vr与ar技术的发展与前景

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1、VR与AR技术的发展与前景摘要：VR与AR技术的发展，使人们实现了现实世界与虚拟世界相互融合与互动的梦想。虚拟现实技术与增强现实技术的产生，对传统的媒体方式进行了天翻地覆的改变。文章的主旨是为了解VR与AR技术并且对其发展历程进行分析，从而展开对其未来发展前景的推测。关键词：VR与AR技术；虚拟现实；增强现实;发展过程；前景展望近年来，随着VR与AR技术的研发与进步，使大家对虚拟现实技术的接受程度越来越高。自2014年初Facebook公司以20亿美元收购Oculus（虚拟现实头带设备设计与研发公司）之后，大家的目光都聚焦到

2、这一领域，许多大企业纷纷加入到硬件开发及软件制作的行列里。不到两年的时间里，从全景视频制作、虚拟现实游戏设计、球型摄像机的研发、可穿戴式交互产品设计等基于虚拟现实技术而生的产业链稳步发展。1什么是VR与AR?VR是英文VirtualReality的简称，即虚拟现实技术。20世纪60年代由著名计算机科学家、图灵奖获得者伊万?萨瑟兰（IvanSutherland）美国提出。VR是一种计算机生成的可交互的三维动态效果，将它作为虚拟的背景或环境，与参与者的实体行为产生实时互动的技术。参与者通过VR设备，让虚拟世界的视角与真实的摇摆、

3、旋转、行走等行为动作完全匹配。简单的说，就是让参与者带上虚拟现实头戴设备（头部跟踪器）、仿真交互手套（手部跟踪器）、眼睛视向跟踪器等硬件设备，通过实时性运动追踪，同时在虚拟场景中产生互动的行为，从而达到沉浸式仿真效果。VR—般使用不透光的显示设备，用户不能看到外部世界，完全沉浸于虚拟世界中。AR是英文AugmentedReality的简称，即增强现实技术。这种技术是1990年提出的，其目的为了将真实的信息与虚拟世界的信息同时显示出来。这两种信息相互补充、叠加，在显示器里把虚拟世界堆叠在现实世界中，并进行实时地计算摄影机影像的

4、位置及角度，使虚拟影像与真实世界产生完全匹配并且实时互动。AR—般采用透明的设备或者通过带有摄像头的显示屏。通过这些设备，用户可以看到虚拟信息和像加载到现实世界的景象。2VR与AR技术的研究与发展1961年，美国Philco公司发明了头戴式显示系统。此系统的原理，是利用了磁铁的磁效应。相机和测试者分别设置于两个不同的房间，通过测试者头部转动，来调整与磁铁相连接的相机的位置和角度，目的是观测另一个房间的景象。这也是历史上第一个实现远程监控的实验。1968年，第一台虚拟现实的原型机问世，这台名为“达摩克利斯之剑”的头戴式显示器的

5、发明者是哈弗大学电气工程副教授伊万?萨瑟兰__当代著名计机科学家、图灵奖获得者。整套系统能够将二维线图转换为三维效果的图像，投射在用户头顶的天花板上，并通过手动操作控制连接杆和头戴设备来获得虚拟影像。之后，随着虚拟现实技术的研发与进步，逐步提高了头戴式显示系统交互方面的尝试和改进。最原始的头戴式显示系统，用全景的方式观测观看影片或者显示游戏，却无法实现交互功能。这个显示器的显示角度与人眼的视角相似。人眼的视角极限大约为垂直方向150度，水平方向230度，如果屏幕大小接近视角范围，就会给人一种身临其境的感觉。南加州大学的工程师

6、帕尔默?拉奇自行设计、开发了几个头戴式设备的原型机。后成立了OculusVR公司。2012年，Oculus发起了关于Rift的众筹活动，最终以众筹目标974%比例获得243万美元资金。这个资金让OculusRift从一个原型升级为投入量产的商业产品。2014年3月，Facebook以20亿美元收购OculusVR并且建立高水平的软硬件研发团队，为用户带来更高水准的虚拟现实体验。随后，各大公司都对虚拟现实设备进行投资，其中有谷歌、索尼、HTC、三星等。增强现实与虚拟现实技术的发展，离不开人们对于某些特定领域的特殊要求。比如军队

7、的模拟作战训练、航天器模拟训练等等，都对技术研发起到了推动性的作用。1961年，美国空军路易斯?罗森伯格在阿姆斯特朗实验室中，开发出对机器的远程操作系统VirtualFixtures[l]。随后，研究方向转至增强现实，即如何以虚拟图像叠加至用户的真实世界画面中。1998年，世界上第一次成功的将增强现实技术应用于电视节目的实时直播。美国电视台大胆的运用了1st&Ten系统将橄揽球比赛中可进攻区域用黄色线条标注在屏幕上，实现了电视屏幕上的可视化。1999年，由奈良先端科学技术学院的加藤弘教授开发了增强现实开发工具ARToolKi

8、t--利用C++语言让编程人员快速编写增强现实应用程序库。开发增强现实程序的难点在于如何将实际发生中的运动轨迹与虚拟图像精确对齐，并且将虚拟影像实时的覆盖到显示窗口。利用该系统所提供的快速和准确的标记跟踪功能，实现了消费级别增强现实的可实践性。2005年，开发者通过将ARToolKit与软