合起来的1种系统,既可减少构成复杂真实环境的开销(因为部分真实环境由虚拟环境取代),又可对实际物体进行操作(因为部分系统即系真实环境),真正达到了亦真亦幻的境界,是今后发展的方向。
四、虚拟现实技术发展的瓶颈
虚拟现实技术的发展过程中遇到的问题很多,可以归结为3大难题:4.1 虚拟现实设备的“贵族化”。
要构建1个高质量的虚拟现实系统,首先需要昂贵的外部设备,无论是高分辩率的头盔显示器HMD,还是立体投影显示器,无论是空间定位器,还是高精度的数据手套,都是价格不菲。
其次,为完成复杂场景的实时渲染,还需要高性能的图形工作站以及相应的软件。
在一些专用领域,但普通的信息系统用户可能会望而却步。
4.2 繁琐的三维建模。
基于图形的虚拟环境首先要解决的问题便是三维造型。
当图形渲染技术在向实现真实感大踏步前进的时候,生成精确3维模型的过程还像几年前一样困难。
在三维激光扫描技术上的进步提供了简化模型构造过程的一些承诺。
然而,这些自动化模型获取方法也验证了真实世界的几何是极端复杂的。
大部分的模型仍需要人工绘制,而且需
要聘请高水平的专业人士,所以其费用是相当惊人的。
比如在电影《坦克尼克号》中,为实现场景三维建模及各种特技处理所花的人工费用高达2500万美元,这笔钱足以制造1艘同样规模的真船。
繁琐的三维建模也是制约虚拟现实技术发展的严重障碍。
4.3 数据量大。
虚拟现实技术要想得到很大的发展,需要与Internet 结合,这恐怕已是不争的事实。
目前虚拟现实技术应用的数据量仍然很大,在现有网络整体速度较慢的情况下,Internet用户必须等待较长时间,这往往令人难以忍受。
我们应该在虚拟现实系统中考虑数据压缩问题,这个问题可能现在还未引起人们的重视,但是随着应用的深入,这是1个不可回避的问题。
五、虚拟现实技术的应用前景和优势
虚拟现实技术的应用极为广泛,Helsel与Doherty在1993年对全世界范围内已经进行的805项虚拟现实研究项目作了统计,结果表明:目前在娱乐、教育及艺术方面的应用占据主流,其次是军事与航空,医学,商业,另外在可视化计算、制造业等方面也有相当的比重。
下面简要介绍其部分应用。
(1)医学虚拟现实技术应用大致上有两类。
一是虚拟人体,也就是数字化人体,这样的人体模型医生更容易了解人体的构造和功能。
另一是虚拟手术系统,可用于指导手术的进行。
(2)娱乐、艺术与教育由于在娱乐方面对虚拟现实的真实感要求不是太高,故近些年来虚拟现实技术在该方面发展最为迅猛。
如Chicago(芝加哥)开放了世界上第1台大型可供多人使用的虚拟现实娱乐系统,其主题
是关于3025年的1场未来战争;1992年的1台称为“Legeal Qust”的系统由于增加了人工智能功能,使计算机具备了自学习功能,大大增强了趣味性及难度,使该系统获该年度虚拟现实产品奖;
(3)军事与航天工业模拟与练一直是军事与航天工业中的1个重要课题,这为虚拟现实技术提供了广阔的应用前景。
利用虚拟现实技术模拟战争过程已成为最先进的多快好省的研究战争、培训指挥员的方法。
战争实验室在检验预定方案用于实战方面也能起巨大作用。
1991年海湾战争开始前,美军便把海湾地区各种自然环境和伊拉克军队的各种数据输入计算机内,进行各种作战方案模拟后才定下初步作战方案。
后来实际作战的发展和模拟实验结果相当一致。
(4)商业虚拟现实技术常被用于推销。
例如建筑工程投标时,把设计的方案用虚拟现实技术表现出来,便可把业主带入未来的建筑物里参观,如门的高度、窗户朝向、采光多少、屋内装饰等,都可以感同身受。
它同样可用于旅游景点以及功能众多、用途多样的商品推销。
因为用虚拟现实技术展现这类商品的魅力,比单用文字或图片宣传更加有吸引力。
(5)科技开发虚拟现实技术可缩短开发周期,减少费用。
例如克莱斯勒公司1998年初便利用虚拟现实技术,首次使设计的新车直接从计算机屏幕投入生产线,也就是说完全省略了中间的试生产。
避免了1500项设计差错,节约了8个月的开发时间和8000万美元费用。
利用虚拟现实技术还可以进行汽车冲撞试验,不必使用真的汽车便可显示出不同条件下的冲撞后果。
在虚拟现实技术已经和理论分析、科学实验一起,成为人类探索客观
世界规律的3大手段。
用它来设计新材料,可以预先了解改变成分对材料性能的影响。
在材料还没有制造出来之前便知道用这种材料制造出来的零件在不同受力情况下是如何损坏的。
以上仅列出虚拟现实技术的部分应用前景,可以预见,在不久的将来,虚拟现实技术将会影响甚至改变我们的观念与习惯,并将深入到人们的日常工作与生活。
六、总结
虚拟现实技术是本世纪发展的重要技术之一,作为一门科学和艺术将会不断走向成熟,在各行各业中将得到广泛应用,并发挥神奇的作用,21世纪将是虚拟现实技术的时代。
当然,虚拟现实技术还是一门年轻的科学技术,尚存在不少有待解决的问题。
但不管怎样,虚拟现实技术毕竟开辟了富有发展潜力的新领域,它会随着时间的推移日臻完善,发挥的作用也将会越来越大。
7、参考文献
【1】李云华虚拟现实技术综述重型机械科技2004(4)
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【3】谢晶妮张茂军虚拟现实发展趋势展望计算机工程2002(7)【4】郑彦平贺钧虚拟现实技术的应用现状及发展信息技术2005(12)【5】刘耀林孔建益蒋国璋孙亮波虚拟现实技术的发展湖北工业大学学报2005(3)
【6】周红军王选科虚拟现实系统概述航空计算技术2005(1)。