虚拟现实综述_赵沁平
作真时真亦假
作真时真亦假——赵沁平教授谈虚拟现实技术的应用前景问：虚拟现实是近来国内外讨论的热点话题之一。
有人把虚拟现实视为是一种新兴科技，也有人把它视为是一种理念的实现。
您对此怎么看？答：传统的信息处理环境一直是“人适应计算机”，而当今的目标或理念是要逐步使“计算机适应人”，人们要求通过视觉、听觉、触觉、嗅觉，以及形体、手势或口令，参与到信息处理的环境中去，从而取得身临其境的体验。
这种信息处理系统已不再是建立在单维的数字化空间上，而是建立在一个多维的信息空间中。
虚拟现实技术就是支撑这个多维信息空间的关键技术。
虚拟现实（Virtual Reality，简称VR），是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境，具体地说，就是采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生亲临等同真实环境的感受和体验。
VR思想的起源可追溯到1965年Ivan Sutherland在IFIP会议上的《终极的显示》报告，而Virtual Reality一词是80年代初美国VPL公司的创建人之一Jaron Lanier提出来的。
VR系统在若干领域的成功应用，导致了它在90年代的兴起。
虚拟现实是高度发展的计算机技术在各种领域的应用过程中的结晶和反映，不仅包括图形学、图像处理、模式识别、网络技术、并行处理技术、人工智能等高性能计算技术，而且涉及数学、物理、通信，甚至与气象、地理、美学、心理学和社会学等相关。
问：如您所述，VR技术带来了人机交互的新概念，带给用户的是强烈的真实感和临场感的体验，那么，这种沉浸式交互环境的实现依托哪些关键技术呢？答：总的来说，实物虚化、虚物实化和高性能的计算处理技术是VR技术的3个主要方面。
实物虚化是现实世界空间向多维信息化空间的一种映射,主要包括基本模型构建、空间跟踪、声音定位、视觉跟踪和视点感应等关键技术，这些技术使得真实感虚拟世界的生成、虚拟环境对用户操作的检测和操作数据的获取成为可能。
计算机图形学虚拟现实文献综述
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。
浅议虚拟现实与教学的融合
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２８ 第 ｏ 廖 ５ ０ 竽 期（ 第１ 期） ～ ～ ～ ０ ８
中等 职业教育
． ． ． ．
一 ～
教 论 师 坛
好 的学 习情境 。因此 ， 虚拟现实 与教学融合必须从学
思维和逻辑思维 的结 合 、认知和感知并 用的学 习手 察者 ， 还是动作积极参与者 。这种基于 自然方式的交 段 ，对认识 主体 的学习方式 和思 维发展有重要 的影 互 和身 临其境 的学 习环 境能激 发学生 的学 习兴趣 。
响。
一
学生 的各种感觉 （ 视觉 、 听觉 、 动觉 和触觉等 ） 与虚拟
４ 虚拟现实能为不 同地域上 的学 习者提供 协作 ．
虚 拟现实技术与 网络 结合可 以开展形式 突破时 空 的协作教 学活动 。这样知识 ， 从 激发思维 。” 这句 学 习 和交 流 的环 境
实 时或 异时的学 习交 流 ，使处于不 同地理 位置的学
教育部在一系列相 关的文件 中，多次涉及到 了
生的认知心理 出发 ，注 重学生的具体经验 和对情景 虚拟校园 的地位 和作 用 。虚拟校 园是 虚拟现实技术 的理 解 ，使得学习者 的新 旧知识之间 的同化顺 利完 在教育培训 中最早 的具 体应用 ，简单 的虚拟校园环 成， 建构起 自身的认 知结构 ， 促进认知发展 。 ２虚拟现实与建构主义学 习理论 ． 境可供浏 览 ： 通过对 校 园内实体 的坐标储 存 、 定位 、 搜索 、 属性信 息存 取进行数学建模 ， 并通过 三维实景
有 了虚拟现实 技术的支持 ，可 以再现那些实 际 习者在 一个 共 同虚拟 情 景空 间 中进行 交 互 协作 学 存在 ， 因某种原 因难 以实际体 验的场 景 ， ， 但 如 宇宙 习。同时从另一角度来讲 也能促进形成不 同的学习 空 间 、 山爆发等原 因难 以实际体验的情境 ； 以显 网络 和学习群体 ，使 不同的学习者建立学 习的网缘 火 可 示那 些需要在 一定 物质条 件下才 能进行 的教学 ， 如 关 系 ， 有利 于学 习化社 会的构建 和学 习主体协作 、 交 模拟汽车训练 等 ；也可 以创造 出一些 在现实 中还不 流 能力 的培 养 。 存在 的全新环境。在 这些 虚拟 的环境 中， 生能够突 学 破时空 限制 ，再现 实际生活 中无法 观察到 的 自然现 象或事物 的变化过程 ， 获得逼 真的教学感受 ， 学生 自 主学 习的空间变得更广阔。
一种虚拟室内场景调度策略与碰撞处理方法
一种虚拟室内场景调度策略与碰撞处理方法
郝爱民;赵沁平
【期刊名称】《计算机工程与应用》
【年(卷),期】2002(038)007
【摘要】文章实现了一种以门区为控制域的复杂虚拟室内场景实时三维漫游的调度策略,给出了一种基于二雏判别图处理虚拟室内环境中碰撞检测与碰撞响应的新方法.
