虛擬現(xiàn)實技術(shù)

吳雪嬋

近年來，相信不少同學(xué)對虛擬現(xiàn)實有所耳聞，那么，它究竟是怎樣一種技術(shù)呢？它有哪些顯著特征，又是如何應(yīng)用的呢？

虛擬現(xiàn)實是利用計算機技術(shù)，對現(xiàn)實的運動進行模擬和聲像演示.虛擬現(xiàn)實中的“現(xiàn)實”是泛指在物理意義上或功能意義上存在于世界上的任何事物或環(huán)境，它可以是實際上可實現(xiàn)的，也可以是實際上難以實現(xiàn)的或根本無法實現(xiàn)的.而“虛擬”是指用計算機生成的意思.因此，虛擬現(xiàn)實是指用計算機生成的一種特殊環(huán)境，人可以通過使用各種特殊裝置將自己“投射”到這個環(huán)境中，并操作、控制環(huán)境，實現(xiàn)特殊的目的，即人是這種環(huán)境的主宰.

虛擬現(xiàn)實有三方面的含義．第一，虛擬現(xiàn)實是借助于計算機生成逼真的“實體”，實體是對于人的感覺（視、聽、觸、嗅）而言的；第二，用戶可以通過人的自然技能與這個環(huán)境交互，自然技能是指人的頭部轉(zhuǎn)動、眼動、手勢等其他人體的動作；第三，虛擬現(xiàn)實往往要借助于一些三維設(shè)備和傳感設(shè)備來完成交互操作.近年來，虛擬現(xiàn)實技術(shù)已逐漸從實驗室的研究項目走向?qū)嶋H應(yīng)用.目前在軍事、航天、建筑設(shè)計、旅游、醫(yī)療和文化娛樂及教育方面得到不少應(yīng)用.在國內(nèi)，有關(guān)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的項目已經(jīng)列入計劃，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究和應(yīng)用正在全面展開.

那么，虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有哪些顯著特征呢？

虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有四大特征：

多感知性——所謂多感知是指除了一般計算機技術(shù)所具有的視覺感知之外，還有聽覺感知、力覺感知、觸覺感知、運動感知，甚至包括味覺感知、嗅覺感知等.理想的虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)該具有一切人所具有的感知功能.由于相關(guān)技術(shù)，特別是傳感技術(shù)的限制，目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)所具有的感知功能僅限于視覺、聽覺、力覺、觸覺、運動等幾種.

浸沒感——又稱臨場感，指用戶感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實程度.理想的模擬環(huán)境應(yīng)該使用戶難以分辨真假，使用戶全身心地投入到計算機創(chuàng)建的三維虛擬環(huán)境中，該環(huán)境中的一切看上去是真的，聽上去是真的，動起來是真的，甚至聞起來、嘗起來等一切感覺都是真的，如同在現(xiàn)實世界中的感覺一樣.

交互性——指用戶對模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度（包括實時性）.例如，用戶可以用手去直接抓取模擬環(huán)境中虛擬的物體，這時手有握著東西的感覺，并可以感覺物體的重量，視野中被抓的物體也能立刻隨著手的移動而移動.

構(gòu)想性——強調(diào)虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)具有廣闊的可想象空間，可拓寬人類的認知范圍，不僅可再現(xiàn)真實存在的環(huán)境，也可以隨意構(gòu)想客觀不存在的甚至是不可能發(fā)生的環(huán)境.

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用極為廣泛，目前在娛樂、教育及藝術(shù)方面的應(yīng)用占據(jù)主流，其次是軍事與航空，另外在醫(yī)學(xué)、商業(yè)、可視化計算、制造業(yè)等方面也有相當(dāng)?shù)谋戎?

在教育領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有廣泛的作用和影響.尤其在科技研究、虛擬仿真校園、虛擬教學(xué)、虛擬實驗、教育娛樂等方面的應(yīng)用更為廣泛.如北京航空航天大學(xué)在分布式飛行模擬方面的應(yīng)用；浙江大學(xué)在建筑方面，進行的虛擬規(guī)劃、虛擬設(shè)計的應(yīng)用.天津大學(xué)更是早在１９９６年，就開發(fā)了虛擬校園（如右圖）.讓沒有去過天津大學(xué)的人，好好領(lǐng)略了一下近代史上久負盛名的大學(xué).那時國際互聯(lián)網(wǎng)剛剛進入中國，網(wǎng)絡(luò)教育還未開始，天津大學(xué)已有如此的杰作，實在難得.

自從虛擬現(xiàn)實技術(shù)誕生以來，它已經(jīng)顯示出巨大的經(jīng)濟、軍事和社會效益，與網(wǎng)絡(luò)、多媒體并稱為２１世紀最具應(yīng)用前景的三大技術(shù)．

責(zé)任編輯 蔡華杰