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虛擬現實技術的理解

日期: 2019-12-14
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安費諾連接器代理)虛擬現實技術是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機真系統,它利用計算機生成一種模擬環境,是一種多源信息融合的交互式的三維動態視景和實體行為的系統真實,使用戶沉浸到該環境中。

??虛擬現實技術是真實技術的一個重要方向,是技術與計算機圖形學、人機接口技術、多媒體技術、傳感技術、網絡技術、等多種技術的集合。是一門富有挑戰性的交叉技術前沿學科和研究領域。虛擬現實技術(VR)主要包括模擬環境、感知、自然技能和傳感設備等方面。模擬環境是由計算機生成的、實時動態的三維立體逼真圖像。感知是指理想的VR應該具有一切人所具有的感知。除計算機圖形技術所生成的視覺感知外,還有聽覺、觸覺、力覺、運動等感知,甚至還包括嗅覺和味覺等,也稱為多感知。自然技能是指人的頭部轉動,眼睛、手勢、或其他人體行為動作,由計算機來處理與參與者的動作相適應的數據,并對用戶的輸入作出實時響應,并分別反饋到用戶的五官。傳感設備是指三維交互設備。

虛擬現實技術的理解

VR具有的特征:

1、多感知性

??指除一般計算機所具有的視覺感知外,還有聽覺感知、觸覺感知、運動感知,甚至還包括味覺、嗅覺、感知等。理想的虛擬現實應該具有一切人所具有的感知功能。

2、存在感

??指用戶感到作為主角存在于模擬環境中的真實程度。理想的模擬環境應該達到使用戶難辨真假的程度。

3、交互性

??指用戶對模擬環境內物體的可操作程度和從環境得到反饋的自然程度。

4、自主性

??指虛擬環境中的物體依據現實世界物理運動定律動作的程度。

? VR的技術應用:

1、醫學應用

? VR在醫學方面的應用具有十分重要的現實意義。在虛擬環境中,可以建立虛擬的人體模型,借助于跟蹤球、HMD、感覺手套,學生可以很容易了解人體內部各器官結構,這比現有的采用教科書的方式要有效得多。PieperSatara等研究者在90年代初基于兩個SGI工作站建立了一個虛擬外科手術訓練器,用于腿部及腹部外科手術模擬。這個虛擬的環境包括虛擬的手術臺與手術燈,虛擬的外科工具(如手術刀、注射器、手術鉗等),虛擬的人體模型與器官等。借助于HMD及感覺手套,使用者可以對虛擬的人體模型進行手術。但該系統有待進一步改進,如需提高環境的真實感,增加網絡功能,使其能同時培訓多個使用者,或可在外地專家的指導下工作等。手術后果預測及改善殘疾人生活狀況,乃至新型藥物的研制等方面,VR技術都有十分重要的意義。

2、娛樂應用

??豐富的感覺能力與3D顯示環境使得VR成為理想的視頻游戲工具。由于在娛樂方面對VR的真實感要求不是太高,故近些年來VR在該方面發展最為迅猛。如Chicago(芝加哥)開放了世界上大型可供多人使用的VR娛樂系統,其主題是關于3025年的一場未來戰爭;英國開發的稱為“Virtuality”VR游戲系統,配有HMD,大大增強了真實感;1992年的一臺稱為“Legeal Qust”的系統由于增加了人工智能功能,使計算機具備了自學習功能,大大增強了趣味性及難度,使該系統獲該年度VR產品獎。另外在家庭娛樂方面VR也顯示出了很好的前景。

3、室內設計

運用虛擬現實技術,設計者可以完全按照自己的構思去構建裝飾虛擬的房間,并可以任意變換自己在房間中的位置,去觀察設計的效果。

4、房產開發

??房地產項目的表現形式可大致分為:實景模式、水晶沙盤兩種;

? 目前國內的虛擬現實引擎已經非常成熟,通用的仿真軟件包括VRPQuest 3DPatchwork3DEON Reality等,目前國內有相關虛擬現實軟件開發能力的公司大概在20家左右。


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