VR虛擬現實技術概論

——由方垚VR虛擬現實Part01虛擬現實是什么

Part02虛擬現實的應用及現狀Part03虛擬現實系統的實現技術與發(fā)展趨勢

目錄虛擬現實技術在生活中出現得越來越多，實際上在軍事、醫(yī)學、航空航天、智慧城市等諸多領域，虛擬現實技術大有用武之地。虛擬現實與各行業(yè)的關系類似于數學和物理，將成為人難以區(qū)分的真實和虛擬兩個世界，或者是虛實混合的新世界。Part01

一、虛擬現實是什么

VR的目標是以計算機技術為核心，結合其他相關科學技術，生成與一定范圍現實世界在視、聽、觸覺等方面高度近似的數字化環(huán)境，人們通過一些交互設備與該數字化環(huán)境進行交互，能夠產生親臨現實世界的體驗。VR具有的特征：一是沉浸感，參與者可以全身心沉浸于計算機生成的三維虛擬環(huán)境中；二是交互性，參與者可以通過一些VR交互設備和虛擬環(huán)境中的對象進行交互，產生與對應真實環(huán)境中的對象進行交互的體驗?，F在自然交互、體感交互是非常熱的一個研究方向。三是構想性，參與者在虛擬環(huán)境中可以激發(fā)想象，或者可以構想未來世界和歷史世界。Part02 虛擬現實的應用及現狀VR將成為一個發(fā)展趨勢。針對VR在有關領域的應用現狀，以及VR可以達到的技術水平，下面進行展示和介紹。1.國防軍事

許多科學技術都是首先在軍事領域得到應用，包括VR技術。構成分布式虛擬戰(zhàn)場環(huán)境，進行異地的軍事訓練。軍事仿真訓練的優(yōu)勢，是可以構造任何作戰(zhàn)地形環(huán)境和作戰(zhàn)目標，并節(jié)約大量經費。

在裝備設計、研發(fā)過程中，可以采用虛擬樣機技術。

現在建筑行業(yè)也在開發(fā)應用VR，可以將建筑效果和整個施工全過程完全三維化地呈現給甲方，而且和結構設計相結合，對建筑設計帶來重大影響。VR家裝設計與體驗系統。可以沉浸式地選擇體驗不同的壁紙、地板等裝飾材料和圖案，以及家具的擺放效果。很顯然VR技術將對這一領域帶來巨大影響。

2.裝備制造

3.航空航天

航空航天領域應用VR也比較早。駕駛員戴著頭盔進行操作，測試飛機儀表布局、色度，起落時的光照是否合適，依此對設計進行調整。虛實融合的監(jiān)控系統，把監(jiān)控區(qū)域視頻圖像與周邊虛擬環(huán)境融合在一起，也可以把相鄰監(jiān)控區(qū)域的視頻無縫融合，提升了監(jiān)控系統的性能、功能和適人化水平。

4.安防監(jiān)控。5.醫(yī)療健康

VR在醫(yī)療健康領域極具發(fā)展?jié)摿?。首先是對人體及人體器官的三維可交互展示，這樣就可以通過虛擬手術模擬器對大夫進行手術培訓。還可以構建個性化病體器官模型，進行具體的手術規(guī)劃和預演，從而大幅度提升手術效果，對醫(yī)療手術帶來顛覆性影響。目前在電子子商務方面面，比如在在淘寶網上上，采用VR技術，，不但可以以看到商品品的逼真三三維形象，，還可以進進行首飾、、服裝等的的試穿、試試看。6.電子商商務整個比賽場場景、過程程都是立體體全息的，，大家可以以想象它在在未來的影影響會有多多大。7.體育領域數字化文化化保護與利利用是VR技術的傳傳統應用領領域。通過過VR技術術可以再現現歷史文化化遺產，特特別是非物物質文化遺遺產，使得得參與者可可以穿越時時空，體驗驗歷史文化化。8.文化保保護9.教育培培訓教育領域對對VR有巨巨大應用需需求。目前前的網絡教教育課件都都是文字和和圖片，無無法進行實實驗教學，，通過VR技術可以以實現交互互式物理、、化學等的的仿真實驗驗，還有醫(yī)醫(yī)學教學等等各種實驗驗。Part03虛擬現實系系統的實現技術與與發(fā)展趨勢勢實現一個VR系統，需要要三方面的的技術，即即：建模、表現現與交互首先是現實世界的的對象在計計算機數字字空間的表表示問題，，也就是建建模。建模需要要通過數學學、物理，，以及各種種數字化方方法將現實實世界中的的對象、對對象之間的的關系、相相互作用及及動態(tài)變化化所遵循的的規(guī)律，映映射為數字字空間中的的各種動靜靜態(tài)數據表表示。（一）建模模第二類問題題是虛擬環(huán)環(huán)境對象的的表現,包包括視、聽聽、觸/力力、嗅/味味等的表現現。VR表現技技術將虛擬擬環(huán)境中的的各種對象象模型通過過不同的表表現方法、、算法渲染染在表現設設備上，以以沉浸方式式呈現給用用戶。（二）表現現第三類問題題是人對虛虛擬環(huán)境中中對象的操操作,以及及虛擬環(huán)境境對象對現現實世界的的作用，也也就是VR人機交互互問題，主主要涉及人人或外部世世界與虛擬擬環(huán)境之間間互相作用用的信息交交換方式與與人機交互互設備。（三）人機機交互總結：VR技術的的發(fā)展可以以給許多行行業(yè)帶來升升級換代式式發(fā)展，如如航空航天天、國防軍軍事、裝備備制造、智智慧城市、、醫(yī)療健康康、公共安安全、文化化教育等；；會對許多多產業(yè)產生生顛覆性影影響，如影影視、游戲戲、旅游、、商務、社社交網絡等等，同時可可望形成新新型的VR產業(yè)生長長點，如VR人機交互設備產產業(yè)，行業(yè)業(yè)應用模擬擬器、虛擬擬環(huán)境產業(yè)業(yè)，VR