虚拟现实的概念特点和种类

1虚拟现实的概念、特点和种类什么是虚拟现实虚拟现实的特点虚拟现实的种类2虚拟现实是一门综合技术以计算机技术为主综合利用计算机图形、图像、可视化、人机交互、人工智能、计算机网络、高性能计算等许多领域的技术，是一个复杂而庞大的系统生成一个逼真的三维视觉、触觉以及嗅觉等感觉世界让用户可以从自己的视点出发，利用自身的功能和一些设备对所产生的虚拟世界这一客体进行浏览和交互式考察什么是虚拟现实3虚拟现实的特点虚拟现实有三大特点：浸沉感、交互性和构想性由于三者的英文名称均以“I”打头，又被称为3“I”特性浸沉感指的是人浸沉在虚拟环境中，具有和在真实环境中一样的感觉交互性指在虚拟环境中体验者不是被动地感受，而是可以通过自己的动作改变感受的内容构想性指虚拟的环境是人构想出来的，因而可用以实现一定目标的用途ImmersionInteractionImagination4虚拟现实的种类虚拟现实系统按其功能高低大体可分为四类：

一、桌面虚拟现实系统也称窗口中的VR。它可以通过桌上型机实现，所以成本较低，功能也最简单，主要用于CAD、CAM、建筑设计、桌面游戏等领域二、沉浸式虚拟现实系统如各种用途的体验器，使人有身临其境的感觉，各种培训、演示以及高级游戏等用途均可用这种系统5虚拟现实的种类虚拟现实系统按其功能高低大体可分为四类：

三、分布式虚拟现实系统它在因特网环境下，充分利用分布于各地的资源，协同开发各种虚拟现实应用。它通常是沉浸式虚拟现实系统的发展，也就是把分布于不同地方的沉浸式虚拟现实系统，通过互联网连接起来，共同实现某种用途四、增强现实又称混合现实系统它把真实环境和虚拟环境结合起来，既可减少构成复杂真实环境的开销（虚拟环境取代部分真实环境），又可对实际物体进行操作（真实环境取代部分虚拟环境），达到了亦真亦幻的境界，是今后发展的方向6虚拟现实的软硬件环境在硬件方面需要有以下几种设备的支持：1.跟踪系统：确定参与者的头、手和身躯的位置

2.触觉系统：提供力与压力的反馈3.音频系统：提供立体声源和判定空间位置4.图像生成和现实系统：产生视觉图像和立体现实5.高性能计算处理系统：高处理速度、大容量、强联网特性7虚拟现实的软硬件环境在软件方面，要一个虚拟环境工具集或虚拟环境“外壳”它至少应该具有以下功能：1.能够接受各种高性能传感器的信息，如头盔的跟踪信息

