虚拟现实技术论文

2022-05-13

想必大家在写论文的时候都会遇到烦恼,小编特意整理了一些《虚拟现实技术论文(精选3篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。摘要:随着电子信息技术的不断发展和进步,虚拟现实(VirtualReality,简称VR)技术逐渐成为行业研究的对象和关注的焦点,越来越多应用在科技开发、军事航天、医疗卫生、商业娱乐、教育培训等领域。通过计算机制造的模拟环境,实现虚拟的体验,从而表达信息,让使用户身临其境。

第一篇:虚拟现实技术论文

虚拟现实技术及其应用

摘要:虚拟现实技术是20世纪末发展起来的一门综合性的信息技术,该文对虚拟现实技术的概念、分类、特征和应用做了阐述,并对虚拟现实技术的发展应用进行展望。

关键词:虚拟现实技术;分类;特征;应用

Virtual Reality Technology and Its Application

PANG Song-he

(Guangxi Polytechnic of Construction, Nanning 530003, China)

Key words:VR; classification; characteristy; application

随着计算机技术的飞速发展,计算机应用已经普及社会的各个行业,并对我们的工作方式和生活方式带来前所未有的变化。以计算机技术为核心的虚拟现实技术,综合了计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒体技术以及传感技术等多项高新技术。虚拟现实技术研究始于20世纪60年代,直到90年代初,才开始作为一门较完整的体系而受到人们极大的关注。特别是近年来,随着普通台式机性能大幅度提高,使得该技术脱下高贵的外衣,广泛应用于与日常生活密切相关的各个领域。

1 虚拟现实技术的概念

虚拟现实技术(Virual Reality)也称VR技术,是指利用三维图形生成技术、多传感交互技术、多媒体技术、人工智能技术以及人机接口技术等高新技术,生成三维逼真的虚拟环境。虚拟现实技术主要通过构建一个文字(Text)、图形(Graph)、图像(Image)、动画(Animation)、声音(Audio)、视频(Video)等不同信息为一体的人机交互系统,营造出一个内容丰富、色彩缤纷、图文并茂、动静相融的虚拟情景,促使人们脑、眼、手、口等多种器官接受刺激,使人们产生一种身临其境的近乎完全真实的感觉[1]。

虚拟现实技术主要通过构建一个文字(Text)、图形(Graph)、图像(Image)、动画(Animation)、声音(Audio)、视频(Video)等不同信息为一体的人机交互系统,营造出一个内容丰富、色彩缤纷、图文并茂、动静相融的虚拟情景,促使人们脑、眼、手、口等多种器官接受刺激,使人们产生一种身临其境的近乎完全真实的感觉[1]。

2 虚拟现实技术的分类

2.1 根据支持设备来分类[2]

沉浸式:除计算机的标准设备外,还要增加一些特殊的外部设备,如三维立体显示器、数字手套、操纵杆等,体验者可以感知视觉、触觉、嗅觉、味觉等多种信息。沉浸式虚拟现实技术可以营造一种较理想的虚拟现实环境,使体验者有如亲临其境的感觉,但是外加的设备昂贵,不利于推广使用。

非沉浸式:只使用计算机的标准设备,只能感受视觉与听觉,尽量使用软件去模拟接近较理想的虚拟现实环境。效果虽然不如沉浸式理想,但是经济、方便,便于推广使用。

2.2 根据漫游的方式来分类

自动漫游:由制作者在制作时设定漫游的路径,计算机根据这一事先设定的路径从相应的角度和方位去展示虚拟场景。自动漫游作品一般以视频文件提供,通过视频播放器播放,体验者除了操作播放器按键外,不能与虚拟场景有任何交互。

交互式漫游:与自动漫游最大的不同,就是漫游的路径由体验者通过鼠标、键盘或其他特殊设备进行操控,可以由体验者任意从不同的角度和方位去观看虚拟场景。交互式漫游作品一般以可执行文件提供,可以直接运行。

3 虚拟现实技术的特征

3.1 多感知性(Multi-Sensory)

所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外,还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知,甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。但由于相关技术,特别是传感技术的限制,目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。

3.2 沉浸性(Immersion)

