虚拟现实技术与应用

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计算机虚拟现实技术的应用与发展

计算机虚拟现实技术的应用与发展

计算机虚拟现实技术的应用与发展一、虚拟现实技术的定义与原理虚拟现实技术(Virtual Reality,简称VR)是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。

它通过计算机技术生成一种模拟环境,并将其模拟环境与用户的视觉、听觉、触觉等感官相结合,使用户沉浸在一个虚拟的世界中。

虚拟现实技术主要依靠视觉、听觉和触觉的反馈来实现与虚拟环境的交互。

二、虚拟现实技术的应用领域1.教育培训:虚拟现实技术在教育培训领域的应用广泛,可以模拟真实场景进行军事训练、飞行驾驶、医学手术等培训。

2.娱乐游戏:虚拟现实技术为游戏行业带来全新的体验,用户可以沉浸在游戏世界中,实现与游戏角色的互动。

3.建筑设计:虚拟现实技术可以用于建筑设计,帮助设计师更好地理解和展示建筑空间和结构。

4.虚拟旅游:虚拟现实技术可以模拟真实的旅游场景,让用户在家中就能体验到世界各地的美景。

5.医疗康复:虚拟现实技术在医疗康复领域的应用,可以帮助患者进行心理治疗、康复训练等。

6.科学研究:虚拟现实技术在自然科学、社会科学和人文科学等领域的研究中,可以模拟实验环境和过程,提高研究效率。

三、虚拟现实技术的发展趋势1.硬件设备的发展:随着技术的进步,虚拟现实设备的显示效果、佩戴舒适度和交互体验将进一步提升。

2.软件内容的丰富:随着虚拟现实技术的普及,越来越多的开发者将参与到虚拟现实内容的创作中,使得虚拟现实应用领域更加广泛。

3.跨学科研究的深入:虚拟现实技术将与其他学科领域(如人工智能、机器人技术等)相结合,推动相关领域的发展。

4.社会影响的扩大:虚拟现实技术将改变人们的生活、工作和学习方式,涉及教育、医疗、娱乐等多个领域。

四、我国在虚拟现实技术领域的发展现状我国虚拟现实技术研究和发展起步较晚,但近年来取得了显著的成果。

在政策扶持、产业布局、技术创新和人才培养等方面取得了积极进展。

国内许多企业和科研机构致力于虚拟现实技术的研发和应用,逐渐形成了具有一定竞争力的产业链。

虚拟现实技术的应用和前景

虚拟现实技术的应用和前景

虚拟现实技术的应用和前景虚拟现实技术(Virtual Reality,简称VR)近年来备受关注,并在各个领域快速发展。

它通过模拟人的感官系统,使用户沉浸在虚拟的环境中,以创造出一种身临其境的体验。

虚拟现实技术在娱乐、教育、医疗、建筑等领域都有广泛的应用,同时也带来了许多前景和挑战。

一、娱乐领域中的虚拟现实技术应用虚拟现实技术在娱乐领域有着广泛的应用。

通过佩戴VR设备,用户可以身临其境地体验游戏、电影和其他娱乐内容。

比如,虚拟现实游戏能够让玩家感受到更加真实的游戏世界,增加游戏的沉浸感和互动性。

此外,虚拟现实技术还可以应用于体育赛事的直播,使观众可以在家中以虚拟的方式观看现场比赛,提升观赛体验。

二、教育领域中的虚拟现实技术应用在教育领域,虚拟现实技术为学生提供了更加生动和互动的学习方式。

通过虚拟实境场景的呈现,学生可以模拟实际操作、观察和实验,提高学习效果。

例如,虚拟现实可以用于人类解剖学的教学,让学生可以在虚拟环境中进行身体结构的探索和学习。

此外,虚拟实境还可以用于历史事件和文化遗产的重现,使学生能够身临其境地感受历史的变迁和文化的魅力。

三、医疗领域中的虚拟现实技术应用虚拟现实技术在医疗领域也有着广泛的应用。

医生和护士可以使用虚拟现实技术进行手术模拟与训练,提高手术操作的准确性和安全性。

