浅谈VR虚拟之境及其应用

陈学忠?周命凯?彭晓良

随着科技的发展，我们的生活已经离不开互联网技术。即使在互联网高度与现代设施结合的今天，大多数设施依旧在被低效的使用着，并且有着高昂的的成本，效果也不是很理想。虚拟之境利用VR技术模拟一个有视觉，触觉，嗅觉，听觉，味觉等具有真实感的环境，利用VR技术解决一些科研，教学，娱乐，医疗等方面的。

一、引言

你可曾想过？自己身处硝烟的战场，面对凶狠的敌人，英勇的抛头颅洒热血;一转身发现自己身处于明亮的教室，面对可爱的学生，尽责的传授毕生所学;再一转身，又身处广阔的太空，面对浩瀚的宇宙，进行星际穿梭，畅快的遨游着。这些梦幻般的情景看似不可能发生在我们每个人的身上，然而这些却离我们越来越近，这都归功于VR技术的发展，虚拟之境即选择一块地域，利用虚拟技术将地域虚拟化，让人们进入一个域镜般的虚拟世界。在这虚拟之镜里面，上九天揽月，下九洋捉鳖将不再是幻想。

虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术（VR）主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。

二、用到的一些技术

计算机图形技术（工程图，等高线地图，曲面的线框图，明暗图等），应用仿真技术，三维虚拟声音的实现技术，碰撞检测技术，三维建模技术，三维显示技术，力反馈技术，动作捕捉技术，环境建模技术，立体声合成与显示技术，交互技术，系统集成技术，实时三维图形生成技术，立体显示和传感技术，时绘制技术等

三、虚拟技术的应用领域

工业制造行业疗行业，航天军工行业，房地产行业，教育行业，城市规划，社交通讯，电子商务等。

四、虚拟技术的发展现状

1965年，Sutherland在篇名为<<终极的显示>>中首次提出了包括具有交互图形显示、力反馈设备以及声音提示的虚拟现实系统的基本思想，从此，人们正式开始了对虚拟现实系统的研究探索历程。

在美国，美国是VR技术的发源地，波音777运输机采用无纸化设计，运用虚拟技术使元件加工简单化，处于世界领先。在欧洲，分布式并行处理，辅助设备设计与应用，TNO研究所的物理电子实验室模拟系统，建筑和科学可视化计算的应用以处于世界前列。在中国，清华大学国家光盘工程研究中心所作的“布拉达宫”，浙江大学国家重点实验室开发的虚拟建筑环形实时漫游系统等处于世界一流水平。

五、虚拟技术未来发展趋势

（一）动态环境建模技术

（二）实时三维图形生成和显示技术

（三）适人化，智能化人机交互设备的研制

（四）大型网络分布式虚拟现实的研究与应用

小结：为今后的发展和产品的研发制定走向。

六、虚拟技术面临的困境

（一）软硬设备技术不成熟，需进一步发展。

（二）三维建模技术有待提高，大数据传输有待整合与提高。

（三）维价格昂贵且普及率低。

（四）现在的技术主要以视觉居多，缺少听觉，触觉等感觉，交互性不强。

七、市场分析

虚拟之镜是一个新兴技术，可以应用方面很广，如：可以运用到教育，用VR技术教学，使学生更加集中注意力，更真实快速的了解所学的知识。再如：用于医学的教学，战场的演习，可以减少成本的同时获得同样的效果甚至获得更好的效果等等。我们以运用最多的游戏领域为例。

据不完全统计，2017年中国游戏玩家的数量接近3亿人，位列世界第一。2017年，我国娱乐产业达到惊人的一万亿规模。而与之相比的是，传统的娱乐模式的单调和缺乏的体感让人们越来越厌倦，已进入饱和。而虚拟新技术仅刚刚起步，发展空间极大，是良好的机会。此外，传统娱乐有局限性，很多家长不玩，有的家长反对孩子玩。而VR技术可以制造不同的虚拟之境来满足儿童，大人，老人都适合的产品。据一份调查统计：16%子女与家长共同玩游戲，33%与好友玩游戏，17%与伴侣或其他重要亲人玩游戏，34%与其他家庭成员玩游戏，89%的家长在子女游戏消费和体验中的投入程度超过以往。

八、结语

VR虚拟之境是一个庞大的计划，涉及的行业及技术复杂，需要很多的人才及资金的支持，不是一朝一夕就能实现的，它的出现将不仅能提高人类的整体生活层次，甚至会改变大众的生活方式，带动了科技革新，出现一个新的行业，也拉动了新兴的就业方式，将会使社会取得巨大的经济效益，希望能将这样的技术早日实现。（作者单位：怀化学院）