沉浸性也称临场感,指体验者感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该使体验者难以分辨真假,全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中,如同在现实世界中的感觉一样。

3.3交互性(Interactivity)

交互性指体验者对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度(包括实时性)。用户可以通过三维交互设备直接操纵计算机所给出的虚拟世界中的对象, 虚拟世界中的对象也能够实时地做出相应的反应。

3.4构想性(Imagination)

构想性指体验者从虚拟现实环境中得到感性和理性的认识,深化对概念的理解,主动获取新的信息,并产生新的想法,进而解决实际应用问题。

4 虚拟现实技术的应用

虚拟现实技术的应用极为广泛,目前在娱乐、教育的应用占据主流,其次是军事、机械设计与制造,在建筑业的应用显示出广阔的前景。

4.1 娱乐游戏

通过虚拟现实技术创建的虚拟场景,使娱乐参与者有亲临其境的感觉,将自己作为娱乐主角的体验更加强烈,增强了娱乐的趣味性和难度。由于在娱乐方面对虚拟场景的真实感要求不是太高,因此,虚拟现实技术在娱乐方面的应用最为迅猛,虚拟现实技术也成为最理想的视频游戏工具。现在的绝大多数游戏都采用虚拟现实技术来设计。

4.2 教育培训

虚拟现实技术在教育行业的应用非常广泛,并且针对不同课程的特点,侧重点有所不同。

演示设备的工作过程。包括机械设备、电子设备在内的许多设备,其工作过程是看不见的,传统的教学挂图又难以立体、连续地展示其工作过程,比如发动机的工作过程、网络交换机的工作过程等等,通过虚拟的场景较真实再现设备的工作过程(如有必要还可以进行分解),让学生更直观、形象地了解设备的结构和工作过程,进而理解设备的工作原理,可以达到实际实验难以实现的效果。

展示工程难以或不可展示的损坏现象。在各类工程施工中,都有因设计或施工不当引起施工事故的现象,而这些现象在实际教学中由于成本太高是不可能在实验室再现的,传统的方式只看录像资料,但是这种方式又不能将事故现象、过程与事故原因联动。应用虚拟现实技术,就可以将不同事故原因和不同的事故现象、过程直观的展示出来。

虚拟现实技术在教育行业的应用还有很多,如在医学教学上通过创建虚拟人体让学生更直观的了解人体的构造和功能;在机动车驾驶员培训中,可以利用虚拟驾驶室,让学习者进行驾驶机动车的启动、换档、加减油门、方向盘控制和刹车、停车等各种操作;等等。虚拟现实技术能形象、生动、逼真地表现教学内容,提高学生把握知识和技能的效率和积极性,达到优化教学过程、提高教学质量的目的。另一方面,将虚拟技术应用于教育,还可以节省成本、规避风险,打破空间、时间的限制[5]。

4.3 军事

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。

4.4 机械设计与制造[4]

虚拟技术较早就应用机械设计与制造领域。

在机械设计方面,通过虚拟技术,建立整机或零部件模型,采用运动、动力等方法进行分析,以三维模型及动画的形式实现内整机或零部件设计开发的过程。这种设计模式,可使用户直接参与产品设计,身临其境地测试产品性能和真实感受产品的使用性能,实现全局优化和一次性开发成功的目的,能有效提高设计效率,缩短周期,降低成本。

在机械制造方面,应用虚拟现实技术实现内燃机整机或零部件制造全过程的优化,以达到整机或零部件的开发周期和成本最小化、设计质量最优化,生产效率的最大化的目的。

4.5 建筑

虚拟现实技术在建筑的处理,与上述的几个方面有所不同,一是建筑物(包括园林景观)的“面”很多,二是建筑(包括园林景观)各个“面”的材质非常复杂。因此,相比之下,在各个层面的应用,处理建筑的计算机性能要求更高,这也是虚拟技术较晚用于建筑行业的主要原因之一。近几年来,随着计算机硬件性能的提高,虚拟现实技术在建筑行业的应用得到推广。虚拟现实技术创建的建筑动画可以以一种新颖、独立的表现方面广泛应用在建筑的规划设计、建筑设计、装饰设计和房地产营销等阶段。

