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虚拟现实

什么是虚拟现实?

虚拟现实,是指利用计算机将现实与虚拟结合起来,模拟出的一个三维立体的虚拟空间,它能够让人产生身临其境之感。虚拟现实通过外部的设备干预用户的眼睛、耳朵等各个器官的感受,以此来营造出“真实”的虚拟世界。凭借真切可感、深度交互等特性,虚拟现实所构建的数字空间,逐渐赢得了更多受众的关注与热爱。

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什么是虚拟现实
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虚拟现实
虚拟现实

什么是虚拟现实?

虚拟现实,是指利用计算机将现实与虚拟结合起来,模拟出的一个三维立体的虚拟空间,它能够让人产生身临其境之感。虚拟现实通过外部的设备干预用户的眼睛、耳朵等各个器官的感受,以此来营造出“真实”的虚拟世界。凭借真切可感、深度交互等特性,虚拟现实所构建的数字空间,逐渐赢得了更多受众的关注与热爱。

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虚拟现实技术

虚拟现实技术

虚拟现实技术,Virtual Reality(VR),是一个可以让用户体验计算机模拟出的虚拟环境的技术集合。虚拟现实技术包括动态环境建模技术、实时三维图形技术,广角立体显示技术,对用户行为的跟踪技术、应用系统开发技术等。伴随生产力和科技的发展,各行业的用户对于 VR 技术的需求也逐渐增强。

虚拟现实技术_实时三维图形技术

实时三维图形技术

利用计算机模型产生图形图像对于现在的技术来讲并不难实现,比较难实现的是实时呈现。要想实现实时的三维图形呈现,需要保持图像的刷新频率至少不低于每秒 15 帧,高于每秒30 帧更佳。另外,还有考虑图像的质量和复杂的虚拟环境。

虚拟现实技术_广角立体显示技术

广角立体显示技术

要想让用户与虚拟世界进行交互,就需要依靠广角立体显示技术来实现。在虚拟现实系统中,根据双目立体视觉原理, VR 眼镜使得用户一只眼睛只能看到奇数帧图像,另一只眼睛只能看到偶数帧图像,这样奇、偶帧之间的视差就会产生立体感。

虚拟现实技术_对用户行为的跟踪技术

对用户行为的跟踪技术

在人工制造的虚拟环境中,用户所看到的景象,主要是由用户所处的位置和眼睛的方向来确定的。对用户行为的追踪技术,能够将用户的视觉系统与运动感知系统相结合,利用跟踪头部的变化来改变图像的视角,这样用户就会觉得更逼真。

虚拟现实技术_应用系统开发工具

应用系统开发工具

虚拟现实要想得到更好的应用,其关键是寻找合适的应用场景和用户,即如何发挥想象力和创造力。一旦选择了适当的应用场景和适用用户,就能够显著地提升生产效率、降低工作强度、提高产品开发的质量。为了达成这一目的,必须要研究应用系统的开发工具。

虚拟现实技术_动态环境建模技术

动态环境建模技术

构建虚拟世界的核心是对虚拟环境的建模,开发及建模人员首先需要获取现实物理环境的三维数据,然后利用获得的数据,根据用户需要,建立相应的虚拟环境模型。当建模人员所设计的拟真模型更具真实物理特征时,虚拟现实系统所构建的空间感才愈发逼真。

虚拟现实技术_实时三维图形技术

实时三维图形技术

利用计算机模型产生图形图像对于现在的技术来讲并不难实现,比较难实现的是实时呈现。要想实现实时的三维图形呈现,需要保持图像的刷新频率至少不低于每秒 15 帧,高于每秒30 帧更佳。另外,还有考虑图像的质量和复杂的虚拟环境。

虚拟现实技术_广角立体显示技术

广角立体显示技术

要想让用户与虚拟世界进行交互,就需要依靠广角立体显示技术来实现。在虚拟现实系统中,根据双目立体视觉原理, VR 眼镜使得用户一只眼睛只能看到奇数帧图像,另一只眼睛只能看到偶数帧图像,这样奇、偶帧之间的视差就会产生立体感。

虚拟现实技术_对用户行为的跟踪技术

对用户行为的跟踪技术

在人工制造的虚拟环境中,用户所看到的景象,主要是由用户所处的位置和眼睛的方向来确定的。对用户行为的追踪技术,能够将用户的视觉系统与运动感知系统相结合,利用跟踪头部的变化来改变图像的视角,这样用户就会觉得更逼真。

虚拟现实技术_应用系统开发工具

应用系统开发工具

虚拟现实要想得到更好的应用,其关键是寻找合适的应用场景和用户,即如何发挥想象力和创造力。一旦选择了适当的应用场景和适用用户,就能够显著地提升生产效率、降低工作强度、提高产品开发的质量。为了达成这一目的,必须要研究应用系统的开发工具。

