虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)VR

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1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）一．定義：VR（VirtualReality，即虛擬現(xiàn)實(shí)，簡(jiǎn)稱VR），是由美國(guó)VPL公司創(chuàng)建人拉尼爾（JaronLanier）在20世紀(jì)80年代初提出的。其具體內(nèi)涵是：綜合利用計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)和各種現(xiàn)實(shí)及控制等接口設(shè)備，在計(jì)算機(jī)上生成的、可交互的三維環(huán)境中提供沉浸感覺(jué)的技術(shù)。其中，計(jì)算機(jī)生成的、可交互的三維環(huán)境稱為虛擬環(huán)境（即VirtualEnvironment，簡(jiǎn)稱VE）。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)。它利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境，利用多源信息融合的交互式三維

2、動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真使用戶沉浸到該環(huán)境中。二、技術(shù)介紹：VR=VirtualReality，虛擬現(xiàn)實(shí)，或稱靈境技術(shù)，實(shí)際上是一種可創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界（VirtualWorld）的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。（一）友好度很重要隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為社會(huì)生活中不可缺少的重要組成部分，友好的人機(jī)接口技術(shù)很早已成為人們關(guān)心的一個(gè)重要課題，因?yàn)橐粋€(gè)比較差的人機(jī)交互接口很可能將使一個(gè)功能很強(qiáng)的產(chǎn)品變得不可接受?？傮w來(lái)講，人機(jī)接口技術(shù)主要研究方向有兩個(gè)方面：（1）人如何命令系統(tǒng)（2）系統(tǒng)如何向用戶提供信息。眾所周知，

3、人在使用計(jì)算機(jī)方面的感受（即人機(jī)交互部分的友好度）直接影響到人對(duì)系統(tǒng)的接受程度，而這兩個(gè)方面直接決定了人機(jī)交互部分的友好度。（二）虛擬現(xiàn)實(shí)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的來(lái)臨使得人類的交流采用了新的方式，進(jìn)入了新的領(lǐng)域。具體發(fā)展過(guò)程如下：命令界面—圖形用戶界面—多媒體界面—虛擬現(xiàn)實(shí)。那么，什么是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)？虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality，簡(jiǎn)稱VR），是由美國(guó)VPL公司創(chuàng)建人拉尼爾（JaronLanier）在20世紀(jì)80年代初提出的。其具體內(nèi)涵是：綜合利用計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)和各種現(xiàn)實(shí)及控制等接口設(shè)備，在計(jì)算機(jī)上生成的、可交

4、互的三維環(huán)境中提供沉浸感覺(jué)的技術(shù)。其中，計(jì)算機(jī)生成的、可交互的三維環(huán)境成為虛擬環(huán)境（即VirtualEnvironment，簡(jiǎn)稱VE）。2014年3月26日，美國(guó)社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)Facebook宣布，將斥資20億美元收購(gòu)沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)公司OculusVR。[2]Facebook首席執(zhí)行官M(fèi)arkZuckerberg堅(jiān)信虛擬現(xiàn)實(shí)將成為繼智能手機(jī)和平板電腦等移動(dòng)設(shè)備之后，計(jì)算平臺(tái)的又一大事件。并計(jì)劃將Oculus的應(yīng)用拓展到游戲以外的業(yè)務(wù)，在此之前，Oculus主要用于為人們?cè)谟螒蜻^(guò)程中創(chuàng)造身臨其境的感覺(jué)。[2

5、]Facebook收購(gòu)Oculus，使得虛擬現(xiàn)實(shí)這個(gè)科技行業(yè)小眾的名詞，開(kāi)始為更多業(yè)外的人們所熟悉。業(yè)內(nèi)人士稱，虛擬現(xiàn)實(shí)時(shí)隔7年多，又迎來(lái)了春天。2015年3月在MWC2015上[3]，HTC與曾制作Portal和Half-Life等獨(dú)創(chuàng)游戲的Valve聯(lián)合開(kāi)發(fā)的VR虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔產(chǎn)品HTCVive亮相。HTCVive控制器定位系統(tǒng)Lighthouse采用的是Valve的專利，它不需要借助攝像頭，而是靠激光和光敏傳感器來(lái)確定運(yùn)動(dòng)物體的位置，也就是說(shuō)HTCVive允許用戶在一定范圍內(nèi)走動(dòng)。這是它與另外兩大頭顯O

6、culusRift和PSVR的最大區(qū)別。該套件計(jì)劃在2016年虛擬現(xiàn)實(shí)井噴之前發(fā)布，而且極有可能會(huì)在2016年年末與消費(fèi)者見(jiàn)面。三、應(yīng)用領(lǐng)域VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）技術(shù)可廣泛的應(yīng)用于城市規(guī)劃、室內(nèi)設(shè)計(jì)、工業(yè)仿真、古跡復(fù)原、橋梁道路設(shè)計(jì)、房地產(chǎn)銷售、旅游教學(xué)、水利電力、地質(zhì)災(zāi)害、教育培訓(xùn)等眾多領(lǐng)域，為其提供切實(shí)可行的解決方案。在先進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)域，站在大飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的3D影像面前，“可任意拆卸”這個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)的強(qiáng)項(xiàng)表現(xiàn)得淋漓盡致。操作人員可以把虛擬發(fā)動(dòng)機(jī)的許多部件逐一拆下，再進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部?！疤摂M現(xiàn)實(shí)”實(shí)現(xiàn)了跨平臺(tái)的交互式設(shè)

7、計(jì)、虛擬展示、虛擬裝配、CAE數(shù)據(jù)可視化等功能，大幅提高設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)效率，使研發(fā)人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)、修正設(shè)計(jì)缺陷和潛在的工藝問(wèn)題，提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的制造成功率。[5]虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育培訓(xùn)領(lǐng)域也大有用武之地。為真實(shí)實(shí)驗(yàn)不具備或難以完成的教學(xué)功能創(chuàng)造條件。在涉及高?；驑O端的環(huán)境、不可及或不可逆的操作，高成本、高消耗、大型或綜合訓(xùn)練等情況時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能提供可靠、安全和經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。華東理工大學(xué)的G-Magic虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室，就是高校虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)的一個(gè)范例。該實(shí)驗(yàn)室擁有CAVE洞穴式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，可以把大學(xué)生設(shè)計(jì)

8、的作品投影到墻面、天花板和地面上。比如，學(xué)生設(shè)計(jì)了一間淋浴房，他能利用這套系統(tǒng)把它展現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室里，和真實(shí)的淋浴房一樣大小。營(yíng)造出這種教學(xué)環(huán)境后，教師就能與學(xué)生更方便地交流各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)優(yōu)劣，并隨時(shí)做出修改。企業(yè)的一些培訓(xùn)項(xiàng)目，同樣離不開(kāi)虛擬現(xiàn)實(shí)。以石油化工為例，眾所周知，大型石油灌區(qū)集中了大量危險(xiǎn)化學(xué)品，一旦操作不當(dāng)，便可能引發(fā)火災(zāi)、爆炸事故，并造成環(huán)境污染等次生災(zāi)害。因此，政府和企業(yè)對(duì)大型石油灌區(qū)的安全性和操作