此外,虚拟现实还可用于治疗心理疾病,如恐惧症和创伤后应激障碍。

借助虚拟环境刺激,患者可以逐渐减少对于恐惧对象的恐惧感,达到治疗的效果。

四、建筑领域中的虚拟现实技术应用在建筑领域,虚拟现实技术可以用于建筑设计和模拟。

设计师可以通过虚拟现实技术建立三维模型,使客户能够身临其境地感受到建筑的外观和内部布局。

这样可以更加直观地展示设计效果,帮助客户做出决策。

此外,虚拟现实技术还能够在施工前进行安全培训,提醒工人避免潜在的危险和安全风险。

虚拟现实技术的前景非常广阔,但同时也面临一些挑战。

首先,VR设备的成本较高,限制了大众的普及和应用。

虚拟现实技术的应用实例

虚拟现实技术的应用实例

虚拟现实技术的应用实例一、医疗领域虚拟现实技术在医疗领域的应用非常广泛。

例如,通过虚拟现实技术,医生可以模拟手术过程,提前进行操作演练,以减少手术风险和提高手术成功率。

同时,虚拟现实技术还可以用于康复训练,帮助患者恢复运动功能。

比如,一个截肢者可以通过虚拟现实设备模拟走路的过程,以提高他们的平衡和步态。

二、教育领域虚拟现实技术为教育提供了新的可能性。

在虚拟现实环境中,学生可以身临其境地参观历史遗迹、探索自然景观,增强他们对知识的理解和记忆。

此外,虚拟实验室的建立也为学生提供了更安全、更便捷的实验环境,可以进行各种科学实验,提高学生的实践操作能力。

三、建筑设计虚拟现实技术在建筑设计中的应用正在成为一种趋势。

建筑师可以使用虚拟现实技术创建一个逼真的三维模型,以便客户更好地理解设计方案。

通过虚拟现实技术,客户可以在虚拟环境中体验到建筑物的空间感和氛围,以更好地评估设计方案的可行性和满意度。

四、娱乐产业虚拟现实技术在娱乐产业中的应用已经越来越广泛。

虚拟现实游戏是其中的一大亮点。

通过虚拟现实设备,玩家可以沉浸在游戏的虚拟世界中,与游戏角色进行互动。

这种沉浸感给玩家带来了更真实、更刺激的游戏体验。

此外,虚拟现实技术还可以应用于电影、音乐等娱乐领域,为观众带来更加身临其境的娱乐体验。

五、军事训练虚拟现实技术在军事领域的应用具有重要意义。

通过虚拟现实训练系统,士兵可以在虚拟环境中进行各种实战模拟,提高他们的反应能力和战斗技能。

与传统的实地训练相比,虚拟现实训练具有成本低、资源消耗少等优势。

此外,虚拟现实技术还可以用于军事情报分析、战场指挥等方面,提供更全面、准确的决策支持。

六、旅游体验虚拟现实技术为旅游体验带来了全新的可能。

通过虚拟现实设备,游客可以在家中就能够体验到各种旅游景点的风景和文化。

比如,利用虚拟现实技术,游客可以在家中欣赏到埃及金字塔的壮丽景色,感受到巴黎塞纳河畔的浪漫氛围。

这种虚拟旅游体验不仅节约了时间和金钱,还提供了更安全、更便捷的旅游方式。

虚拟现实技术及其应用

虚拟现实技术及其应用

虚拟现实技术及其应用一、什么是虚拟现实技术虚拟现实技术是一种通过计算机技术来模拟三维空间,实现人与计算机生成的虚拟环境的交互体验的技术。

它主要基于视觉、听觉、触觉等感官,可以让人们身临其境地体验各种场景,比如游戏、旅游、博物馆、教育等领域。

二、虚拟现实技术的类别1.头戴式虚拟现实设备头戴式虚拟现实设备是把显示屏幕安装在头盔或眼镜上,使用户的视野被包围在一个虚拟现实环境中。

这类设备通常配备跟踪系统,能够跟踪用户的头部运动,实现对虚拟环境的自由观察。

2.手持式虚拟现实设备手持式虚拟现实设备是一种基于移动设备的虚拟现实技术。

这类设备通常包括手持控制器、智能手机或平板电脑,能够通过AR 或VR技术,在现实环境中叠加虚拟元素,获得更加真实的沉浸感。

3.全息式虚拟现实设备全息式虚拟现实设备是一种使用光学投影技术,将虚拟图像投射到现实环境中的虚拟现实技术。