2.能生成立体的现实图形3.能把各种数据库（如地形地貌数据库、物体形象数据库等）、各种CAD软件进行调用和互联的集成环境8虚拟现实的关键技术大规模数据的场景建模技术动态实时的立体视觉、听觉等生成技术三维定位、方向跟踪、触觉反馈等传感技术和设备符合人类认知心理的三维自然交互技术三维交互软件及系统集成技术等9虚拟现实技术的最新进展1）使用基于图像的绘制技术或与图形绘制相结合，以提高图形生成的速度；2）各种新的交互设备譬如三维力反馈设备，美国SensableTech公司的PHANTOM系统等3）增强现实（AugmentedReality）也称混合现实，它是将真实环境和虚拟现实的景象结合起来的一种技术，既可减少生成复杂环境的开销，又便于对实际物体的操作10虚拟现实技术的最新进展4）分布式虚拟现实环境在互联网环境下，充分利用各地的资源优势，协同开发虚拟现实的应用，如美国大型军用交互仿真系统及互联网上的多人游戏等5）多通道人机交互技术采用人体多种自然交互手段向系统输入，如手势、语音、身体动作等11互联网网络上上的虚虚拟现现实技技术互联网网/网网络的的基础础上，，把各各种信信息变变为虚虚拟现现实的的所有有技术术在已经经普及及的文文字、、图像像以及及动画画为主主的互互联网网环境境中，，引入入三维维技术术当前，，以网网络/互联联网为为基础础的虚虚拟现现实技技术，，大约约有20余余种又可划划分为为几个个范畴畴一个是是以图图像为为基础础的Panorama技术QuicktimeVR就是这这种技技术一个是是以3D网格为为基础础的Web3D技术像Cult3D，Virtools，VRML，X3D等都属属于这这个范范畴12虚拟建建筑场场景漫漫游技技术及及其应应用1.真真实建建筑场场景的的虚拟拟漫游游这种虚虚拟漫漫游的的最大大特点点是：：被漫漫游的的对象象是客客观真真实存存在的的，只只不过过是异异地虚虚拟漫漫游形形式而而已，，同时时，漫漫游对对象制制作是是基于于对象象的真真实数数据2.虚虚拟建建筑场场景的的虚拟拟漫游游虚拟建建筑是是指客客观上上并不不存在在是完完全虚虚构的的，或或者虽虽有设设计数数据但但尚未未建造造的建建筑物物。虚虚拟建建筑场场景漫漫游是是一种种应用用越来来越广广泛、、前景景十分分看好好的技技术领领域。。在建建筑设设计、、城乡乡规划划、室室内装装潢等等建筑筑行业业，在在虚拟拟战争争演练练场和和作战战指挥挥模拟拟训练练方面面，在在游戏戏设计计与娱娱乐行行业，，乃至至在促促进未未来新新艺术术形式式诞生生等方方面，，它都都大有有用武武之地地，而而且代代表着着这些些行业业的新新技术术和新新水平平（1））建筑筑设计计、城城乡规规划中中和新新型房房地产产虚拟拟广告告（2）电脑脑游戏（3）虚拟拟战争演练练场和作战战指挥模拟拟训练13真实名胜景景观的虚拟拟观光旅游游这种虚拟漫漫游可以使使游客足不不出户地游游历世界各各地名胜和和风光异地漫游的的对象，除除久负盛名名的名胜和和宏伟建筑筑群等景物物景点以外外，还包括括被进行虚虚拟漫游式式检查的管管道纵横的的复杂车间间和厂房因此，制作作虚拟漫游游对象时，，对真实数数据的测量量精确度要要求很高在名胜景点点虚拟漫游游系统的开开发方面，，我国制作作的敦煌莫莫高窟博物物馆参观系系统、中国国的故宫以以及西湖风风光虚拟游游览系统都都具有一定定代表性14真实名胜景景观的虚拟拟观光旅游游值得一提的的是于2003年完完成的故宫宫VR《紫禁城·天天子的宫殿殿》项目安装在故宫宫博物院的的SGIRealityCenter是一个沉浸浸式剧场，，可容纳54位观赏赏者，高分分辨率的图图像投射在在50英英尺宽、、14英英尺高的弧弧形屏幕上上，三台BarcoGalaxyWARP立体DLP投影机以一一个三管道道的Onyx3800InfiniteReality4系统和千兆兆专用纹理理库为驱动动，将高分分辨率的图图像逼真地地投射在屏屏幕上。