1、淺述虛擬現(xiàn)實技術的現(xiàn)狀及開展前景虛擬現(xiàn)實技術是一門新興的邊緣技術，它的研究內容涉及多個專業(yè)，應用空間也十分廣泛，作為3D技術的一項重要應用，其在指控顯示方面也有著重要的開展應用前景，下面就從以下幾個方面對虛擬現(xiàn)實技術的開展狀況進行簡單的概述。 首先，從虛擬現(xiàn)實技術的定義入手，了解其根本內容。虛擬現(xiàn)實，又譯為臨境，靈境等，從應用上看它是一種綜合計算機圖形技術、多媒體技術、人機交互技術、網(wǎng)絡技術、立體顯示技術及仿真技術等多種科學技術綜合開展起來的計算機領域的最新技術，也是力學、數(shù)學、光學、機構運動學等各種學科的綜合應用。這種計算機領域最新技術的特點在于以模仿的方式為用戶創(chuàng)造一種虛擬的環(huán)境，通過視、

2、聽、觸等感知行為使得用戶產生一種沉浸于虛擬環(huán)境的感覺，并與虛擬環(huán)境相互作用從而引起虛擬環(huán)境的實時變化。虛擬現(xiàn)實的主要特征是：多感知性、浸沒感、交互性、設想性。這些使操作者能夠真正進入一個由計算機生成的交互式三維虛擬環(huán)境中，與之產生互動，進行交流。通過參與者與仿真環(huán)境的相互作用，并借助人本身對所接觸事物的感知和認知能力，幫助啟發(fā)參與者的思維，以全方位的獲取環(huán)境所蘊含的各種空間信息和邏輯信息。身臨其境的沉浸感和人機互動的趣味性是虛擬現(xiàn)實的實質特征，對時空環(huán)境的現(xiàn)實設想是虛擬現(xiàn)實的最終目的。個人收集整理 勿做商業(yè)用途其次，對國內外虛擬現(xiàn)實技術的開展歷史及現(xiàn)狀進行簡單的總結，全面認識虛擬現(xiàn)實技術的產生

3、背景和現(xiàn)在的開展狀況。國內外虛擬現(xiàn)實技術主要涉及到三個研究領域：通過計算圖形方式建立實時的三維視覺效果；建立對虛擬世界的觀察界面；使用虛擬現(xiàn)實技術加強諸如科學計算技術等方面的應用。美國是虛擬現(xiàn)實技術研究的發(fā)源地，虛擬現(xiàn)實技術可以追溯到上世紀40年代。最初的研究應用主要集中在美國軍方對飛行駕駛員與宇航員的模擬訓練。然而，隨著冷戰(zhàn)后美國軍費的削減，這些技術逐步轉為民用，目前美國在該領域的根底研究主要集中在感知、用戶界面、后臺軟件和硬件四個方面。上世紀80年代，美國宇航局及美國國防部組織了一系列有關虛擬現(xiàn)實技術的研究，并取得了令人矚目的研究成果，美國宇航局Ames實驗室致力于一個叫“虛擬行星探索的實

4、驗方案?，F(xiàn)NASA已經建立了航空、衛(wèi)星維護虛擬現(xiàn)實訓練系統(tǒng)，空間站虛擬現(xiàn)實訓練系統(tǒng)，并已經建立了可供全國使用的虛擬現(xiàn)實教育系統(tǒng)。北卡羅來納大學的計算機系是進行虛擬現(xiàn)實研究最早最著名的大學。他們主要研究分子建模、航空駕駛、外科手術仿真、建筑仿真等。喬治梅森大學研制出一套在動態(tài)虛擬環(huán)境中的流體實時仿真系統(tǒng)。施樂公司研究中心在虛擬現(xiàn)實領域主要從事利用虛擬現(xiàn)實T建立未來辦公室的研究，并努力設計一項基于虛擬現(xiàn)實使得數(shù)據(jù)存取更容易的窗口系統(tǒng)。圖形圖像處理技術和傳感器技術是以上虛擬現(xiàn)實工程的主要技術。就目前看，空間的動態(tài)性和時間的實時性是這項技術的最主要焦點。個人收集整理 勿做商業(yè)用途歐洲各國在虛擬現(xiàn)實技術

5、上也有諸多成果和應用。英國在虛擬現(xiàn)實開發(fā)的某些方面，特別是在分布并行處理、輔助設備設計和應用研究方面在歐洲來說是領先的。英國Bristol公司發(fā)現(xiàn)，虛擬現(xiàn)實應用的交點應集中在整體綜合技術上，他們在軟件和硬件的某些領域處于領先地位。英國ARRL公司關于遠地呈現(xiàn)的研究實驗，主要包括虛擬現(xiàn)實重構問題。他們的產品還包括建筑和科學可視化計算。瑞典的DIVE分布式虛擬交互環(huán)境，是一個基于Unix的，不同節(jié)點上的多個進程可以在同一世界中工作的異質分布式系統(tǒng)。荷蘭海牙TNO研究所的物理電子實驗室(TNO- PEL)開發(fā)的訓練和模擬系統(tǒng)，通過改良人機界面來改善現(xiàn)有模擬系統(tǒng)，以使用戶完全介入模擬環(huán)境。日本的虛擬現(xiàn)