在规划设计中,通过建筑动画将规划区域展示在规划设计者、政府决策者、投资开发者和普通市民面前,让他们从不同的角度和方位去审视、欣赏,从更高的层面去完善规划设计。

在建筑设计,通过建筑动画,既可以观察建筑物的外观是否达到业主的要求,还可以看到拟建建筑和周围环境是否和谐相容,拟建建筑是和同周围的原有的建筑协调,以免造成建筑物建成后,破坏了所在区域的原有风格和合理布局。

在装饰设计中,设计师通过建筑动画,将设计方案呈现给客户,让客户能从整体、从细节去观看,能更充分地和设计师交流,表达他们的意图,并可以多方案切换,更好地满足客户的要求。

在房地产营销中,通过建筑动画建造拟建的楼盘,将未来的美妙蓝图提前变成眼前的现实。让客户通过鼠标操作,从不同的路径进入拟建楼盘的任意位置,对小区不同位置和不同房间的视野有亲临其境的体验,加深对楼盘的了解。

5 虚拟现实技术的发展应用展望

虚拟现实技术是20世纪末才兴起来的一门崭新综合性的信息技术,尚处于初创时期,远未达到成熟阶段。虽然在很多领域已经有着典型的应用实例,但如果要扩大应用面,普及到日常的计算机应用层面,还存在不少有待解决的问题。

首先,要解决软件的问题。一是通过研究高效的建模、渲染和动画(或互动)设置方法,开发出针对性系统平台软件,简化目前开发应用系统所涉及到的建模、渲染和动画(或互动)设置等环节的繁琐步骤,降低开发费用;二是建立足够多的模型库,以避免建模环节的人海战术,进一步降低成本,缩短开发周期,同时还使得虚拟环境与客观世界更一致,对其中种类繁多、构形复杂的信息做出准确、完备的描述。

其次,有待计算机硬件性能的提升。只有硬件性能的提高,才使得计算机系统有更强的三维图形处理能力,从而解决三维动画的实时图形显示问题(尤其是互动操作时要求更高),以及虚拟环境再现的准确性问题。

可以预料,在不远的将来,虚拟现实技术的研究日臻完善,会有着广泛的发展前景,发挥的作用也将会越来越大。

参考文献:

[1] 苏学勇,汤彦君.虚拟技术在现代医学教育中的应用[J].中国医药导报,2008(33):89.

[2] 巫影,何琳.虚拟现实技术综述[J].计算机与数字工程,2002(3):43-46.

[3] pjtime资讯组.虚拟现实的概念、特征、技术及应用[EB/OL].http://www.pjtime.com/2008/2/73811998.shtml.2008,2.

[4] 涂玉芬,王德洪.浅谈虚拟技术在内燃机行业中的应用[J].装备制造技术,2009(4).

[5] 虚拟现实在教育培训领域的具体应用[EB/OL].http://www.online-edu.org/html/44/n-4044.html.2006,7.

[6] 刘向铜,熊助国,曹秋香.虚拟现实技术的若干问题及发展展望[J].水利科技与经济,2006,12(5):324-327.

作者:庞松鹤

第二篇:虚拟现实技术发展研究

摘 要:随着电子信息技术的不断发展和进步,虚拟现实 (Virtual Reality,简称VR) 技术逐渐成为行业研究的对象和关注的焦点,越来越多应用在科技开发、军事航天、医疗卫生、商业娱乐、教育培训等领域。通过计算机制造的模拟环境,实现虚拟的体验,从而表达信息,让使用户身临其境。虚拟现实技术的特点是同虚拟环境的对话性、虚拟环境的自律性、虚拟环境的表现和临场感。