这类设备通常需要在暗室环境中运作,使用者站在暗室中央,就可以看到在身边展现的虚拟环境。

三、虚拟现实技术的应用1.游戏虚拟现实技术用于游戏通常被称为VR游戏。

这类游戏能够让玩家身临其境地参加游戏,获得更加真实的沉浸感,提高游戏的娱乐性。

2.旅游虚拟现实技术可以用于旅游行业,通过头戴式虚拟现实设备或手持式虚拟现实设备,实现游客的虚拟旅游体验,包括去不同的国家、城市、博物馆等。

这样,游客可以在不必亲身前往的情况下,感受旅游场所的魅力。

3.医疗虚拟现实技术在医疗领域的应用领域非常广泛。

比如,可以使用VR技术进行手术模拟,协助医生熟悉手术流程。

还可以进行虚拟康复,帮助患者恢复运动能力。

此外,VR技术还可以用于训练和教育医护人员等。

4.教育虚拟现实技术可以应用于学校教育领域,比如建立虚拟实验室、虚拟博物馆等。

学生可以在虚拟环境中体验丰富多彩的课程,增强学习的趣味性和实用性。

四、虚拟现实技术的未来发展虚拟现实技术的未来有着无限潜力。

未来,虚拟现实技术将会应用于更多的领域,不仅保持目前的运用领域,还将引领其他领域的进一步发展。

虚拟现实技术的应用与未来发展

虚拟现实技术的应用与未来发展

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。

虚拟现实技术与应用

虚拟现实技术与应用

虚拟现实技术与应用虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)是一种通过计算机生成的模拟环境,让用户可以感受到身临其境的体验。

随着技术的不断进步,虚拟现实已经在各个领域得到了广泛的应用。

一、虚拟现实技术的发展虚拟现实技术最早在军事和航天领域得到应用,后来逐渐扩展到娱乐、教育、医疗等领域。

虚拟现实技术的发展离不开硬件设备的持续改进和软件内容的丰富。

1.硬件设备的改进虚拟现实头盔是虚拟现实技术的重要设备之一,随着技术的发展,头盔越来越轻巧、舒适,同时分辨率和刷新率也得到了大幅提升。

手柄、体感设备等配件的出现,使得用户在虚拟环境中可以更自由地进行交互。

2.软件内容的丰富虚拟现实技术在游戏、电影、教育等领域的应用越来越广泛,各种优秀的虚拟现实内容逐渐涌现。

通过虚拟现实技术,用户可以亲身参与到游戏的世界中,观看电影时就像身临其境一样,学生可以在虚拟场景中进行实践操作,提高学习效果。

二、虚拟现实技术在娱乐领域的应用虚拟现实技术为游戏、电影等娱乐形式带来了革命性的改变,让用户可以身临其境地享受娱乐体验。

1.虚拟现实游戏虚拟现实游戏通过头盔和手柄等设备,让用户完全融入游戏的世界中。

用户可以亲身体验游戏的剧情和动作,与虚拟角色进行互动,获得更加沉浸式的游戏体验。

2.虚拟现实电影虚拟现实技术为电影提供了全新的观影方式。

观众可以通过头盔来观看电影,并且可以自由转动头部,看到各个角度的画面。

这种观影方式使得观众可以更加自由地选择视角,获得更加真实的视觉体验。

三、虚拟现实技术在教育领域的应用虚拟现实技术在教育领域有着广阔的应用前景,可以提供更加直观、生动的学习方式。

1.虚拟实验室通过虚拟现实技术,学生可以在虚拟实验室中进行实验操作,不受时间、地点的限制。

这种方式既可以提高学生的实践能力,又可以降低实验设备和材料的成本。

2.虚拟现实实训一些职业教育机构利用虚拟现实技术提供实训课程,让学生可以在虚拟环境中进行真实的操作,提高实践能力。

虚拟现实技术及应用

虚拟现实技术及应用

虚拟现实技术及应用虚拟现实技术是指通过计算机技术等手段,将人们置身于一个虚构的、与现实世界隔绝的、由计算机生成的环境中,使人能够身临其境地体验和操作这个虚拟环境。

