虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用研究

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)內(nèi)蒙古有限公，呼和浩特 010000）

1 引言

英文中的Virtual Reality簡(jiǎn)稱VR，就是我們所說(shuō)的虛擬現(xiàn)實(shí)，是以可用于計(jì)算信息的沉浸式交互環(huán)境為運(yùn)行基礎(chǔ)的，通俗的講，就是運(yùn)用高科技的電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，生成一種虛擬的環(huán)境，帶個(gè)人們逼真的視聽等觸覺(jué)，用戶通過(guò)特殊的設(shè)備特定的方式與虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行交流、影響，從而帶來(lái)一種身臨其境的真實(shí)感受與體驗(yàn)。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)特征

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有四種特征，第一，具有沉浸性，通過(guò)計(jì)算機(jī)構(gòu)建一種虛擬的環(huán)境，讓參與者在這種特定的虛擬環(huán)境中感受到與真實(shí)世界一樣的感覺(jué)，就像身臨其境一樣。第二，具有交互性，在計(jì)算機(jī)所構(gòu)建的虛擬環(huán)境中，用戶可以操控虛擬物體，并且能夠從虛擬物體上得到反饋。第三，具有想象力，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有著較為廣闊的想象空間，不僅能模擬構(gòu)建現(xiàn)實(shí)世界，還能模擬構(gòu)建不存在的環(huán)境。第四，具有多感知性，一般來(lái)講計(jì)算機(jī)能夠讓我們感受到視覺(jué)、聽覺(jué)兩種感知，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)除了視覺(jué)、聽覺(jué)以外還能模擬出一般計(jì)算機(jī)無(wú)法提供的觸覺(jué)、味覺(jué)等感覺(jué)。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

3.1 教育與培訓(xùn)

能將三維空間的事物清晰地表達(dá)出來(lái)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特性，這種特性能夠讓學(xué)習(xí)者直接的參與到虛擬環(huán)境中的學(xué)習(xí)中去，并且能夠通過(guò)多種形式參與到事態(tài)的發(fā)展過(guò)程之中，由此能夠自由的控制和操作整個(gè)虛擬環(huán)境。這種虛擬培訓(xùn)環(huán)境的多維信息，能夠給學(xué)習(xí)者提供著最直接的、最有效的學(xué)習(xí)方式。在虛擬實(shí)驗(yàn)室、生態(tài)教學(xué)、特殊教育、專業(yè)訓(xùn)練等教育與培訓(xùn)領(lǐng)域中虛擬現(xiàn)實(shí)有著較大的優(yōu)勢(shì)。

3.2 軍事領(lǐng)域

航天和軍事訓(xùn)練是最先引用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的軍事領(lǐng)域，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以模擬出飛行器和新式武器的操縱及訓(xùn)練，相比于實(shí)際操作而言減少了很大的危險(xiǎn)元素。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能夠在虛擬環(huán)境中模擬出真實(shí)世界的場(chǎng)景，可以進(jìn)行大規(guī)模的軍事演習(xí)和訓(xùn)練，而虛擬的演習(xí)環(huán)境往往和真實(shí)世界的環(huán)境基本一樣，參與人員可以感受到真實(shí)戰(zhàn)場(chǎng)的感覺(jué)，這對(duì)于軍事領(lǐng)域有著極為深遠(yuǎn)的意義，同時(shí)也具備著廣泛的軍事應(yīng)用前景。

3.3 工業(yè)領(lǐng)域

迄今為止，工業(yè)領(lǐng)域業(yè)已大量的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，就那汽車行業(yè)來(lái)說(shuō)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅是一個(gè)復(fù)雜的仿真工具，同時(shí)還是最新的技術(shù)研發(fā)途徑。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠建立一個(gè)人工的自然環(huán)境，在此環(huán)境中，人們可以自然的進(jìn)行汽車駕駛、操作和設(shè)計(jì)等實(shí)際活動(dòng)。在汽車設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和培訓(xùn)等方面虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)同樣也廣泛應(yīng)用，比如，能通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)而創(chuàng)建三維的汽車模型，汽車的懸掛、底盤、內(nèi)飾等每個(gè)部件構(gòu)造都能清晰的顯示出來(lái)。

3.4 娛樂(lè)與藝術(shù)

在娛樂(lè)界也大量地應(yīng)用著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，比如電視臺(tái)所利用的虛擬演播室，這種新型的演播系統(tǒng)只需要演員和道具而不需要真實(shí)的場(chǎng)景，這給了觀眾一種耳目一新的感覺(jué)，同時(shí)也為電視創(chuàng)作提供了更為廣闊的空間，并且能夠降低節(jié)目成本、豐富節(jié)目包裝形式。不過(guò)就目前而言，我國(guó)的電視臺(tái)及媒體機(jī)構(gòu)除去中央電視臺(tái)、鳳凰衛(wèi)視等一些大媒體外，其他傳媒機(jī)構(gòu)所運(yùn)用的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還較為粗淺。對(duì)于娛樂(lè)而言，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用的要求并不高，因此，在娛樂(lè)界虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展最為快速。VR技術(shù)是顯示信息的載體，因此，在藝術(shù)領(lǐng)域方面也具備著較大的發(fā)展?jié)摿?。VR技術(shù)的臨場(chǎng)參與感和交互能力的特性能夠?qū)⒂彤?、雕塑等靜態(tài)的藝術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)的藝術(shù)展示出來(lái)，讓人可以更好的去欣賞藝術(shù)。

4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究現(xiàn)狀與前景

4.1 目前存在的問(wèn)題

（1）硬件基礎(chǔ)的限制。一個(gè)高質(zhì)量的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，必須要求規(guī)格較高的外部設(shè)備，設(shè)備的精度和舒適度必須提高。（2）圖形生成技術(shù)較為落后。在虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中圖形的變化必須要跟人的動(dòng)作變化相一致，而目前我們的圖形生成技術(shù)還較為落后，圖形轉(zhuǎn)換不太理想。（3）三維數(shù)據(jù)量較大。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)需要很多模型，因此占用的空間較大，目前的寬帶速度極難跟上，比關(guān)切可能加大計(jì)算機(jī)的負(fù)載。（4）缺乏人性化。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是通過(guò)鼠標(biāo)、鍵盤、頭盔等工具進(jìn)行虛擬模擬的，是不具備人性化的，因此可以增加一些人性化的處理。

4.2 未來(lái)發(fā)展方向

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展受到很多方面的制約，要想虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)全面發(fā)展就必須要從以下幾方面入手；人機(jī)交互界面技術(shù)；感知研究領(lǐng)域；高效的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件和計(jì)算方法；硬件設(shè)施；智能虛擬環(huán)境等。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正在迅猛的發(fā)展，它是全球信息化的重要特征，并正在不斷的改變著我們的生活和工作及學(xué)習(xí)。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也展現(xiàn)出了非常廣闊的發(fā)展前景，已經(jīng)成為信息化時(shí)代最具發(fā)展前途的技術(shù)之一。至此也希望我國(guó)的科學(xué)研究者加大研究力度，努力讓我國(guó)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。我們期待有一天，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)成為一種對(duì)多維信息處理的強(qiáng)大系統(tǒng)，成為人進(jìn)行思維和創(chuàng)造的助手和對(duì)人們已有的概念進(jìn)行深化和獲取新概念的有力工具。