关键词:虚拟现实 三维虚拟 交互

一、国内外研究情况

虚拟现实技术最早起源于20世纪中期的美国,并在20世纪80年代逐渐形成,目前虚拟现实技术仍处于不断探索和快速发展阶段。

1.美国。作为虚拟现实技术的发源地,美国虚拟现实技术的发展水平基本代表了世界先进水平,其基础研究主要聚焦在用户界面、后台软件、后台硬件以及感知等四个方面。早在20世纪40年代初,在美国出现了作为虚拟现实前身的飞行仿真器。20世纪60、70年代,林肯实验室便研制出了第一个头盔式显示器,并进一步加大研究力度,加入模拟力和触觉的反馈装置,研制出第一个功能比较齐全的头盔式显示器系统。20世纪80 年代以后,美国VPL探索公司陆续研发出较有用的头盔式三维显示器、能供應六个任意度的数据手套、立体声耳麦及相应的计算机配套系统。以开展虚拟现实研究最早的大学为例,北卡罗来纳大学的计算机系在分子建模、航空驾驶、外科手术仿真、建筑仿真等领域都取得了相应的研究成果。麻省理工学院成立了媒体实验室并进行虚拟现实环境的相关研究,其在人工智能、机器人和计算机图形学及动画等技术方面的研究均成为虚拟现实技术的基础。

2.日本。日本比较重视大规模虚拟现实技术知识库的创建研究,且在虚拟现实娱乐方面的研究居于领先位置。东京大学原岛研究室在人类面部表情特征提取、动态图像提取以及三维结构判定和三维形状表示等方面开展了大量研究工作。东京大学广濑研究室重点研究虚拟现实的可视化问题,主要研究成果有人体测量和模型随动系统、飞行仿真器、虚拟全息系统等。筑波大学致力于力反馈显示方法的研究,开发出具有九自由度的触觉输入器、虚拟行走 的原型系统等。富士通实验室有限公司对虚拟生物和虚拟现实环境的相互作用方面具有一定研究成果,通过对虚拟现实中的手势识别的研究,开发出了一套神经网络姿势识别系统,不仅可以识别姿势,还可识别表示词的信号语言。京都先进电子通信研究所研发了能用Cyber数据手套操作或语音命令的三边会议虚拟现实系统、能够用图像处理来识别手姿和人面部表情的系统以及语音翻译系统等。

3.欧洲。欧洲各国纷纷加快在虚拟现实技术领域的研究和开发。英国发展较快,尤其在分布并行处理、辅助设备设计和应用研究(包括触觉反馈)方面居于领先地位。目前,英国已形成工业集团、英国航空公司布拉夫分部、Dimension International、Division Ltd、高级机器人研究有限公司等从事虚拟现实技术研究的中心,在工业设计与可视化、新型轻量显示头盔、图形引擎、灯光模拟等方面取得了显著成果。德国计算机图形研究所研发出了能评判虚拟现实技术对未来系统以及界面影响力的测试平台,还可向用户或生产者提供超前的可视化模拟技术以及虚拟现实技术的途径。西班牙早在20世纪90年代初,便开发了多用户虚拟奥运会项目,以奥运体育竞技作为研究重点,开发出了双人滑雪模拟器和以数字化的虚拟方式制作了巴塞罗那奥林匹克运动会的足球赛四人电影剧本。瑞典研究出基于Unix的异质分布式系统——DIVE 全分布式虚拟交互环境,较易推广到新的硬件和图形库,且不同节点上的多个进程可在同一世界中工作。荷兰玻璃研究所的物理电子实验室开发出模拟训练系统,以改进人机界面进而改善现有模拟系统,使使用者完全介入模拟环境。

4.中国。我国虚拟现实技术的研究始于20世纪80年代末,起步较晚,目前尚处于初级阶段,但仍取得了一定的研究成果。北京航空航天大学计算机系在国内开展虚拟研究较早,着重研究了虚拟环境中物体物理特性的处理,开发出了基于虚拟现实环境中的视觉接口方面的硬件,实现了分布式虚拟现实的网络设计,并且能够提供实时三维动态的数据统计库、虚拟现实的演示操作环境、用于飞行员训练的虚拟现实系统以及应用系统开发平台等。西北工业大学航海工程学院利用OpenG和Visual C++,在高档计算机上模拟出了虚拟海洋环境,能够比较逼真的模拟出简单的鱼群、海洋植物和海流声音等海洋环境。

