虚拟现实技术在多媒体通信中的应用与发展

周鹏程

摘 要 基于虚拟现实的多媒体通信将带给人们更加生动、直接、真实的体验，使通信从声音、图像、视频的二维通信向由声光电等元素所营造的三维通信环境转变。本文从虚拟现实技术的概念和特点出发，分析阐述基于虚拟现实的多媒体通信关键技术，并对未来应用前景进行了展望。

【关键词】虚拟现实 多媒体通信 应用

虚拟现实（Virtual Reality， VR）将在未来像手机和因特网一样深深影响我们的生活，它通过新的接口（头盔显示器、手持控制器等）为我们和计算设备之间提供更加生动、直观、自然的连接。像因特网一样，虚拟现实给我们提供了一种新的多媒体通信方式——真正使远距离通信以更加自然的面对面交谈形式进行。基于VR的多媒体通信技术甚至能为人们提供虚拟生活体验，人们在相隔很远的距离就能够通过全息虚拟实体一起吃饭、看电视、唱歌、跳舞、工作等。因此，VR通信将给人们的生活带来前所未有的革命性变化。

1 虚拟现实的概念和特点

虚拟现实技术是一种以计算机技术高科技技术为主要载体， 将现实生活中的场景或过程等转化成栩栩如生的虚拟环境， 并带给人们视听效果的技术。虚拟现实技术将计算机、图形学、多媒体、机器学习以及控制论等多种理论和技术融合为一体，将概念性事物抽象为具体进行显示，或是将远距离实物在所需位置以逼真的三维影像再现，从而转化为人们容易接受的事件， 实用性很强。虚拟现实技术主要有以下特征：

1.1 构想性

人们的思想、构思、感情等都是抽象的，语言、二维图像等很难对其进行形象化描述和呈现。虚拟现实技术则可以通过计算机模拟和声光电技术将人们所构想的抽象的事物转换为具体的事物，并生动、形象地呈现在人们面前。

1.2 沉浸性

通过虚拟现实技术，人们可以将自己融入到虚拟世界中，与虚拟世界中的人、事、物进行互动甚至是感情上的交流，从而经历与现实世界类似的生活、工作、学习经历，这样可以是人们很容易沉浸在虚拟现实技术所模拟的虚拟环境中。

1.3 全息性

全息性就是指虚拟现实技术能够将事物的所有信息通过计算机、声光电等多媒体手段全面地呈现在人们的面前，使人们不用接触到实物就能够从各方面对事物进行了解。

1.4 相交性

作为虚拟现实技术最重要的一个特征，相交性就是人们能够通过键盘、鼠标等控制设备对虚拟现实设备所呈现的虚拟环境和事物进行控制，使其与实际生活中的相关环境和事物一致，用户也可以通过对虚拟事物的操作和控制达到对实际事物相同的操作和控制。

2 基于虚拟现实的多媒体通信关键技术

基于VR技术的多媒体通信已经被很多研究机构和企业进行了验证，证明了其确实可行。在实现虚拟现实多媒体通信时，必须依靠以下关键技术：

2.1 实物虚化技术

实物虚化技术是现实世界空间向多维信息空间的一种映射，主要包括环境信息采集、基本模型构建、空间跟踪、声音定位、视觉跟踪和视点感应等关键技术，它能够将实际事物抽象、提取为多维信息空间的各种参数，并通过这些参数在所需要的时间和空间对事物进行虚拟化重构。

2.2 具有物理特性的虚拟传感技术

多媒体通信双方在虚拟环境中实现视觉、听觉、触觉等五官体验，同时实现对虚拟事物的动作来实现对虚拟现实环境的控制，需要能对虚拟事物和环境的传感技术，通过这种传感技术将虚拟事物和环境反馈到人体感官和大脑，同时通过虚拟传感技术感知人们的动作和思想、情绪等，并将其反馈给控制器，实现对虚拟事物和环境的操作控制。

2.3 虚拟环境处理技术

虚拟环境处理技术是虚拟现实通信的核心技术，它主要用于完成虚拟事物和环境的产生和处理，主要包括信息同步技术、实时逼真的三维影像生成与现实技术、三维定位和方向跟踪技术等。

2.4 高带宽低时延通信技术

基于虚拟现实的多媒体通信不仅要实时高质量传输声音、图像、立体影像等，还要实时高质量传输反馈控制信息，这就对通信系统的带宽和时延提出了非常高的要求。幸运的是，随着光纤通信、4G/5G等移动通信的技术的发展和应用，虚拟现实通信的高带宽低时延通信需求将逐步得到满足。

3 虚拟现实多媒体通信技术的应用分析

基于虚拟现实的多媒体通信技术在远程教育、电子商务、工业生产、交互式娱乐、虚拟生活等领域都有着及其广泛的应用前景。典型应用领域有：

3.1 远程教育

虚拟现实远程教育系统可以通过通信网络将老师的授课三维呈现在学生面前，甚至建立虚拟现实课堂，让老师和学生均能身临其境，更有利于老师和学生的互动，有些无法通过二维图像呈现的实验、肢体动作教学完全可以有虚拟现实系统模拟出来并传递给所有的学生，学生也可以通过通信网络将学习效果三维模拟反馈给老师。

3.2 电子商务

虚拟现实可以多媒体呈现商务洽谈和会议，也可以通过虚拟现实系统将商品的属性特性虚拟化，由通信网络传递给对方，并由显示系统呈献给对方，从而节省了时间和经费，提高商务效率。

3.3 工业生产

在工业生产中，生产厂家推出新产品，可通过虚拟现实系统模拟、虚拟化所设计的新产品的各种特点和属性，并模拟其使用效果，通过传感系统将使用效果反馈给厂家，厂家根据反馈结果对产品进行改进。也可可通过虚拟现实系统和通信网络将产品呈献给用户，由用户使用状况来确定下一步产品规划。

3.4 交互式娱乐

虚拟现实系统为各类不同用户呈现出三维的多媒体影音效果，其天生就具有娱乐因子。而虚拟现实系统给用户带来的前所未有的三维的、生动的、直接的感官体验和情感体验是其它娱乐系统根本无法实现的。用户可以通过虚拟现实系统进行唱歌、跳舞、游戏等各种身临其境的娱乐活动，足不出户就可以与亲人、朋友一起“玩耍”。

3.5 虚拟生活

虚拟生活概念提出有很长一段时间了，但是一直无法实现，虚拟现实系统的出现使虚拟生活在不久的将来成为可能。虚拟现实可通过多媒体通信系统将分布在各地的人们集中到同一个虚拟生活环境中，在该环境中生活、工作、学习，从事自己感兴趣的工作，和自己心仪的女孩谈一场恋爱等等。

4 结束语

虚拟现实是一个非常有前景的“老”技术，隨着通信和网络技术的高速发展，基于虚拟现实的多媒体通信将成为现实，并将我们的生活将产生巨大而深远的影响，相信随着技术的不断革新和进步，虚拟现实将很快走进我们的生活。

参考文献

[1]张颖南.计算机通信中虚拟现实技术的应用探讨[J].信息化建设，2015（80）.

[2]Philip Rosedale.Virtual Reality：The Next Disruptor，A new kind of worldwide communication.IEEE Consumer Electronics Magazine，vol. no.，Jan，2017（48-50）.

作者单位

湖南工业职业技术学院 湖南省长沙市 410082