一、 虚拟现实技术概念
虚拟现实技术（Virtual Reality Technology）是一门集成了人与信息的科学。它利用计算机生成逼真的三维视觉、听觉、嗅觉等各种感觉，使用户通过适当装置，自然地对虚拟现实世界进行体验和交互作用。这些环境可以是真实的，也可以是想象的世界模型，其目的是通过人工合成的经历来表示信息。虚拟现实是融合了许多人的因素，且放大了它对个人感觉影响的工程。虚拟现实技术是建立在集成诸多学科如心理学、控制学、计算机图形学、数据库设计、实时分布系统、电子学、机器人及多媒体技术之上的。简单地说，虚拟现实技术就是利用计算机技术，对现实的运动进行模拟和声像演示。
二、 虚拟现实系统组成
1. 效果发生器。效果发生器是完成人与虚拟环境交互的硬件接口装置，包括人们产生现实沉浸感受到的各类输出装置，例如头盔显示器、立体声耳机、头部方位探测器和数据手套等。
2. 实景仿真器。实景仿真器是虚拟现实系统的核心部分，它实际上是计算机软硬件系统，包括软件开发工具及配套硬件组成，其任务是接受和发送效果发生器产生或接收的信号。
3. 应用系统。应用系统是面向不同虚拟过程的软件部分，它描述虚拟的具体内容，包括仿真动态逻辑、结构，以及仿真对象之间和仿真对象与用户之间交互关系。
4. 几何构造系统。它提供描述仿真对象物理属性，例如形状、外观、颜色、位置等信息，应用系统在生成虚拟世界时，需要这些信息。
三、 虚拟现实技术特征
1. 沉浸感。是指用户可以沉浸于计算机生成的虚拟环境中和使用户投入到计算机生成的虚拟场景中的能力，用户在虚拟场景中有“身临其境”的感觉。他所看到的、听到的、嗅到的、触摸到的，完全与真实环境中感受的一样，这是虚拟现实系统的核心。
2. 交互性。是指用户与虚拟场景中各种对象相互作用的能力。用户进入虚拟环境后，通过各种传感器与多维化的信息环境进行交互作用，用户可以进行各种的操作，虚拟环境会作出相应的响应，亦与真实的一样，如拿起虚拟环境中的一个篮球，你可以感受到球的重量，扔在地上还可以弹跳。交互性包含对象的可操作程度及用户从环境中得到反馈的自然程度、虚拟场景中对象依据物理学定律运动的程度等。
3. 想象性。是指通过用户沉浸在“真实的”虚拟环境中，与虚拟环境进行了各种交互作用，从综合集成的环境中得到感性和理性的认识，从而可以深化概念，萌发新意，产生认识上的飞跃。因此，虚拟现实不仅仅是一个用户与终端的接口，而且可以使用户沉浸于此环境中获取新的知识，提高感性和理性认识，从而产生新的构思。这种构思结果输入到系统中去，系统会将处理后的状态实时显示或由传感装置反馈给用户。如此反复，这是一个学习—创造—再学习—再创造的过程，因而可以说，虚拟现实是启发人的创造性思维的活动。
四、 虚拟现实技术分类
虚拟现实是从英文Virtual Reality一词翻译过来的，Virtual就是虚假的意思，Reality就是真实的意思，合并起来就是虚拟现实，是通过各种技术虚拟出来，让你感觉到就如真实的一样。
实际应用的虚拟现实系统可分为四类：
1. 桌面虚拟现实系统。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（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅助制造）、建筑设计、桌面游戏等领域。
2. 沉浸虚拟现实系统。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均可用这种系统。
3. 分布式虚拟现实系统。是在因特网环境下，充分利用分布于各地的资源，协同开发各种虚拟现实的利用。它通常是沉浸虚拟现实系统的发展，也就是把分布于不同地方的沉浸虚拟现实系统，通过因特网连接起来，共同实现某种用途。美国大型军用交互仿真系统NPSNet以及因特网上多人游戏MUD便是这类系统。
4. 增强现实系统。它是把真实环境和虚拟环境结合起来的一种系统，既可减少构成复杂真实环境的开销（因为部分真实环境由虚拟环境取代），又可对实际物体进行操作(因为部分系统系真实环境)，真正达到了亦真亦幻的境界，是今后发展的方向。
五、 虚拟现实技术的应用前景
虚拟现实技术的应用极为广泛，据权威机构调查结果表明：目前在娱乐、教育及艺术方面的应用占据主流，其次是军事与航空、医学、商业，另外在可视化计算、制造业等方面也有相当的比重，下面简要介绍其部分应用。
1. 医学。虚拟现实技术应用大致上有两类。一是虚拟人体，也就是数字化人体，这样的人体模型医生更容易了解人体的构造和功能。另一是虚拟手术系统，可用于指导手术的进行。
2. 娱乐、艺术与教育。丰富的感觉能力与3D显示环境使得虚拟现实技术成为理想的视频游戏工具。由于在娱乐方面对虚拟现实的真实感要求不是太高，故近些年来虚拟现实技术在该方面发展最为迅猛。
3. 军事与航天工业。模拟训练一直是军事与航天工业中的一个重要课题，这为虚拟现实技术提供了广阔的应用前景。利用虚拟现实技术模拟战争过程已成为最先进的多快好省的研究战争、培训指挥员的方法。战争实验室在检验预定方案用于实战方面也能起到巨大作用。我国“神七”飞行员上天前，曾利用虚拟空间技术进行了大量训练。
4. 商业。虚拟现实技术常被用于推销。例如，建筑工程投标时，把设计的方案用虚拟现实技术表现出来，便可把业主带入未来的建筑物里参观，如门的高度、窗户朝向、采光多少、屋内装饰等，都可以感同身受。它同样可用于旅游景点以及功能众多、用途多样的商品推销。
5. 技术开发。虚拟现实技术可缩短开发周期，减少费用。例如，汽车生产企业可以利用虚拟现实技术，使设计的新车直接从计算机屏幕投入生产线，完全省略了中间的试生产，大大减少了设计差错和中间环节。利用虚拟现实技术还可以进行汽车冲撞试验，不必使用真的汽车便可显示出不同条件下的冲撞后果。
六、 总结
虚拟现实技术是本世纪发展的重要技术之一，作为一门科学和艺术将会不断走向成熟，在各行各业中将得到广泛应用，并发挥神奇的作用。当然，虚拟现实技术还是一门年轻的科学技术，尚存在不少有待解决的问题。例如，在计算机生成的虚拟环境中，操作者每次转动头部，计算机必须更新三维图像，由于更新的数据太大，以致计算机还无法完成月实时运算。这就造成了系统滞后。但不管怎样，虚拟现实技术毕竟开辟了富有发展潜力的新领域，它会随着时间的推移日臻完善，发挥的作用也将会越来越大。
(凌源市职教中心)
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