二、国内外应用现状

当前,虚拟现实技术多应用在教育培训、娱乐游戏、工业开发、规划设计等各个领域,极大的推动了经济的发展和社会的进步。

1.教育培训。虚拟现实技术还可以为学生营造逼真的、生动的虚拟现实的学习氛围,比如太空旅行、化合物的分子结构显示、物体的移动与速度等,并能够建立虚拟实训基地,完成包括军事演戏、医学手术、教育、娱乐、汽车驾驶、等各种职业技能的培训。如杭州市通过建立网上虚拟校园,实现教育资源和学习者资源的有效整合,从而实现大规模教育资源共享。在消防、石油、电力、轨道交通等重大安全行业,虚拟现实技术使上岗培训以及应急演练变得更加高效,通过利用动作捕捉高端交互设备和三维立体显示技术,为危险行业的工作人员提供了一个比较安全真实的虚拟环境。此外,美国早已将虚拟现实技术应用于军事航天领域,包括虚拟战场演习、单兵模拟训练、实施兵种联合军事演习、零重力环境模拟、水下训练等。

2.娱乐游戏。虚拟现实技术在视频游戏工具领域的应用发展较为迅猛。美国芝加哥开发了一个关于3025年的未来战争的虚拟现实娱乐系统,是世界上第一台大型的系统,并可供许多人同时使用;美国微软公司研发并上市了一款Holograms虚拟现实技术,可利用“HoloLens微软头盔”以实际环境作为载体实时处理、获取虚拟信息;英国开发了配有头戴式可视设备并具有较强真实感的称为“Virtuality”的虚拟现实游戏系统。天津市致力于打造集网络游戏、网络视听、工业设计、动漫、生活资讯等为一体的泛娱乐产业创新基地,利用虚拟现实技术为其发展提供支撑并促进产业发展。

3.工业开发。通过虚拟设计系统的开发,实现对船舶设计、船体创建、舾装、涂装一体化等一系列船舶虚拟设计系统的应用,通过管理一体化,提高船舶质量,减少船舶建造费用。在汽车开发过程中,利用汽车虚拟现实开发系统和工程,实现轿车的造型设计、试制压膜、冲压焊接以及总装等,极大缩短车辆开发设计周期。虚拟维修在安全性要求较高的场所,如现代化的煤矿铁矿、核电站等区域,或者在设备快速抢修前,都可以通过维修预演和仿真的设备拆装、故障维修等实现设备的逼真化维修,达到防患于未然的目的。此外,在可视化监测领域,虚拟现实技术发挥了重要作用。

4.规划设计。利用虚拟现实的技术,将城市地面、城市建筑物、城市街道以及城市设施进行三维立体模型的展示,展现现代城市的建筑以及街区景观,为城建规划、社区服务、物业管理、消防安全、旅游交通等提供可视化的空间地理信息服务。例如我国安徽马鞍山市充分利用三维仿真的技术,制作出覆盖全市辖区一百一十二平方公里的仿真地图,实现了对城市社区的网格化、精細化管理。福建省加快建设集视频、识别、位置等感知系统和感知传输网络为一体的感知平台,通过建设统一视频接入平台、图形图像分析处理平台、全省位置信息公共平台等,实现对城市运行的深度感知。洛阳市利用虚拟现实技术加快构建统一、精准的智慧洛阳“一张图”,涵盖全市建设规划、城市管理、交通管理、社区管理、教育卫生等各方面信息,为企业、公众提供旅游、交通、社区、商业等方面的便捷化地图服务。在高速公路、道路桥梁、轨道交通等规划设计与建设方面,通过三维虚拟现实平台软件等辅助工具,实现桥梁轨道、交通工具及环境的设计、装配及运行等。在室内装修设计、房地产开发等方面,虚拟现实技术成为最新型的房地产营销方式,在美国、加拿大等国及我国广州、上海、北京等地非常热门,通过鸟瞰、三维视角、内部畅游、动画播放等形式对房地产项目逐一表现和传播。同时,在项目设计、申报、宣传等方面对虚拟现实技术也都有着广泛的应用。

