虚拟现实技术

吴雪婵

近年来，相信不少同学对虚拟现实有所耳闻，那么，它究竟是怎样一种技术呢？它有哪些显著特征，又是如何应用的呢？

虚拟现实是利用计算机技术，对现实的运动进行模拟和声像演示.虚拟现实中的“现实”是泛指在物理意义上或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境，它可以是实际上可实现的，也可以是实际上难以实现的或根本无法实现的.而“虚拟”是指用计算机生成的意思.因此，虚拟现实是指用计算机生成的一种特殊环境，人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中，并操作、控制环境，实现特殊的目的，即人是这种环境的主宰.

虚拟现实有三方面的含义．第一，虚拟现实是借助于计算机生成逼真的“实体”，实体是对于人的感觉（视、听、触、嗅）而言的；第二，用户可以通过人的自然技能与这个环境交互，自然技能是指人的头部转动、眼动、手势等其他人体的动作；第三，虚拟现实往往要借助于一些三维设备和传感设备来完成交互操作.近年来，虚拟现实技术已逐渐从实验室的研究项目走向实际应用.目前在军事、航天、建筑设计、旅游、医疗和文化娱乐及教育方面得到不少应用.在国内，有关虚拟现实技术的项目已经列入计划，虚拟现实技术的研究和应用正在全面展开.

那么，虚拟现实技术具有哪些显著特征呢？

虚拟现实技术具有四大特征：

多感知性——所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉感知、嗅觉感知等.理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能.由于相关技术，特别是传感技术的限制，目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种.

浸没感——又称临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度.理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假，使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中，该环境中的一切看上去是真的，听上去是真的，动起来是真的，甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的，如同在现实世界中的感觉一样.

交互性——指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度（包括实时性）.例如，用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体，这时手有握着东西的感觉，并可以感觉物体的重量，视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动.

构想性——强调虚拟现实技术应具有广阔的可想象空间，可拓宽人类的认知范围，不仅可再现真实存在的环境，也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境.

虚拟现实技术的应用极为广泛，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，另外在医学、商业、可视化计算、制造业等方面也有相当的比重.

在教育领域，虚拟现实技术具有广泛的作用和影响.尤其在科技研究、虚拟仿真校园、虚拟教学、虚拟实验、教育娱乐等方面的应用更为广泛.如北京航空航天大学在分布式飞行模拟方面的应用；浙江大学在建筑方面，进行的虚拟规划、虚拟设计的应用.天津大学更是早在１９９６年，就开发了虚拟校园（如右图）.让没有去过天津大学的人，好好领略了一下近代史上久负盛名的大学.那时国际互联网刚刚进入中国，网络教育还未开始，天津大学已有如此的杰作，实在难得.

自从虚拟现实技术诞生以来，它已经显示出巨大的经济、军事和社会效益，与网络、多媒体并称为２１世纪最具应用前景的三大技术．

责任编辑 蔡华杰