虚拟现实技术探究

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1、虚拟现实技术探究1虚拟现实虚拟现实(VR-Virtualreality),乂称为灵境，是一种可以创造和体验虚拟世界的计算机系统，虚拟世界是由计算机生成的，通过视、听、触觉等作用于用户，使Z产生身临其境的沉浸感、交互感。虚拟现实技术实际上是包括计算机图形学、图象处理与模式识别、智能接口技术、人工智能技术、多传感器技术、语言处理与响应技术、网络技术、并行处理技术和高性能计算机系统的集合。由丁•“需求推动苗11“技术推动”的原因，虚拟现实技术在农业脱粒机械的开发与研究中有广泛的应用，其前景十分诱人。虚拟

2、现实技术发展较快，而且是十分活跃的技术领域Z—美国、H本、英国等国的政府机构和许多人公司特别重视这方面的研究工作。2虚拟现实技术2」虚拟现实技术的概念什么是虚拟现实技术?至今为止，还没有一个确切的定义。从木质上来讲，虚拟现实技术是一种先进的以用户为核心的计算机接口。通过给用户提供诸如视、听、触觉等各种直观而乂白然的实时感知交互手段，实现用户与坏境直接地进行白然交互，从而达到身临其境的感知。这里所谓环境就是由计算机生成的虚拟世界。虚拟现实技术冇助于减少人与计算机的隔阂，有助于人在认识问题的认识空间与

3、计算机的处理空间趋向一致.2.2虚拟现实技术的特征虚拟现实技术有三个最突出的特征:交互性(Interactivity).沉浸感(Immersion)和想象(Imagination)°即所谓的三I特征。2.2.1交互性指用户与虚拟场景中的各种対象相互作用的能力，它是人机和谐的关键性因素。交互性包括对象的一可操作程序及用户从环境屮反馈的自然程度。虚拟场景屮对象依据物理定律运动。VR是口主参考系，以用户的视点变化进行虚拟交换，这个过程最重要的因素是实吋性。2.2.2沉浸感这是VR系统的核心，使用户投人到

4、计算机生成的虚拟场景中去，用户成为系统的一部分，有“身临具境”之感。223想像VR不仅仅是一个用户终端接口，而且可使用户沉浸其屮获得新知识，提高感性和理性认识，从而产牛新的构想。这种想像结果输入到系统屮去，系统会将处理后的状态实时的显示或由传感器装置反馈给用户，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，VR是启发人的创造性思维的活动。2.3虚拟现实的硬件与软件VR系统实际就是一个计算机系统，它必需有硬件为软件的支持才能正常工作。计算机硬件包括PC、工作站和超级计算机以及各种实

5、现视、听、触、嗅、力觉效果的输人输出设备。而软件集成了开发虚拟现实所盂的模拟管理、实时描绘，忖标悸理，动画插人、传感器输人、纹理映射、图形显示等各种功能，提高了虚拟现实系统的开发效率。以下介绍一些常用的输人输出设备和虚拟现实开发软件。2.3.1常川的输人设备二维鼠标器。二维鼠标器是一•个二自山度的输人设备。浮动鼠标器.浮动鼠标器在桌血上类似于上述的二维鼠标器，但当它离开桌面示，就成为一个六自由度的鼠标器。手持式操纵器。手持式操纵器包含一个位置跟踪探测器和几个按钮，专门放在手中使用。力矩球。力矩球安

6、装在一个小型的固定平台上，可以提供六自由度的功能。数据手套.数据手套可以探测手指间的相对运动。当手运动时，手套检测这些活动，并向计算机送出电信号，这些电信号可转化为虚拟手的动作，你可以看到虚拟手随着你的真手在虚拟环境中活动。数据手套允许手去抓或推动虚拟物体。数据衣。数据衣是一种穿在参与者身上，把他的整个身体中各部位的数据输人到计算机的装置。它可以使虚拟环境的虚拟人，随参与者一起活动。语咅识别。语音识别是一种很有发展前途的虚拟现实输人技术•它允许参与者对着连接计算机的拾音器说话，而不需要键盘和其他手

7、工操作的设备输人数据。2.3.2常用的输出设备立体声耳机。声音可以人人增强虚拟环境屮的真实程度，立体声耳机使得参与者在虚拟现实环境中有一种身临其境的感觉。立体眼镜。人的视觉在虚拟环境中起着重要的作用。为了增强虚拟坏境的现实感，参与者在虚拟坏境屮所看到的物体和景物必须具有立体感。立体眼镜可以为参与者提供立体图像。头盔式就示器。这是一种当前比较高级的虚拟现实设备。它山一个立体图像显示器，一•副立体声耳机和一个位置跟踪设备组成。位置跟踪设备用于将参与者的头部位置及运动方向告诉计算机，计算机据此调整该参与

8、者的图像，从而使得呈现的图像更富于真实感。2.3.3虚拟现实常用的开发软件虚拟现实常用的图形建模软件有OPENGL、CAD、3DS—MAX等等。典型的虚拟现实软件包有MR、WTK、PROvision系统等。MR(minimalreality)是由美国Alberta大学的MarkGreen教授和他领导的开发队伍开发的用于虚拟现实环境的工具包，对于那些希望进行虚拟现实研究的机构而言，MR可以被免费使用。WTK(WorldToolKit)是由SensensCorpora-tion用于虚拟