5.其他领域。利用虚拟现实技术建立虚拟现实数据库、三维地质模型、地下水水流模型、专业模型和实时预测模型,实现对含水层结构、地下水流、地下水质和环境地质等的虚拟表达,推动水文地质、能源开发等工作的开展和进行。在历史古迹方面,利用虚拟现实和网络技术,通过创建三维模型数据库,对需要保护的历史文物进行科学密封和保存,还可很好的实现文物资源的全面的、活灵活现的展示。电视节目制作方面,虚拟现实技术的重大应用便是虚拟演播室的出现,通过有效利用多种三维动画软件功能,创作出许多高质量的以及真实感较强的虚拟布景,具有较大的成本效益。此外,虚拟现实在“智慧旅游”领域的应用也较为广泛。南京市、苏州市致力于打造“智慧旅游”,通过构建三维景点系统、旅游境地的传感器网络等,实时感知旅游境地的景色、天气、路况、游客人数、旅馆餐饮等信息。成都市搭建了“成都旅游一点通”平台,综合运用三维虚拟技术和实景影像技术,利用手机即可实时观看景区影像,为成都创建全国首个“智慧景区”提供了有力支撑。

参考文献:

[1]吴迪,黄文骞.虚拟现实技术的发展过程及研究现状[J].海洋测绘,2002(6):15~17.

[2]许微.虚拟现实技术的国内外研究现状与发展[J].现代商贸工业,2009(2):279~280.

[3]蒋庚全.国外VR技术发展综述[J].飞航导弹,2002 (1):27~34.

[4]李志文,韩晓玲.虚拟现实技术研究现状与未来发展[J].信息技术与信息化,2005(3):94~96.

[5]姜学智,李忠华.国内外虚拟现实技术的研究现状[J].辽宁工程技术大学学报,2004(2):238~240.

[6]姜红,王利,张兆臣.虚拟现实技术在医学中的应用[J].中国医疗设备,2008(8):49~52.

[7]杭州市智慧城市建设总体规划[OL].中国电子政务网,2014.1.

[8]微软发布新虚拟现实技术Holograms和智能眼镜[OL].DoNews网,2015.3.

[9]天津虚拟现实技术项目落户天津武清商务区[N].天津日报,2015.3.

[10]李新社.全球智慧城市精选案例集[R].工业和信息化部电子科学技术情报研究所.

[11]福建省人民政府关于数字福建智慧城市建设的指导意见[OL].福建省政务网,2014.4.

[12]洛阳智慧城市发展规划(2014—2020年)[N].洛阳日报,2015.1.

[13]虚拟现实[OL].百度百科网,2015.4.

[14]南京市“十二五”智慧城市发展规划[OL].中国智慧城市网,2012.2.

[15]“智慧苏州”规划[OL].中国智慧城市网,2011.12.

作者简介:吴潇(1987—),女,籍贯:北京,助教,研究方向:动漫设计。

作者:吴潇

第三篇:虚拟现实技术与计算机技术应用的发展分析

摘要:虚拟现实技术是一种计算机技术,它可以通过计算机来形成一种虚拟的环境,打造出一个虚拟世界。它借助一些外部工具,如:传感手套和传感头盔等这些专业的设备,让用户在虚拟空间里感知三维的景物。从视觉、听觉触觉上,有身临其境之感。简单来说,虚拟现实技术就是通过计算机的相关操作,来达到可视化的目的。但在操作的真实性上,虚拟现实技术的优势比计算机更高。

关键词:虚拟现实技术;虚拟环境;计算机

虚拟现实技术来源于计算机技术的发展,由于计算机技术在实际应用中的作用不断提高,虚拟现实技术也就随着计算机技术的发展而快速发展。计算机越来越追求智能化和高速化的方向,而现在,传统的视觉模式越来越不能满足人们的需求,仿真技术和人工智能技术的结合促成了虚拟现实技术的进一步发展。借助计算机的高新技术,虚拟现实技术可以更加真实地模拟出一种虚拟环境。因此,只有深入探究了解计算机的发展过程,才能深刻地认识虚拟现实技术,促进虚拟现实技术的发展进步。

