虛擬現(xiàn)實(shí)初探

4.2虛擬現(xiàn)實(shí)初探虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展史

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VirtualReality）簡稱VR技術(shù)，是20世紀(jì)末逐漸興起的一門綜合性信息技術(shù)，融合了數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人工智能、多媒體、傳感器、網(wǎng)絡(luò)以及并行處理等多個(gè)信息技術(shù)分支的最新發(fā)展成果。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展史1929年，EdwardLink設(shè)計(jì)出用于訓(xùn)練飛行員的模擬器1956年，MortonHeilig開發(fā)出多通道仿真體驗(yàn)系統(tǒng)Sensorama虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展史1965年，IvanSutherland發(fā)表論文“UltimateDisplay”（終極的顯示）1968年，IvanSutherland研制成功了帶跟蹤器的頭盔式立體顯示器（HeadMountedDisplay，HMD）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展史1972年，NolanBushnell開發(fā)出第一個(gè)交互式電子游戲Pong1977年，DanSandin、TomDeFanti和RichSayre研制出第一個(gè)數(shù)據(jù)手套——SayreGlove20世紀(jì)80年代，美國國家航空航天局（NASA）組織了一系列有關(guān)VR技術(shù)的研究：1984年，NASAAmes研究中心的M.McGreevy和J.Humphries開發(fā)出用于火星探測(cè)的虛擬環(huán)境視覺顯示器；1987年，JimHumphries設(shè)計(jì)了雙目全方位監(jiān)視器（BOOM）的最早原型。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展史1990年，在美國達(dá)拉斯召開的Siggraph會(huì)議上，明確提出VR技術(shù)研究的主要內(nèi)容包括實(shí)時(shí)三維圖形生成技術(shù)、多傳感器交互技術(shù)和高分辨率顯示技術(shù)，為VR技術(shù)的發(fā)展確定了研究方向。從20世紀(jì)90年代開始，VR技術(shù)的研究熱潮也開始向民間的高科技企業(yè)轉(zhuǎn)移。著名的VPL公司開發(fā)出第一套傳感手套命名為“DataGloves”，第一套HMD命名為“EyePhones”。進(jìn)入21世紀(jì)后，VR技術(shù)更是進(jìn)入軟件高速發(fā)展的時(shí)期，

一些有代表性的VR軟件開發(fā)系統(tǒng)不斷在發(fā)展完善，如MultiGenVega、OpenSceneGraph、Virtools等。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境，并通過多種專用設(shè)備使用戶“投入”到該環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進(jìn)行自然交互的技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念

典型的VR系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)軟、硬件系統(tǒng)（包括VR軟件和VR環(huán)境數(shù)據(jù)庫）和VR輸入、輸出設(shè)備等組成。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征VR技術(shù)的三角形交互性（Interactivity）沉浸感（Immersion）想象力（Imagination）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征VR技術(shù)的交互性：指用戶對(duì)虛擬環(huán)境中對(duì)象的可操作程度和從虛擬環(huán)境中得到反饋的自然程度（包括實(shí)時(shí)性）。主要借助于各種專用設(shè)備（如頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套等）產(chǎn)生，從而使用戶以自然方式如手勢(shì)、體勢(shì)、語言等技能，如同在真實(shí)世界中一樣操作虛擬環(huán)境中的對(duì)象。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征VR技術(shù)的沉浸感：又稱臨場(chǎng)感，是指用戶感到作為主角存在于虛擬環(huán)境中的真實(shí)程度。VR技術(shù)最主要的特征。影響沉浸感的主要因素包括多感知性、自主性、三維圖像中的深度信息、畫面的視野、實(shí)現(xiàn)跟蹤的時(shí)間或空間響應(yīng)及交互設(shè)備的約束程度等。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征VR技術(shù)的想象力：指用戶在虛擬世界中根據(jù)所獲取的多種信息和自身在系統(tǒng)中的行為，通過邏輯判斷、推理和聯(lián)想等思維過程，隨著系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)變化而對(duì)其未來進(jìn)展進(jìn)行想象的能力。對(duì)適當(dāng)?shù)膽?yīng)用對(duì)象加上虛擬現(xiàn)實(shí)的創(chuàng)意和想象力，可以大幅度提高生產(chǎn)效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高產(chǎn)品開發(fā)質(zhì)量。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

教育與訓(xùn)練設(shè)計(jì)與規(guī)劃科學(xué)計(jì)算可視化商業(yè)領(lǐng)域藝術(shù)與娛樂虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

教育與訓(xùn)練

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能使學(xué)習(xí)者能直接、自然地與虛擬對(duì)象進(jìn)行交互，以各種形式參與事件的發(fā)展變化過程，并獲得最大的控制和操作整個(gè)環(huán)境的自由度。1、仿真教學(xué)與實(shí)驗(yàn)2、特殊教育3、多種專業(yè)訓(xùn)練4、應(yīng)急演練和軍事演習(xí)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

設(shè)計(jì)與規(guī)劃

虛擬現(xiàn)實(shí)已被看作是設(shè)計(jì)領(lǐng)域中唯一的開發(fā)工具。它可以避免傳統(tǒng)方式在原型制造、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中的重復(fù)工作，有效的降低成本，應(yīng)用領(lǐng)域包括汽車制造業(yè)、城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)等。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

科學(xué)計(jì)算可視化

科學(xué)可視化的功能就是將大量字母、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成比原始數(shù)據(jù)更容易理解的各種圖像，并允許參與者借助各種虛擬現(xiàn)實(shí)輸入設(shè)備檢查這些“可見的”數(shù)據(jù)。它通常被用于建立分子結(jié)構(gòu)、地震以及地球環(huán)境等模型。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

商業(yè)領(lǐng)域VR技術(shù)被逐步應(yīng)用于網(wǎng)上銷售、客戶服務(wù)、電傳會(huì)議及虛擬購物中心等商業(yè)領(lǐng)域。它可以使客戶在購買前先看到產(chǎn)品的外貌與內(nèi)在，甚至在虛擬世界中使用它，因此對(duì)產(chǎn)品的推廣和銷售都很有幫助。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

藝術(shù)與娛樂VR技術(shù)所具有的身臨其境感及實(shí)時(shí)交互性還能將靜態(tài)的藝術(shù)（如油畫、雕