毕雷-虚拟现实

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1、毕雷虚拟现实发展综述虚拟现实一、概念二、技术特征五、发展历程简述三、技术分类六、国内外研究现状七、研究困境与发展方向四、应用退出虚拟现实的概念虚拟现实(VirtualReality，简称VR)，是一项综合集成计算机图形学、人机交互技术、传感器技术、人机接口技术以及人工智能技术等，利用计算机生成逼真的三维视觉、听觉、嗅觉等各种感觉，用户可以通过适当的装置，在虚拟现实世界进行各项体验和交互。“灵境技术”、“虚拟环境”、“赛伯空间”、“模拟实境”、“虚拟实境”、“仿真技术”等词都可以是虚拟现实的不同术语和形式。虚拟现实的技术特征三个特征，即：沉浸性（Immersion）、交互

2、性（Interaction）、想象性（Imagination）。沉浸性是是指用户借助各类先进的传感器进入虚拟环境，并产生“身历其境”之感，即所看到的、听到的、嗅到的、触摸到的，与真实环境中完全一样。交互性是是指用户进入虚拟环境后，以自然的方式与虚拟场景中各种对象进行相互作用的能力。想象性是是VR逼真性与实时交互性而使用户产生的更丰富的联想，扩大用户的认知领域，提高认知能力。虚拟现实技术的分类一、桌面虚拟现实系统也称窗口中的虚拟现实。它可以通过计算机显示器或其它台显示器的屏幕为虚拟环境的显示装置，其特点是虚拟系统视野小，沉浸度差，是一种初级的虚拟现实系统。但它的成本与制作

3、要求低，易于普及和实现。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。CAD（计算机辅助设计）CAM（计算机辅助制造）建筑设计桌面游戏（二）沉浸的虚拟现实沉浸式虚拟现实系统是一种高级的虚拟现实系统，它提供一个完全沉浸的体验，使用户有一种置身于虚拟境界之中的感觉。它利用头盔式显示器或其它设备，把参与者的视觉、听觉和其它感觉封闭起来，并提供一个新的、虚拟的感觉空间，并利用位置跟踪器、数据手套、其它手控输入设备、声音等使得参与者产生一种身临其境、全心投入和沉浸其中的感觉。沉浸式虚拟系统是一套比较复杂的系统，它的优点是使用户

4、全身心地沉浸到虚拟世界中去，缺点是系统设备价格昂贵，难以普及推广。三、分布式虚拟现实系统是指利用因特网将分布于各地的资源连接起来，实现多个用户通过网络同时参加一个虚拟空间，共同体验虚拟经历，对同一虚拟世界进行观察和操作，达到协同工作的目的，从而将虚拟现实的应用提升到了一个更高的境界。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。四、增强现实又称混合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，既允许用户看到真实世界，同时也可以看到叠加在真实世界的虚拟对象，这种系统可减少构成复杂真实环境的开销又可对实际物体进行操作，真正达到了亦真亦幻的

5、境界。概括起来大致为三个阶段：一、20世纪50年代到70年代——探索阶段1965年“虚拟现实技术之父”LvanSuthedand博士首次提出了具有交互图形显示、力反馈设备以及声音提示的虚拟现实系统的基本思想，随后几年又展开_『头盔式显示器(HMD)的研制工作，取得了显著的成绩，因此这一理论影响至今。在第一个HMD的样机完成不久，研制者又把能模拟力量和触觉的力反馈装置加入到这个系统中。1970年，出现了第一个功能较齐全的HMD系统。虚拟现实技术的发展概述二、80年代前中期——从实验室走向实用的阶段1980年，美国JaronLanier正式提出了“VirtualRealit

6、y”一词。美国宇航局(NASA)及美国国防部组织了一系列有关虚拟现实技术的研究,并取得了令人瞩目的研究成果．从而引起了人们对虚拟现实技术的广泛关注。随后开发出用于火星探测的虚拟环境视觉显示器，将火星探测器发同的数据输入计算机，为地面研究人员构造了火星表面的三维虚拟环境。三、90年代初到21世纪初——快速发展时期到了90年代．计算机硬件技术与软件系统极大的推动虚拟现实技术的发展，加速了大型数据集合的声音和图像的实时动画制作的发展。1993年11月。宇航员利用虚拟现实系统成功地完成了从航天飞机的运输舱内取出新的望远镜面板的工作，用VR技术设计出由300万个零件组成的波音77

7、7飞机；1996年10月31日，世界第一个虚拟现实技术博览会在伦敦举行；同年12月，世界第一个虚拟现实环球网在英国投入运行。国内外虚拟现实的发展及其现状（一）美国研究状况美国作为VR技术的发源地，其研究水平基本上就代表国际VR发展的水平。近年来,虚拟现实在美国航空航天和军事领域的若干成功应用所获得的巨大经济效益和社会效益，促使美国政府进一步加大了对虚拟现实技术研究的支持力度。在军事领域，虚拟现实在以下三个方面发挥重大作用：（1）武器系统性能评价；（2）武器操纵训练；（3）指挥大规模军事演习。因为这将大幅度降低以上三者所需的费用，极大地提高