1虚拟现实技术的概述

传统的计算机图形的交互手段属于二维画面,人们对二维画面真实性的需求产生了虚拟现实技术。这个技术结合了计算机的仿真技术和人工智能,通过计算机辅助对真实的画面进行的模拟。它融合了多媒体、传感器等多个领域,通过人体的感觉器官来让人们感受一个虚拟世界。虚拟现实技术中的虚拟环境和真实世界具有相似性,也有可能完全虚拟,它通过机器设备让用户进行实际的体验。它满足了人们对于创造新事物的愿望,可以充分发挥人类的想象力和创造力,把想象中的虚拟世界用更真实的体验展现给人们。想要掌握和认识虚拟现实技术,首先就要了解计算机技术的发展历程并且进行深入分析,才能促进计算机技术和虚拟现实技术的有效应用[1]。

2虚拟现实技术的特征

虚拟现实技术结合了多种现代技术,如:计算机技术和人工智能等技术,它对人类真实的行为在虚拟的空间中进行模拟。同时,虚拟现实技术可以对周围环境进行检测,在虚拟空间中加入人类的感官因素,来实现空间的真实化,给人一种身历其境的感受。

2.1构想性

虚拟现实技术中的使用者可以通过分析,对周围环境有进一步的了解,然后形成独特的认识,在内心形成构想。可以说虚拟现实技术能够放大人的心灵,让人们想象中的场景在这个技术中得以体现。它能够激发人们的想象力,让人的思维更加灵活。另外它并不是单纯的虚拟的媒体,在现实中也有实际应用,例如军事和医学中遇到的一些问题,可以通过虚拟现实技术来模拟场景,使这些问题更好地得到解决。

2.2交互性

人和机器之间的交互就是虚拟现实技术中所说的交互性。由于虚拟现实技术是对一个环境进行模拟,它需要处于一个开放的环境当中。在虚拟世界当中,人们要想得到触觉、听觉上的体验,就需要借助一些媒介和机器之间进行交互。这些除了鼠标键盘外,可以借助传感设备,例如:传感手套、头盔显示器等。

2.3沉浸性

虚拟现实技术通过计算机这个媒介来营造出一个虚幻的世界,所以虚拟现实技术离不开计算机技术的支撑。在这个虚幻世界中,切断了使用者和外界的交流信息,给使用者带来视觉上的感受,使用者的视觉受到迷惑的同时,增加听觉功能,让使用者置身于虚拟的画面当中。我们通过观察使用者的动作和行为,来掌握使用者在虚拟环境中的具体踪迹。通过对这个虚拟世界的各方面真实化的营造,让使用者有置身其中的感受。

3计算机技术与虚拟现实技术的关系

计算机作为社会发展的产物,它的功能也是为人们服务,计算机技术给人们的生活工作创造了便利条件。虚拟现实技术的应用在各个领域推广开来,它是计算机技术的一个重要分支,通过对虚拟情境的营造,丰富了人们的感官世界。计算机领域中的系统,主要由中央处理器设计、系统指令等组成,它和我们的工作息息相关,也渗透进许多工作领域中,如:数学的统计计算和电子工程。我们所说的虚拟现实技术和计算机的关系同样密不可分,虚拟现实技术是依托计算機技术而建成的一个虚拟世界,通过虚拟的引领方式让受众群体领略虚拟世界的魅力。它可以模拟真实系统里的各种信息,建立起一个近似于真实环境的三维世界。由于计算机技术也在不断发展前进,虚拟现实技术不断表现出的优势被人们认为是高科技的前沿技术。除此之外,互联网技术和多媒体技术也属于高科技的前沿技术。计算机技术推动了社会经济的发展,各界对虚拟现实技术更加重视,使得它和计算机技术之间的联系更加紧密,逐渐被应用到我们现实世界的生活当中[2]。

4计算机技术在虚拟现实技术中的应用

计算机从生产发展到现在被广泛应用,时间并不长,但是计算机的发展程度十分迅速。传统计算机的性能,达不到人们生产中的标准。人们在原有的计算机上不断寻找突破口,来研究新型的计算机技术,计算机的发展趋势逐渐上升,朝着智能化的方向发展。在原有的计算机系统上,虚拟现实技术也逐渐更新和发展,计算机能够真实地创造三维情境,模拟生活中的真实场景,让人们达到精神上的享受。尤其是高清晰现实技术和传感器在虚拟现实技术的应用,使得虚拟现实技术的效果越来越好。通过对计算机技术的利用,用传统的电脑屏幕、鼠标和键盘建立成的三维画面更加真实,具有能动性。虚拟传感器的工具使得虚拟的环境更加真实。在虚拟现实技术中应用计算机技术可以减少时间和劳动力,来达成想要的效果。通过计算机的应用可以大大降低虚拟现实技术中的成本,同时也提高了虚拟现实产品的安全性。