虚拟现实技术起源于20世纪80年代,最初主要应用于军事、航天等领域,随着计算机技术的不断发展和成熟,虚拟现实技术被越来越广泛地应用于教育、娱乐、文化等领域。

一、虚拟现实技术的原理及发展虚拟现实技术的实现需要借助计算机、显示器、传感器等硬件设备,以及虚拟现实软件系统。

虚拟现实软件系统可以通过建模技术,将现实世界中的实体和大量的数据信息数字化处理,生成一个虚拟世界,并通过3D显示技术,让用户身临其境地感受这个虚拟世界。

虚拟现实技术的发展,最初的重点是军事、航天等领域,主要用于在训练、仿真等方面的应用。

随着计算机技术的不断进步和虚拟现实技术的成熟,虚拟现实技术的应用范围不断扩大。

目前,虚拟现实技术已经广泛应用于教育、医疗、娱乐、交通、广告、电子商务等领域。

二、虚拟现实技术在教育领域中的应用虚拟现实技术在教育领域中的应用,有助于改善传统教学方式所存在的一些问题。

虚拟现实技术可以搭建一个逼真的虚拟环境,真实还原生态系统、机械设备、物理实验等场景,帮助学生更好地理解、掌握相关知识。

例如,虚拟现实技术可以模拟生物生态系统,让学生在这个虚拟环境中了解生物之间的相互依存关系,促进学生学科之间的跨学科学习。

虚拟现实技术还可以模拟化学实验、物理实验等各种实验场景,让学生可以在安全、无害的环境下进行实验,同时可以让学生更好地理解实验的原理和操作配合。

虚拟现实技术还可以将历史、文化等知识以更好的方式展现给学生。

例如,通过虚拟现实技术可以更真实地还原长城、故宫等历史文化古迹,并设置虚拟导游,使学生能够亲自体验到前所未有的学习体验。

三、虚拟现实技术在医疗领域中的应用虚拟现实技术在医疗领域中的应用,主要是针对手术、康复等方面。

虚拟现实技术可以生成逼真的虚拟手术场景,让医生可以在虚拟环境中进行真实直观的手术操作,便于医生熟悉手术流程和技巧。

虚拟现实技术及其应用案例

虚拟现实技术及其应用案例

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。

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虚拟现实技术与应用自从计算机诞生以来,传统的信息处理环境一直是以计算机为中心,是“人适应计算机”。

要实现以人为本,让“计算机适应人”,必须解决一系列技术问题,形成和谐的人机环境。

虚拟现实技术就是解决这一类问题的方法之一。

本文着重从实物虚化、虚物实化、高性能计算处理技术等四个方面阐述虚拟现实技术的发展及其应用领域现状。

概念与特征虚拟现实(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“沉浸”于等同真实环境的感受和体验。

VR带来了人机交互的新概念、新内容、新方式和新方法,使得人机交互的内容更加丰富、形象,方式更加自然、和谐。

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,它具有以下主要特征:(1)依托学科的高度综合化;(2)人的临场化;(3)系统或环境的大规模集成化;(4)数据表示的多样化和标准化,数据存储的大容量、数据传输的高速化与数据处理的分布式和并行化。

北京搜维尔国际贸易有限公司地址:北京市海淀区上地七街1号汇众科技大厦819、821室(100085) E-mail:sale@关键技术实物虚化、虚物实化和高性能的计算处理技术是VR技术的三个主要方面。

实物虚化是将现实世界的多维信息映射到计算机的数字空间生成相应的虚拟世界,为高性能的计算处理提供必要的信息数据。

虚物实化通过各种计算和仿真技术使计算机生成的虚拟世界中的事物所产生的各种刺激以尽可能自然的方式反馈给用户。

1.实物虚化实物虚化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。

(1)基本模型构建技术基本模型的构建是应用计算机技术生成虚拟世界的基础,它将真实世界的对象物体在相应的三维虚拟世界中重构,并根据系统需求保存部分物理属性。

模型构建首先要建立对象物体的几何模型,确定其空间位置和几何元素的属性。

例如,通过CAD/CAM或二维图纸构建产品或建筑的三维几何模型;通过GIS数据和卫星、遥感或航拍照片构造大型虚拟战场。

为了增强虚拟环境的真实感,物理特性和行为规则建模要表现出对象物体的质量、动量、材料等物理特性,并在虚拟环境中遵循一定的运动和动力学规律。

当几何模型和物理模型很难准确地刻画出真实世界中存在的某些特别对象或现象时,可根据具体的需要采用一些特别的模型构建方法。

例如,可以对气象北京搜维尔国际贸易有限公司地址:北京市海淀区上地七街1号汇众科技大厦819、821室(100085) E-mail:sale@数据进行建模生成虚拟环境的气象情况(阴天、晴天、雨、雾)。

(2)空间跟踪技术虚拟环境的空间跟踪主要是通过头盔显示器、数据手套(DATAGLOVE),立体眼镜,数据衣等交互设备上的空间传感器,确定用户的头、手、躯体或其他操作物在三维虚拟环境中的位置和方向。