虚拟现实技术_动态环境建模技术

动态环境建模技术

构建虚拟世界的核心是对虚拟环境的建模,开发及建模人员首先需要获取现实物理环境的三维数据,然后利用获得的数据,根据用户需要,建立相应的虚拟环境模型。当建模人员所设计的拟真模型更具真实物理特征时,虚拟现实系统所构建的空间感才愈发逼真。

虚拟现实应用

虚拟现实应用

尽管虚拟现实技术发展时间并不长,早期仅源于航空航天等高精尖领域的特定需求,但是在智能化技术高速普及的当下,虚拟现实技术,逐渐拓展到了娱乐、教育、设计和医学等不同领域。

虚拟现实应用_军事领域

军事领域

军事领域是推动虚拟现实技术发展的原动力。它不仅能将现实的航空航天场景重现在虚拟空间之中,还能根据训练的目的调整飞行员飞行时的环境。这样,不仅能有效降低飞行员在进行各种模式的模拟训练时的风险,还能有效地降低投入成本。

虚拟现实应用_娱乐领域

娱乐领域

丰富的感官体验与环境的立体展示使得 VR 成为理想的娱乐工具。近几年,在有名气的几款 VR 游戏中几乎囊括了虚拟现实技术的全部技术,这样的游戏既能保证实时的刷新,还能提供一定的交互性,让用户有身临其境之感。

虚拟现实应用_教育领域

教育领域

虚拟现实技术能够促进教育的进一步发展。它能够为学生打造一个生动、拟真的学习环境,身临其境参与的自主学习环境比传统的说教学习方式更具说服力。同时,它还能建立各种虚拟实验室,有效地降低实验室成本,并获得与真实实验一样的教学效果。

虚拟现实应用_设计领域

设计领域

虚拟现实技术可以应用在室内设计中。用户可以将实际的房屋结构和其具体参数重塑出来,这样能让房屋情况更为直观。同时,设计师还能利用虚拟现实技术,将自己的设计初衷模拟出来,预测其可行性,这样不仅能降低成本,还可以有效地节约时间。

虚拟现实应用_医学领域

医学领域

虚拟现实技术可以弥补传统医学在解剖学、病理学教学、外科手术训练等方面的不足。虚拟环境中可以建立虚拟的人体模型,学生更容易了解人体各器官结构。同样,在外科医生动手术之前,可以利用虚拟现实技术做多次手术预演,以此提高手术的成功率。

虚拟现实应用_军事领域

军事领域

军事领域是推动虚拟现实技术发展的原动力。它不仅能将现实的航空航天场景重现在虚拟空间之中,还能根据训练的目的调整飞行员飞行时的环境。这样,不仅能有效降低飞行员在进行各种模式的模拟训练时的风险,还能有效地降低投入成本。

虚拟现实应用_娱乐领域

娱乐领域

丰富的感官体验与环境的立体展示使得 VR 成为理想的娱乐工具。近几年,在有名气的几款 VR 游戏中几乎囊括了虚拟现实技术的全部技术,这样的游戏既能保证实时的刷新,还能提供一定的交互性,让用户有身临其境之感。

虚拟现实应用_教育领域

教育领域

虚拟现实技术能够促进教育的进一步发展。它能够为学生打造一个生动、拟真的学习环境,身临其境参与的自主学习环境比传统的说教学习方式更具说服力。同时,它还能建立各种虚拟实验室,有效地降低实验室成本,并获得与真实实验一样的教学效果。

虚拟现实应用_设计领域

设计领域

虚拟现实技术可以应用在室内设计中。用户可以将实际的房屋结构和其具体参数重塑出来,这样能让房屋情况更为直观。同时,设计师还能利用虚拟现实技术,将自己的设计初衷模拟出来,预测其可行性,这样不仅能降低成本,还可以有效地节约时间。

虚拟现实应用_医学领域

医学领域

虚拟现实技术可以弥补传统医学在解剖学、病理学教学、外科手术训练等方面的不足。虚拟环境中可以建立虚拟的人体模型,学生更容易了解人体各器官结构。同样,在外科医生动手术之前,可以利用虚拟现实技术做多次手术预演,以此提高手术的成功率。

虚拟现实的发展障碍

虚拟现实的发展障碍

尽管虚拟现实拥有巨大的发展潜力,但是虚拟现实技术仍然有许多问题亟待解决:
·  网络技术:由于虚拟三维模型的数据量相当庞大,所以当前的 VR 游戏基本都是单机模式。网络传输较差会使 VR 面临一定的网络延迟。

·  VR 眩晕:由于清晰度不足和刷新率低等问题,VR 产生的画面无法真正地欺骗用户的大脑,所以会产生眩晕、呕吐等不适感。

·  价格高昂:VR 的价格普遍超出了消费者的心理预期,一般仅为少数人所拥有。再加上,进行 VR 相关产品制作的回报率难以估计,也一定程度制约了它的推广。

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