【总页数】4页(P107-109,122)
【作者】郝爱民;赵沁平
【作者单位】北京航空航天大学计算机科学与工程系,北京,100083;北京航空航天大学计算机科学与工程系,北京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】TP392
【相关文献】
1.一种虚拟室内场景对象调度方法 [J], 耿维忠;杨胜强
2.基于虚拟现实技术的复杂场景调度策略的研究与应用 [J], 吴秀芹;刘铁良;黄刚;吴秀英
3.一种采用Hilbert空间排列码的场景数据调度策略 [J], 孙立伟;袁昱纬;周俊芳
4.基于虚拟现实技术的复杂场景调度策略的应用分析 [J], 柯财富
5.虚拟现实技术实现虚拟校园室内场景细节设计 [J], 张蒙;高国琴
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浅谈我对于虚拟现实的理解
浅谈我对于虚拟现实的理解我觉得我一直以来对虚拟现实的理解都很浅薄,通过那一天老师的引导之后,我又去在互联网上查阅了各种资料详细了解了一下什么是虚拟现实，让我终于对宏大的虚拟现实的世界有了一定的了解。
下面我就简单的谈一谈我现在的了解。
我之前感兴趣买过一个暴风墨镜，想了解一下vr，体验一下虚拟现实是一种怎样的感觉。
刚刚开始用的时候感觉特别新奇特别好玩，这个小小的设备给我带来了前所未有的体验，首先画面的代入感就很强，屏幕中的各个东西有了层次感，其次它还会随着我头部的转动而改变视角，仿佛就像真的一样.但是玩了一阵新奇感过去之后，我就没玩过了，第一是因为还是虚拟感不是特别强烈,而且会有眩晕感。
这就是我对于虚拟现实的全部接触了。
互联网上对虚拟现实给出的定义是这样的:虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。
虚拟现实技术（VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。
模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像.感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。
除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。
自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。
传感设备是指三维交互设备。
通俗点说就是用计算机模拟现实，尽量达到到达以假乱真的效果。
虚拟现实的技术特点:VR艺术是伴随着“虚拟现实时代”的来临应运而生的一种新兴而独立的艺术门类，在《虚拟现实艺术：形而上的终极再创造》一文中，关于VR艺术有如下的定义：“以虚拟现实（VR）、增强现实（AR）等人工智能技术作为媒介手段加以运用的艺术形式,我们称之为虚拟现实艺术，简称VR艺术。
虚拟现实技术的英文文献综述
Virtual Reality and its prospectNo matter you are a video game player, a movie lover or an industrial designer, you must have learned a lot about the VR (virtual reality). Many media reports 2016 as the first year of VR. At present, the Steam VR platform has been able to experience the virtual reality game through Vive HTC. Google has invested $0.54 billion in the virtual reality company Magic Leap. It is said that Apple and Facebook also formed a large team composed of virtual reality and augmented reality experts to compete with the other companies in this new, high tech field[2]. Even famous director Spielberg declared that he would produce a film about family cooperating with VRC company.VR (virtual reality) technology can be widely used in urban planning, interior design, industrial simulation, monuments restoration, road and bridge design, real estate sales, tourism, education, water conservancy and electric power, geological disasters, education and training and many other fields, to provide feasible solutions[2]. And the video game is the most eagerly awaited application now. Not long ago, a video game company, Valve, released a promotional video of its VR: Steam VR. In this footage, players are invited to wear VR equipment and experience all kinds of games, and other people can see their experience in "another world" in a variety of events on the screen. Everyone no matter player or viewer say it’s really awesome.So what is VR? How does it work? Virtual reality, multi-media and network technology are known as the three computer technology with best major prospects. This technology is the use of computer simulation to generate a three-dimensional virtual world, to provide users with