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虚拟现实的技术与应用

  随着数字化的发展,计算机是传统信息处理环境最重要的部分之一,称之为“人适应计算机”。虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)又称灵境技术,它融合了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术等多种高科技技术,是以构想性和沉浸性为基本的最高级人机交互界面,人们需借助必要的外部设备,可以与虚拟环境中的事物进行自然的互动交流,如同身临其境一般。虚拟现实为人们带来了全新的人机交互新概念、新内容、新方式和新方法,使人机交互更加形象、生动、和谐。

虚拟现实

  虚拟现实具有以下主要特征:

  (1)综合了高科技技术;

  (2)人类的临场化;

  (3)集成系统、环境大规模的模拟;

  (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。

  虚拟现实模拟出真实环境需要解决以下问题

  1、能够以假乱真的存在技术:需要产生与真实环境一样的视、触、嗅等感觉。

  2、相互影响作用:虚拟现实模拟出的环境犹如真实世界一样,人们就能积极地操作虚拟现实。

  3、自律性现实:让人们自然与虚拟环境交互,在意识不到自己动作时得到栩栩如生的现实感。

虚拟现实

  虚拟现实技术关键技术总结:

  1、环境建模技术:对于虚拟现实技术来说,营造如同真实的虚拟环境是它的核心内容,要建立虚拟的环境,首先就要建模,然后在建模的基础上进行实时绘制、立体显示,形成虚拟世界。

  2、立体声合成与立体显示技术:由于我们听到的声音到达两只耳朵的时间和距离有所不同,我们需要靠声音的相位差以及强度的差别来确定声音的方向。

  3、触觉反馈技术:在虚拟环境中,人们能直接与虚拟物体接触,感受到如同真实世界的感觉,需要在手套内层安装一些可以振动的触点来模拟触觉,从而产生犹如身临其境的感觉。

  4、交互技术:虚拟现实中的人机交互远远超出了键盘和鼠标的传统模式,利用数字头盔、数字手套等复杂的传感器设备,三维交互技术与语音识别、语音输入技术成为重要的人机交互手段。

  5、系统、环境集成技术:在虚拟现实系统中需要大量的信息内容,所以系统集成技术是虚拟环境中的重中之重,该技术包括信息同步、模型标定、数据转换、识别和合成等技术。

  6、真实感实时绘制技术:需要重现真实世界的场景。真实感实时绘制技术的主要任务是模拟真实物体的属性,形状、光学性质、表面纹理和粗糙的程度以及物体间的相对位置、遮挡关系等。

  虚拟现实的应用领域

  1、在科技方面:现在人类探索客观世界规律的三大手段为虚拟现实技术、理论分析、科学实验。用设计新材料,可以预先了解改变成分对材料性能的影响。

  2、在商业方面

科技

  现在虚拟现实是最好的推销方式之一。例如:在工程投标的时后,把投标的方案用虚拟现实技术展示出来,把顾客带入未来的建筑物里参观,无论是光度、高度、屋内装饰等,都可以感同身受,带来全新的感受体验。

  3、在医疗方面

医疗

  用虚拟现实技术应用可以实现两个方面。一、虚拟人体:让医生或学生更容易、更详细的了解人们的构造和功能;二、虚拟手术:可安排医生统虚拟现实技术进行联系,使手术进行得更加的顺利,降低失误率。

  4、在军事方面

军事

  采用虚拟现实系统来模拟战争过程,让部队人员详细了解战争的环境、指挥人员作出正确的作战计划。也正是由于虚拟现实技术达到很高水平,所以尽管不进行核试验,也能不断改进核武器。

  5、在娱乐方面

娱乐

  利用虚拟现实技术来模拟现实的游戏环境,例如,在斗室里,只要带上头盔式显示器便可看到堆满皑皑白雪的高山、峡谷、悬崖陡壁,从身边掠过,如同身临其境一般。

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