参参观者能够够在虚拟的的紫禁城中中自由翱翔翔——借助助操控器可可以漫游于于康乾盛世世的紫禁城城，最近距距离地观看看太和殿的的全景15真实地形地地景虚拟漫漫游广义地说，，真实地形形地景虚拟拟漫游和真真实景点虚虚拟观光漫漫游一样都属于基于于真实数据据的而且已已经存在着着的真实场场景虚拟漫漫游两者区别在在于获取真真实景物数数据的方式式和传感器器不大相同同而已这种虚拟漫漫游在军事事上很有用用处它的3I效果是传统统军用沙盘盘或电子沙沙盘无法达达到的目前多为特特定作战或或重点保护护区域的视视景形式的的漫游这种视景的的制作是真真实地景、、地物的再再现16真实地形地地景虚拟漫漫游制作过程一一般为两步步：第一步根据据卫星或航航空拍照中中的高程数数据制作某某一战区的的地形视景景，局部可可精确到山山脉、河流流、机场、、桥梁、房房屋的显现现；第二步根据据航拍素材材为上述地地形贴上一一层纹理，，从而大大大增强地形形、地景的的视觉真实实感。如果果场面很大大，场景还还要进行无无缝拼接17虚拟建筑场场景的虚拟拟漫游（1）建筑筑设计、城城乡规划中中和新型房房地产虚拟拟广告建筑师或规规划师可将将其设计、、规划方案案或其理念念三维地呈呈现出来，，让投资方方或审查者者“身临其其境”地在在漫游中进进行多角度度体验性观观察，找出出不理想之之处并当即即加以改进进，以免交交付后特别别是施工后后再去更改改设计。18虚拟建筑场场景的虚拟拟漫游（2）电脑脑游戏高尚的电脑脑游戏活动动，不仅可可达到劳逸逸交替、消消除疲劳的的目的，还还有陶冶情情操和启发发想象的益益智作用。。电脑游戏戏节目主要要是脚本编编排下的虚虚拟人在人人造场景中中的行为变变化。因此此虚拟建筑筑场景漫游游技术在该该领域的应应用和影响响举足轻重重。最初的三角角洲游戏运运用了大量量的室内外外建筑场景景，比如营营房、地道道、碉堡、、指挥塔、、军火库、、望塔等。。后来流行行的Quake、VR特警等运用用了地铁、、火车及轮轮船内部建建筑场景的的即时战略略游戏已较较普遍。当当今网络对对抗游戏CS的场景更是是由三维室室内外建筑筑物组成。。就连体育育类游戏如如极品飞车车、FIFA，，其中体育场场、大桥、、隧道等建建筑物场景景也是不可可或缺的。。19（3）虚虚拟战争演演练场和作作战指挥模模拟训练战场虚拟仿仿真和指挥挥模拟训练练具有虚拟拟仿真技术术的各种优优点例如安全性性、可重复复性、经济济性、战场场环境难度度可调性、、方便对抗抗模拟、容容易实现各各种战术设设定等等其中建筑或或广义建筑筑场景根据据训练等级级和程度的的不同需要要可简可繁繁可侧重于高高山峻岭或或丘陵，可可侧重于江江河湖海或或沼泽，也也可侧重于于沙漠荒原原或草地；；可附设机场场、公铁路路、桥隧或或导弹发射射场，可附附设大厦、、兵营或交交通枢纽，，也可附设设岸炮基地地或山头雷雷达站等等等由于上述虚虚拟建筑场场景的侧重重或复杂度度要视模拟拟训练的层层次不同而而调整，所所以不强求求地形、地地景建筑场场景数据的的真实性虚拟建筑场场景的虚拟拟漫游20增强现实技技术(AR)新兴的研究究领域不是把使用用者与真实实世界隔离离开，而是是将计算机机生成的虚虚拟物体或或其它信息息叠加到真真实场景中中，从而实实现对现实实的“增强”在虚拟环境境与真实世世界之间的的沟壑间架架起了一座座桥梁在军军事、工业业、医疗、、教育、文文化等领域域具有广泛泛的应用前前景21增强现实与与虚拟现实实比较较低的硬件件要求更高的注册册精度更具真实感感增强现实虚拟现实22增强现实系系统框架特点虚实实结合实时时交互三维维注册23增强现实的的关键技术术真实场景图像采集虚拟物体绘制渲染实时跟踪注册定位虚实场景融合显示增强现实系系统24增强现实的的显示技术术25增强现实的的显示技术术26注册定位问问题27注册定位问问题28注册定位问问题29场景融合渲渲染30场景景融融合合渲渲染染31增强强现现实实应应用用举举例例32增强强现现实实应应用用举举例例33增强强现现实实应应用用举举