visual, auditory, tactile and other simulation, so that users can be in an immersive unlimited observation of things within three dimensional space[3]. When the user moves the position, the computer carries on the complex computation, maintaining the spot feeling. In a word, VR technology can bring the user's perception into the virtual world it creates, and let users believe that it is true.In general, a normal VR equipment consists of one helmet which have a micro processer and a special optic system to produce parallax and make the stereoscopic there dimensional pictures, two handles for operating and getting sensation like touching and two speakers to produce the three dimensional sounds. And it also needs to connect to a computer which deals with the information, runs program and help the CPU and special optic system produce scene.It’s really obvious that the most important thing for VR equipment is to make the virtuality like reality. The following are several key technologies to achieve that[4].First is the real time computer picture simulation. In a virtual simulation system, image refresh is very important.While the image quality requirements are very high, coupled with a very complex virtual environment, the problem becomes quite difficult. Second the images are generated respectively differently in the user’s two eyes, displayed on different monitors.Parallax will bring a sense of three-dimensional then. Third, tracking. When we play computers the mouse and keyboard record our track, but the helmet and handles are in charge of it. Last is two important steps of the user feedback. One is interaction. In the scene of VR, not only the player and player, player and environment but environment and environment all have interaction. It makes the world more real. Another is muti-sensation. Not only the sound and the sight is three- dimensional ,but you can get touching even smelling by the handles. They both make the scene more real.However Virtual reality experience refers to still exist many defects now. Some analysts pointed out that the VR technology is not yet mature, experience still exists many blemishes, and equipment costs are too high. It will take time that VR technology comes into public view from “niche toys”. The main problems are significant discomfort, a sense of vertigo when wearing, obvious hardware content and so on. For instance, the requirements of the VR equipment image is relatively high. The movie is a second and 24 frames, but 100 frames a second of VR device in order to achieve high quality[5]. That will greatly increase the computational burden of the hardware, which is difficult to achieve a comprehensive in the industry. Besides the helmet and the handles are a little heavy and the price is still high for ordinary people now.But there is one word, one flaw cannot obscure the splendor of the jade. Most specialists and forecasters think the prospect of virtual reality is optimistic beyond a doubt. For example, the GIC (Government of Singapore