跟踪系统一般由发射器、接收器和电子部件组成。

目前的跟踪系统有电磁、机械、光学、超声等几类。

数据手套是VR系统常用的人机交互设备,它可测量出手的位置和形状从而实现环境中的虚拟手及其对虚拟物体的操纵。

Cyber Glove通过手指上的弯曲、扭曲传感器和手掌上的弯度、弧度传感器,确定手及关节的位置和方向。

(3)声音跟踪技术利用不同声源的声音到达某一特定地点的时间差、相位差、声压差等进行虚拟环境的声音跟踪是实物虚化的重要组成部分。

声波飞行时间测量法和相位相干测量法是两种可以实现声音位置跟踪的基本算法。

在小的操作范围内,声波飞行时间法能表现出较好的精确度和相应性。

随操作范围的扩大,声波飞行时间法的数据传输率降低,易受伪声音的脉冲干扰。

相位相干法本质上不易受到噪声干扰,并允许过滤冗余数据存在且不会引起滞留。

但相位相干法不能直接测量距离而只能测量位置的变化,易受累计误差的干扰。

声音跟踪一般包括若干个发射器、接受器和控制单元。

它可以与头盔显示器相连,也可以与数据衣、数据手套等其他设备相连。

北京搜维尔国际贸易有限公司地址:北京市海淀区上地七街1号汇众科技大厦819、821室(100085) E-mail:sale@(4)视觉跟踪与视点感应技术实物虚化的视觉跟踪技术使用从视频摄像机到X-Y平面阵列,周围光或者跟踪光在图像投影平面不同时刻和不同位置上的投影,计算被跟踪对象的位置和方向。

视觉跟踪的实现必须考虑精度和操作范围间的折衷选择,采用多发射器和多传感器的设计能增强视觉跟踪的准确性,但使系统变得复杂并且昂贵。

视点感应必须与显示技术相结合,采用多种定位方法(眼罩定位、头盔显示、遥视技术和基于眼肌的感应技术)可确定用户在某一时刻的视线。

例如将视点检测和感应技术集成到头盔显示系统中,飞行员仅靠“注视”就可在某些非常时期操纵虚拟开关或进行飞行控制。

2.虚物实化确保用户在虚拟环境中获取视觉、听觉、力觉和触觉等感官认知的关键技术,是虚物实化的主要研究内容。

(1)视觉感知虚拟环境中大部分具有一定形状的物体或现象,可以通过多种途径使用户产生真实感很强的视觉感知。

CRT显示器、大屏幕投影、多方位电子墙、立体眼镜、头盔显示器(HMD)等是VR系统中常见的显示设备。

不同的头盔显示器具有不同的显示技术,根据光学图像被提供的方式,头盔显示设备可分为投影式和直视式。

能增强虚拟环境真实感的立体显示技术,可以使用户的左、右眼看到有视差的两幅平面图像,并在大脑中将它们合成并产生立体视觉感知。

头盔显示器、立北京搜维尔国际贸易有限公司地址:北京市海淀区上地七街1号汇众科技大厦819、821室(100085) E-mail:sale@体眼镜是两种常见的立体显示设备。

目前,基于激光全息计算的立体显示技术、用激光束直接在视网膜上成像的显示技术正在研究之中。

(2)听觉感知听觉是仅次于视觉的感知途径,虚拟环境的声音效果,可以弥补视觉效果的不足,增强环境逼真度。

用户所感受的三维立体声音,有助于用户在操作中对声音定位。

传统声音模型的定位是根据声源到达听者两耳的时间差ITD和声源对左、右两耳的压力差IID来定位的,但它无法解释单耳定位。

现代声音模型侧重于用头部相关传递函数HRTF描述声音从声源到外耳道的传播过程,并可以支持单耳定位。

HRTF主要用滤波的方法来模拟头部效应、耳廓效应和头部遮掩效应。

NASA空军研究中心曾经在人工耳道中放入很小的麦克风,记录许多不同声源对头部的脉冲响应,然后根据HRTF与脉冲结果,产生虚拟环境的位置感。

(3)力觉和触觉感知能否让参与者产生“沉浸”感的关键因素之一是用户能否在操纵虚拟物体的同时,感受到虚拟物体的反作用力,从而产生触觉和力觉感知。

例如,当你用手扳动虚拟驾驶系统的汽车档位杆时,你的手能感觉到档位杆的震动和松紧。

力觉感知主要由计算机通过力反馈手套、力反馈操纵杆对手指产生运动阻尼从而使用户感受到作用力的方向和大小。

由于人的力觉感知非常敏感,一般精度的装置根本无法满足要求,而研制高精度力反馈装置又相当困难和昂贵,这是人们面临的难题之一。

北京搜维尔国际贸易有限公司地址:北京市海淀区上地七街1号汇众科技大厦819、821室(100085) E-mail:sale@如果没有触觉反馈,当用户接触到虚拟世界的某一物体时容易使手穿过物体。

