虚拟现实技术

虚拟现实技术

摘要：针对计算机科学的快速发展，为了对虚拟现实技术有更深的研究，从虚拟技术的历史，体系结构的理解出发，结合虚拟现实技术的特点介绍了其在数据和建筑可视化方面，建模方面、设计和规划方面以及培训和教育等方面上的实际运用。并根据虚拟现实技术的发展情况研究汇总了虚拟现实技术在未来发展中可能会遇到的需要解决的问题。研究证明虚拟现实技术正在向生活的各个方面发展，对以后生活会有巨大影响。

关键词：虚拟现实 体系结构 实际应用 发展问题 中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）05-0000-00

Astract：With？the rapid development of computer technology，the researchers are？in order to？have a deeper？researchon the？technology of virtual reality. Based on the history of the development？of virtual reality technology，the system structure？of？virtual reality technology and the characteristics of？virtual reality technology，the paper ？introduces data and architectural visualization，modeling、designing and planning， training and education ect.

applications. And the paper discusses？the virtual reality？technology？？may？have to？need to solve the development problems？according to the analysis of？the current situation of the development of？virtual reality technology？summary， Research proves that？virtual reality technology？is the？development of all aspects of life，？life will be impact with it？in the future

Keywords： virtual reality technology the system structure applications the development problem

新兴技术虚拟现实技术是计算机技术、人机结合、三维显示、网络应用、多媒体及仿真等方面的技术综合快速发展的产物。[1最新技术虚拟现实技术是让计算机建造一个与现实世界相似的虚拟的环境，然后让使用者有与现实世界一样的感官感受，让他们在虚拟世界中可以有真正身临其境感觉，并可以360度完方位的观察到虚拟环境周围中的事物。这种设身处地的真实感受让虚拟现实技术在医学、娱乐、和教育等方面都有着很多很重要的应用。 1 虚拟现实技术的发展历程

虚拟现实技术的历史里程碑有以下几个实验成果 [2]： 体验剧场：1961年，Morton Heilig创造了一个多感官模拟器。这是一个预先录制的彩色和立体声的电影，其增强了双耳声音，气味，风力和振动的体验。这是第一个创建虚拟

现实系统的方法，它有一个环境的所有特点但是他不是互动的。

终极的显示：1965年， Ivan Sutherlang计算图形学之父发表论文“终极的显示”，

文章提到了虚拟现实技术的终极解决方案：要人为建造一个有交互式图形，力反馈，声音，气味和味道的世界。第二年，他完成了第一个虚拟现实系统的硬件实现。他构建了一个安装了显示器（HMD）并可以适当的头部跟踪的装置。它支持一个立体的视角，可以根据用户的头的位置和方向正确更新。

影像场地：Myron Krueger 在1975年提出了一个不存在环境的概念，此系统中用户的轮廓投射在大屏幕上，图像处理技术可以决定用户的二维空间位置并让参与者可以和其他互动。

虚拟世界环境显示：1984年美国宇航局艾姆斯研究中心利用当时的一个立体的单色显示器技术创造了虚拟世界环境。

数据手套：80年代中期，J.Zimmermn 和Jaron.Lanier共同发明了数据手套。在这年虚拟现实技术被Jaron Lanier第一次正式提出。

虚拟现实技术发展至今，我们更多的把这一技术从理论方面转向了实际应用方面，利用他对环境，事件，物体的模

拟显现广泛的应用与生活的各个方面。 2 虚拟现实技术的体系结构

虚拟现实技术体系结构分为用户界面、传感器模块、输入处理器模块、模拟处理器模块、模拟处理器模块、渲染处理器模块。用户界面由键盘、鼠标，数据手套、显示器等组成，用于在用户和计算机之间互相传递信息[3]；传感器模块是用听觉、视觉、触觉以及力学等的传感器装置来使计算机正确感知用户当时所处环境中的情况及虚拟世界环境给用户的体验感知；输入处理器模块是把从传感器模块接收到的信息进行相应的出来然后传送给模拟处理器模块；模拟处理器模块是决定虚拟世界的状态、控制用户和计算机的交互和对象动作。渲染处理器是将视觉，听觉，触觉等传输到传感器模块、实时图像生成同时也是SGI 图形工作站。虚拟世界数据库是设计的主体部分，隶属虚拟世界的对象信息。用来描述动作的脚本和用户信息、灯光效果的控制、程序的控制及硬件设备的支持[4]。虚拟现实技术体系结构图如图1。 3 虚拟现实技术的特点

3.1虚拟现实技术有新型的人机交互接口

与传统的计算机提供的信息与数据不同，这里的计算机提供的是\环境\。

用户可以用自身的视觉，听觉，触觉来感知环境，属于自然的动作操作环境取代了以往传统意义上的键盘、鼠标、

屏幕和计算机的交互。

用户有逼真的感知和自然的动作，这让人会有身处其中的感觉。

3.2虚拟现实技术的三个特点：

（1）沉浸：用户有身临其境逼真的感觉。 （2）交互：用户感知与操作环境。 （3）想象：富有创造性。 4 虚拟现实技术的应用

毫无疑问，在过去几年里虚拟现实技术已经吸引了很多人的兴趣。这个技术应用于很多领域。它提供了一个直观的的，简单的的，强大的人机交互方式。用户可以用在现实生活环境中一样的行为来观看和操作模拟环境，不需要学习以往复杂的用户工作界面。因此，许多应用程序如飞行模拟器，建筑漫游、数据可视化系统被很快的开发。 4.1数据和建筑可视化

长期以来人们一直在收集大量不同的数据。管理兆甚至千兆字节的信息更是不容易的任务。为了更好的体现虚拟现实技术的价值，特殊的可视化技术被开发。他们的目标是使数据直观方便我们访问。台式电脑配备了可视化软件包和简单的接口设备，这是远离数据体现和操作的最佳解决方案。虚拟现实技术提供了一个更直观相互作用方式。 首次尝试应用虚拟现实技术作为一种可视化工具是用

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