Investment Corp) forecasts that in 2018, global VR equipment shipments will grow 173% and increase to 0.388 billion from 0.027 in 2015. Another forecaster Enfodesk even predicts that the virtual reality revenues in China will reach to 2160.0 million of Chinese yuan although the increment speed in 2017 is slower than before.Although VR technology is not mature now and still has much room for improvement, we should keep confidence in it. There is a good news that the HTC Vive began to sale a few days ago and more than one hundred thousand people have reserved it even it costs $9999. According to the Google Trends, VR will enter the era of large outbreak in the near future. So I believe in the not far future, the virtual reality will play the role of the smartphone now and change our life, our social and our planet greatly.[1]安卓资讯网.VR产业布局剧透[DB]. ,2016-5-26[2]赵沁平.虚拟现实综述[J].中国科学(F辑:信息科学),2009,(01):2-46.[3]周忠,周颐,肖江剑. 虚拟现实增强技术综述[J]. 中国科学:信息科学,2015,(02):157-180.[4]陈浩磊,邹湘军,陈燕,陈燕,刘天湖. 虚拟现实技术的最新发展与展望[J]. 中国科技论文在线,2011,(01):1-5+14.[5]搜狐证券.虚拟现实消费端难放异彩[DB]. .shtml写作感悟：在为了写这篇作文查找资料时，我发现文献很多很杂，并大多都更加注重某一方面的具体应用，而综合介绍和解释的不多；并且用我需要的关键词查找文献也很费劲。
虚拟现实:一种全新的社会发展信息技术支撑平台——专访中国工程院院士赵沁平
虚拟现实：一种全新的社会发展信息技术支撑平台——专访中国工程院院士赵沁平佚名【期刊名称】《卫星与网络》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】4页(P14-17)【正文语种】中文虚拟现实（VR）技术已经有几十年的发展史。
早期，由于计算机能力的不足，VR 技术的发展相当困难。
近年来，随着计算机运算能力的大幅度提升，VR技术得以高速发展，不但在国防、航空航天、工业制造等领域得到越来越广泛的应用，也在个人娱乐等方面进入了消费领域。
可以想见，未来相当长的一段时间里，VR都将是信息产业和信息技术发展的重要领域之一，它的逐步成熟和推广应用，将对经济社会发展和人民生活产生深远的影响。
令人欣喜的是，中国的VR技术与国外相比，基本上处在齐头并进的态势。
这要归功于专注VR领域的诸多辛勤耕耘的行业中坚。
现任虚拟现实技术与系统国家重点实验室主任的赵沁平院士就是其中一位学术领袖。
新年伊始，本刊记者有幸面见赵沁平院士，就VR技术的发展做了一番讨教。
长久以来，人类就一直在追求模拟仿制真实世界的事物为人所用。
“草船借箭”中的稻草人，“纸船明烛照天烧”中的纸船，军队训练拼刺刀用的木枪就是对人、船和枪的简单实物仿真。
VR是一个很时髦的新概念，但是赵院士指出，人类一直在追求模拟仿制真实世界的事物为人所用。
“草船借箭”中的稻草人，“纸船明烛照天烧”中的纸船，军队训练拼刺刀用的木枪就是对人、船和枪的简单实物仿真。
现代科学技术的发展把人类的这一追求不断推向新的阶段和高度。
我们今天所谈的虚拟现实用英文称为“Virtual Reality”（VR）是用计算机而非实物来模拟现实世界。
VR是随着计算机技术，特别是计算机图形学和人机交互技术的发展，人们在模拟现实世界方向上达到的最新境界。
有了计算机，人类在模拟现实世界方面就有了全新的强大工具。
在用实物模仿真实世界的阶段，人们只能模拟其中很少的一些特征，比如用稻草人来模拟人类的形体。
有了计算机技术，就能生成与一定范围真实世界在视、听、触感等方面高度近似的数字化环境，用户借助必要的装备与数字化环境中的对象进行交互作用，相互影响，从而产生亲临相应真实环境的感受和体验。
基于Unity 3D的虚拟医院漫游系统设计
基于Unity 3D的虚拟医院漫游系统设计作者：李林燕来源：《中国新通信》2017年第07期【摘要】人们去医院看病一直被各种难题困扰，“预约挂号难、对医生不了解、找不到诊室”等问题日益凸显，医院内平面地图也无法满足用户的需要。
随着虚拟现实技术的发展，利用电脑虚拟出一个比较真实的三维空间，对虚拟世界进行浏览、体验和观察。
基于Unity 3D 技术的虚拟医院漫游系统虚拟出医院的三维空间，可以更直观、具体地展现医院的信息。
【关键词】虚拟现实三维空间 Unity 3D技术虚拟医院漫游系统一、引言虚拟现实是近几年来出现的高新技术，利用电脑虚拟出一个比较真实的三维空间，使用者能利用自身的感官系统，通过对交互式设备，对虚拟世界进行浏览、体验和观察，并能够实时、无制约地观察三维空间中的信息，产生一种身临其境的感觉。
如今随着新医改启动以来，中国医疗卫生行业信息化的需求和发展潜力巨大，医院规模发展的同时，“预约挂号难、对医生不了解、找不到诊室”等问题日益凸显，因此采用虚拟现实技术设计出集导航、信息查询为一体的虚拟系统有利于解决用户看病的难题。
二、功能模块设计2.1导航相比于平面地图来说，虚拟医院漫游系统采用3D地图，用户可以对虚拟3D医院进行浏览，方向感更强，从而更方面、直观地浏览医院的全景、各个建筑具体位置以及各个诊室的分布，快速找到看病科室的具体位置。
同时还能为用户选择最优路径，减少时间浪费等不必要的麻烦。
2.2预约挂号挂号难、排队慢等一直是看病的一大难题。
虚拟医院漫游系统为用户提供挂号的功能。
用户只需在该系统中根据提示，找到对应的科室，即可选择医生进行挂号。
同时，系统还会根据排队人数告知用户到达医院的合适时间。
2.3医生信息查询虚拟医院漫游系统提供医生信息查询的功能。
用户根据提示在系统中找到对应的科室，即可查看该科室医生的所有信息，如医生职称、学历、擅长、坐诊时间以及评价等，帮助用户选择合适的医生。
2.4价格查询用户在去医院看病之前，可在系统中查看各个诊室所涉及的检查治疗的价格，为用户提供参考。