解决这种问题的有效方法是在用户的交互设备中增加触觉反馈。

触觉反馈主要是基于视觉、气压感、振动触感、电子触感和神经肌肉模拟等方法来实现的。

向皮肤反馈可变电脉冲的电子触感反馈和直接刺激皮层的神经肌肉模拟反馈都不太安全,相对而言,气压式和振动触感式是较为安全的触觉反馈方法。

3.高性能计算处理技术虚拟现实是以计算机技术为核心的现代高新科技,高性能的计算处理技术是直接影响系统性能的关键所在。

具有高计算速度,强处理能力,大存储容量和强联网特性等特征的高性能计算处理技术主要包括以下研究内容:(1)服务于实物虚化和虚物实化的数据转换和数据预处理;(2)实时、逼真图形图像生成与显示技术;(3)多种声音的合成与声音空间化技术;(4)多维信息数据的融合、数据转换、数据压缩、数据标准化以及数据库的生成;(5)模式识别。

如命令识别、语音识别,以及手势和人的面部表情信息的检测、合成和识别;(6)高级计算模型的研究。

如专家系统、自组织神经网、遗传算法等;(7)分布式与并行计算,以及高速、大规模的远程网络技术。

4. 分布式虚拟现实分布式虚拟现实的研究目标是建立一个可供多用户同时异地参与的分布式北京搜维尔国际贸易有限公司地址:北京市海淀区上地七街1号汇众科技大厦819、821室(100085) E-mail:sale@虚拟环境,处于不同地理位置的用户如同进入到一个真实世界,不受物理时空的限制,通过姿势、声音或文字等“在一起”进行交流、学习、研讨、训练、娱乐,甚至协同完成同一件比较复杂的产品设计或进行同一艰难任务的演练。

分布式虚拟现实的研究有两大阵营。

一个是国际互联网上的分布式虚拟现实,如基于VRML标准的远程虚拟购物。

另一个是在由军方投资的高速专用网,如采用ATM技术的美国军方国防仿真互联网DSI。

应用领域VR技术的产生和发展,为解决和处理要巨额资金和巨大人力投入,或者不得不承担人员伤亡危险的各种问题提供了新方法,目前VR技术的应用主要集中在以下几个方面:1.产品设计与性能评价波音777飞机的设计是虚拟原型机的应用典型实例,它由300万个零件组成,所有的设计在一个由数百台工作站组成的虚拟环境中进行。

1996年,加州伯克利分校在SGI工作站上实现了本校新楼Soda Hall的实时漫游。

我国北京航空航天大学虚拟现实与可视化新技术研究室,也完成了恒昌花园及其房内装修、虚拟北航等漫游系统的开发,目前正在为国家科技馆建造一个珠穆朗玛峰及其周边环境的漫游系统。

2.教育与娱乐将VR技术应用于教育可以使学生能够游览海底、遨游太空、观摩历史城堡,甚至深入原子内部观察电子的运动轨迹。

分布式虚拟图书馆突破了物理时空的限北京搜维尔国际贸易有限公司地址:北京市海淀区上地七街1号汇众科技大厦819、821室(100085) E-mail:sale@制并有效地利用了共享资源,基于国际互联网的分布式虚拟图书馆具有巨大的前景。

VR技术在娱乐业有着极其广泛的应用。

第一个大规模的VR娱乐系统“BattleT ech”,将每个“座舱”仿真器联网进行组之间的对抗,三维逼真视景、游戏杆、油门、刹车和受到打击时的晃动给用户很强的感官刺激。

3.高难度和危险环境下的训练服务于医疗手术训练的VR系统,用CT或MRI数据在计算机中重构人体或某一器官的几何模型,并赋予一定的物理特征(例如密度、韧度、组织比例等),并通过机械手或数据手套等高精度的交互工具在计算机中模拟手术过程,以达到训练、研究的目的。

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