VR虚拟现实技术概论

——由方垚VR虚拟现实Part01虚拟现实是什么

Part02虚拟现实的应用及现状Part03虚拟现实系统的实现技术与发展趋势

目录虚拟现实技术在生活中出现得越来越多，实际上在军事、医学、航空航天、智慧城市等诸多领域，虚拟现实技术大有用武之地。虚拟现实与各行业的关系类似于数学和物理，将成为人难以区分的真实和虚拟两个世界，或者是虚实混合的新世界。Part01

一、虚拟现实是什么

VR的目标是以计算机技术为核心，结合其他相关科学技术，生成与一定范围现实世界在视、听、触觉等方面高度近似的数字化环境，人们通过一些交互设备与该数字化环境进行交互，能够产生亲临现实世界的体验。VR具有的特征：一是沉浸感，参与者可以全身心沉浸于计算机生成的三维虚拟环境中；二是交互性，参与者可以通过一些VR交互设备和虚拟环境中的对象进行交互，产生与对应真实环境中的对象进行交互的体验。现在自然交互、体感交互是非常热的一个研究方向。三是构想性，参与者在虚拟环境中可以激发想象，或者可以构想未来世界和历史世界。Part02 虚拟现实的应用及现状VR将成为一个发展趋势。针对VR在有关领域的应用现状，以及VR可以达到的技术水平，下面进行展示和介绍。1.国防军事

许多科学技术都是首先在军事领域得到应用，包括VR技术。构成分布式虚拟战场环境，进行异地的军事训练。军事仿真训练的优势，是可以构造任何作战地形环境和作战目标，并节约大量经费。

在装备设计、研发过程中，可以采用虚拟样机技术。

现在建筑行业也在开发应用VR，可以将建筑效果和整个施工全过程完全三维化地呈现给甲方，而且和结构设计相结合，对建筑设计带来重大影响。VR家装设计与体验系统。可以沉浸式地选择体验不同的壁纸、地板等装饰材料和图案，以及家具的摆放效果。很显然VR技术将对这一领域带来巨大影响。

2.装备制造

3.航空航天

航空航天领域应用VR也比较早。驾驶员戴着头盔进行操作，测试飞机仪表布局、色度，起落时的光照是否合适，依此对设计进行调整。虚实融合的监控系统，把监控区域视频图像与周边虚拟环境融合在一起，也可以把相邻监控区域的视频无缝融合，提升了监控系统的性能、功能和适人化水平。

4.安防监控。5.医疗健康

VR在医疗健康领域极具发展潜力。首先是对人体及人体器官的三维可交互展示，这样就可以通过虚拟手术模拟器对大夫进行手术培训。还可以构建个性化病体器官模型，进行具体的手术规划和预演，从而大幅度提升手术效果，对医疗手术带来颠覆性影响。目前在电子子商务方面面，比如在在淘宝网上上，采用VR技术，，不但可以以看到商品品的逼真三三维形象，，还可以进进行首饰、、服装等的的试穿、试试看。6.电子商商务整个比赛场场景、过程程都是立体体全息的，，大家可以以想象它在在未来的影影响会有多多大。7.体育领域数字化文化化保护与利利用是VR技术的传传统应用领领域。通过过VR技术术可以再现现历史文化化遗产，特特别是非物物质文化遗遗产，使得得参与者可可以穿越时时空，体验验历史文化化。8.文化保保护9.教育培培训教育领域对对VR有巨巨大应用需需求。目前前的网络教教育课件都都是文字和和图片，无无法进行实实验教学，，通过VR技术可以以实现交互互式物理、、化学等的的仿真实验验，还有医医学教学等等各种实验验。Part03虚拟现实系系统的实现技术与与发展趋势势实现一个VR系统，需要要三方面的的技术，即即：建模、表现现与交互首先是现实世界的的对象在计计算机数字字空间的表表示问题，，也就是建建模。建模需要要通过数学学、物理，，以及各种种数字化方方法将现实实世界中的的对象、对对象之间的的关系、相相互作用及及动态变化化所遵循的的规律，映映射为数字字空间中的的各种动静静态数据表表示。（一）建模模第二类问题题是虚拟环环境对象的的表现,包包括视、听听、触/力力、嗅/味味等的表现现。VR表现技技术将虚拟拟环境中的的各种对象象模型通过过不同的表表现方法、、算法渲染染在表现设设备上，以以沉浸方式式呈现给用用户。（二）表现现第三类问题题是人对虚虚拟环境中中对象的操操作,以及及虚拟环境境对象对现现实世界的的作用，也也就是VR人机交互互问题，主主要涉及人人或外部世世界与虚拟拟环境之间间互相作用用的信息交交换方式与与人机交互互设备。（三）人机机交互总结：VR技术的的发展可以以给许多行行业带来升升级换代式式发展，如如航空航天天、国防军军事、装备备制造、智智慧城市、、医疗健康康、公共安安全、文化化教育等；；会对许多多产业产生生颠覆性影影响，如影影视、游戏戏、旅游、、商务、社社交网络等等，同时可可望形成新新型的VR产业生长长点，如VR人机交互设备产产业，行业业应用模拟拟器、虚拟拟环境产业业，VR