5虚拟现实技术与计算机技术应用的融合

5.1虚拟现实的输出设备

想要让用户在虚拟现实的体验中得到的感触更加真实,就要需要很高的技术水平对人在现实世界中的感受进行模拟,充分发挥人的感官系统。因此,在虚拟现实技术融入了输出设备,通过触觉、听觉等多个感受器官来对现实的场景进行模拟,提高了模拟现实技术的真实性[3]。

5.2虚拟现实的生成设备

虚拟现实系统的主要生产设备,离不开计算机技术的支持。可以说,计算机技术是虚拟现实世界生成的主要设备。它的生产设备包含四个类别,对虚拟世界的场景采用不同的输入方式让用户做出响应。

5.3虚拟现实的输入设备

虚拟现实的输入设备有两类:三维的定位跟踪设备可以判断三维空间站虚拟现实系统的推送进展,基于自然的交互设备可以让人来操作系统,对虚拟的世界进行自然的交互。

5.4虚拟现实的技术支撑

计算机技术在虚拟现实系统中的作用不容小觑,它是建立虚拟设备的关键。有了计算机技术的支撑,用户在体验虚拟情境时可以有更加真实地感受,在这个期间,用户可以和计算机进行交互。由于计算机的运行速度快,它可以对虚拟现实技术进行完善。在虚拟现实中计算机主要对虚拟现实的视觉显示、声音体现和传感技术等提供技术支持。

6虚拟现实技术在现实中的应用

虚拟现实技术在医学方面发挥着巨大作用,它能带给学习初期的医护人员真实的触感,学生们在对人体器官和各种知识学习的过程中,可以加深学生的课堂体验,激发学生的兴趣。不光在医学方面,在军事领域和航天技术领域,也离不开虚拟现实技术。军队可以利用虚拟现实技术来模拟训练,增加军人的实战体验,大大减少训练成本。同时,在虚拟技术中模拟枪战,可以训练军人的射击能力。在航天的实际训练中,通过对太空环境的模拟,可以训练航天人员的航天效果,减少航天人员的失误率。在生活中我们也经常会看到虚拟现实的踪迹,例如在娱乐方面,许多娱乐场所都设有VR体验馆,有虚拟枪战、虚拟赛车等,增加了人们生活的乐趣,让人们在快节奏的生活中發泄自己的情绪,以此来缓解压力。在电影方面,电影荧幕中加入虚拟环境体验,让人们的感受更加真实,体会到娱乐项目的乐趣。在房地产行业,虚拟现实技术也逐渐应用其中,传统的沙盘和宣传单不能让用户有真实的体验,依托虚拟现实技术,可以让用户仿佛置身其中,不仅节约了成本,还能达到预期的效果[4]。虚拟现实技术增强了用户的实际体验,让用户在视觉和多方面的感官系统上获得了更多信息。它的出现,渗透进了生活娱乐、军事医疗的各个领域,对推动社会的发展起着十分重要的作用。

7结语

虚拟现实技术以计算机技术的发展为前提,来进行虚拟现实世界的构建。但由于我国的虚拟现实技术研究时间晚,发展还不全面,导致它的应用范围比较小。因此,我国要充分重视科学技术的发展,加强深入探究能力,促进我国计算机技术和虚拟现实技术的蓬勃发展。

参考文献

[1]邵磊,王华晟.虚拟现实技术与计算机技术应用的共同发展措施分析[J].数字化用户,2019,25(16):125.

[2]郭嘉伟.计算机通信中虚拟现实技术的应用分析[J].数码世界,2018(4):204.

[3]姚佳兴.虚拟现实技术的应用现状与发展趋势[J].中国新通信,2018,20(5):34-35.

[4]梁晏恺.增强现实(AR)在建筑教育中的应用前景与探讨[J].智能城市,2018,4(21):6-7.

(责编:陈静姝)

作者:李云川

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