6、實技術的開展在世界相關領域的研究中同樣具有舉足輕重的地位，它在建立大規(guī)模虛擬現(xiàn)實知識庫和虛擬現(xiàn)實的游戲方面作出了很大的成就。在東京技術學院精密和智能實驗室研究了一個用于建立三維模型的人性化界面，稱為SpmAR NEC公司開發(fā)了一種虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，用代用手來處理CAD中的三維形體模型。通過數(shù)據(jù)手套把對模型的處理與操作者的手聯(lián)系起來；日本國際工業(yè)和商業(yè)部產品科學研究院開發(fā)了一種采用X、Y記錄器的受力反應裝置；東京大學的高級科學研究中心的研究重點主要集中在遠程控制方面，他們最近的研究工程是可以使用戶控制遠程攝像系統(tǒng)和一個模擬人手的隨動機械人手臂的主從系統(tǒng)；東京大學廣瀨研究室重點研究虛擬現(xiàn)實的可視化問題

7、。他們正在開發(fā)一種虛擬全息系統(tǒng)，用于克服當前顯示和交互作用技術的局限性；日本奈良尖端技術研究生院于2004年開發(fā)出一種嗅覺模擬器，只要把虛擬空間里的水果放到鼻尖上一聞，裝置就會在鼻尖處放出水果的香味，這是虛擬現(xiàn)實技術在嗅覺研究領域的一項突破。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途我國虛擬現(xiàn)實技術的研究和一些興旺國家相比還有很大的一段距離，隨著計算機圖形學、計算機系統(tǒng)工程等技術的高速開展，虛擬現(xiàn)實技術已經得到了相當?shù)闹匾?，引起我國各界人士的興趣和關注，研究與應用虛擬現(xiàn)實，建立虛擬環(huán)境!虛擬場景模型分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的開發(fā)正朝著深度和廣度開展。北京航空航天大學計算機系也是國內最早進行虛擬現(xiàn)實研究、最有權威

8、的單位之一，其虛擬實現(xiàn)與可視化新技術研究室集成了分布式虛擬環(huán)境，可以提供實時三維動態(tài)數(shù)據(jù)庫、虛擬現(xiàn)實演示環(huán)境、用于飛行員訓練的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實應用系統(tǒng)的開發(fā)平臺等，并在以下方面取得進展：著重研究了虛擬環(huán)境中物體物理特性的表示與處理；在虛擬現(xiàn)實中的視覺接口方面開發(fā)出局部硬件，并提出有關算法及實現(xiàn)方法。清華大學國家光盤工程研究中心所作的“布達拉宮，采用了QuickTime技術，實現(xiàn)大全景虛擬現(xiàn)實制；浙江大學國家重點實驗室開發(fā)了一套桌面型虛擬建筑環(huán)境實時漫游系統(tǒng)；哈爾濱工業(yè)大學計算機系已經成功地合成了人的高級行為中的特定人臉圖像，解決了表情的合成和唇動合成技術問題，并正在研究人說話時手勢和頭勢

9、的動作、語音和語調的同步等。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途就虛擬現(xiàn)實技術的開展現(xiàn)狀來看，其在未來城市規(guī)劃、軍事等方面的應用將不斷深入，同時，在建模與繪制方法、交互方式和系統(tǒng)構建方法等方面，對虛擬現(xiàn)實技術都提出來更高的需求。為了滿足這些新的需求，近年來，虛擬現(xiàn)實相關技術研究遵循“低本錢、高性能原那么取得了快速開展，表現(xiàn)出一些新的特點和開展趨勢。主要表現(xiàn)在以下方面：虛擬環(huán)境的建立是虛擬現(xiàn)實技術的核心內容，動態(tài)環(huán)境建模技術的目的是獲取實際環(huán)境的三維數(shù)據(jù)，并根據(jù)需要建立相應的虛擬環(huán)境模型。三維圖形的生成技術已比擬成熟，而關鍵是如何“實時生成，在不降低圖形的質量和復雜程度的前提下，如何提高刷新頻率將是今

10、后重要的研究內容。此外，虛擬現(xiàn)實還依賴于立體顯示和傳感器技術的開展，現(xiàn)有的虛擬設備還不能滿足系統(tǒng)的需要，有必要開發(fā)新的三維圖形生成和顯示技術。網(wǎng)絡虛擬現(xiàn)實是指多個用戶在一個基于網(wǎng)絡的計算機集合中，利用新型的人機交互設備介入計算機產生多維的、適用于用戶(即適人化)應用的、相關的虛擬情景環(huán)境。分布式虛擬環(huán)境系統(tǒng)除了滿足復雜虛擬環(huán)境計算的需求外，還應滿足分布式仿真與協(xié)同工作等應用對共享虛擬環(huán)境的自然需求。分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)必須支持系統(tǒng)中多個用戶、信息對象之間通過消息傳遞實現(xiàn)的交互。分布式虛擬現(xiàn)實可以看作是基于網(wǎng)絡的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，是可供多用戶同時異地參與的分布式虛擬環(huán)境，處于不同地理位置的用戶如同進入

11、到同一個真實環(huán)境中。目前，分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)已成為國際上的研究熱點，相繼推出了相關標準，在國家“八六三方案的支持下，由北京航空航天大學、杭州大學、中國科學院計算所、中國科學院軟件所和裝甲兵工程學院等單位共同開發(fā)了一個分布虛擬環(huán)境根底信息平臺，為我國開展分布式虛擬現(xiàn)實的研究提供了必要的網(wǎng)絡平臺和軟硬件根底環(huán)境。文檔來自于網(wǎng)絡搜索正如其它新興科學技術一樣，虛擬現(xiàn)實技術也是許多相關學科領域交叉、集成的產物。隨著虛擬我們必須清醒地認識到，雖然這個領域的技術潛力是巨大的，應用前景也是很廣闊的，但仍存在著許多尚未解決的理論問題和尚未客服的技術保障。客觀而論，目前虛擬現(xiàn)實技術所取得的成就，絕大局部還僅僅限于擴展了計算機的接口能力，僅僅是剛剛開始涉及到人的感知系統(tǒng)和肌肉