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什么是虛擬現實技術 國外已經發展到什么程度了?

2014-07-22  

虛擬現實技術是一門新興邊緣的技術,研究內容涉及多個領域,應用十分廣泛,被公認為是21世紀重要的發展學科以及影響人們生活的重要技術之一。從虛擬現實的概念出發,對虛擬現實技術的國內外研究現狀進行了充分論述,并展望了虛擬現實的發展趨勢。 

  關鍵詞:虛擬現實;研究現況;發展趨勢 

  中圖分類號:F061.3 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3198(2009)02-0279-02 

  1 虛擬現實 

  虛擬現實(Virtual Reality,簡稱VR),又譯為臨境,靈境等。從應用上看它是一種綜合計算機圖形技術、多媒體技術、人機交互技術、網絡技術、立體顯示技術及仿真技術等多種科學技術綜合發展起來的計算機領域的最新技術,也是力學、數學、光學、機構運動學等各種學科的綜合應用。這種計算機領域最新技術的特點在于以模仿的方式為用戶創造一種虛擬的環境,通過視、聽、觸等感知行為使得用戶產生一種沉浸于虛擬環境的感覺,并與虛擬環境相互作用從而引起虛擬環境的實時變化。現在與虛擬現實有關的內容已經擴大到與之相關的許多方面,如“人工現實”(Artifi- cial Reality)、“遙在”(Telepresence)、“虛擬環境”(Virtual Environment)、“賽博空間”(Cyberspace)等等。 

  2 國外虛擬現實技術研究現狀 

  計算機的發展提供了一種計算工具和分析工具,并因此導致了許多解決問題的新方法的產生。虛擬現實技術的產生與發展也同樣如此,概括的國內外虛擬現實技術,它主要涉及到三個研究領域:通過計算圖形方式建立實時的三維視覺效果;建立對虛擬世界的觀察界面;使用虛擬現實技術加強諸如科學計算技術等方面的應用。 

  2.1 VR技術在美國的研究現狀 

  美國是虛擬現實技術研究的發源地,虛擬現實技術可以追溯到上世紀40年代。最初的研究應用主要集中在美國軍方對飛行駕駛員與宇航員的模擬訓練。然而,隨著冷戰后美國軍費的削減,這些技術逐步轉為民用,目前美國在該領域的基礎研究主要集中在感知、用戶界面、后臺軟件和硬件四個方面。 

  上世紀80年代,美國宇航局(NASA)及美國國防部組織了一系列有關虛擬現實技術的研究,并取得了令人矚目的研究成果,美國宇航局Ames實驗室致力于一個叫“虛擬行星探索”(VPE)的實驗計劃。現NASA已經建立了航空、衛星維護VR訓練系統,空間站VR訓練系統,并已經建立了可供全國使用的VR教育系統。北卡羅來納大學的計算機系是進行VR研究最早最著名的大學。他們主要研究分子建模、航空駕駛、外科手術仿真、建筑仿真等。喬治梅森大學研制出一套在動態虛擬環境中的流體實時仿真系統。施樂公司研究中心在VR領域主要從事利用VRT建立未來辦公室的研究,并努力設計一項基于VR使得數據存取更容易的窗口系統。波音公司的波音777運輸機采用全無紙化設計,利用所開發的虛擬現實系統將虛擬環境疊加于真實環境之上,把虛擬的模板顯示在正在加工的工件上,工人根據此模板控制待加工尺寸,從而簡化加工過程。 

  圖形圖像處理技術和傳感器技術是以上VR項目的主要技術。就目前看,空間的動態性和時間的實時性是這項技術的最主要焦點。 

  2.2 VR技術在歐洲的研究現狀 

  在歐洲,英國在VR開發的某些方面,特別是在分布并行處理、輔助設備(包括觸覺反饋)設計和應用研究方面。在歐洲來說是領先的。英國Bristol公司發現,VR應用的交點應集中在整體綜合技術上,他們在軟件和硬件的某些領域處于領先地位。英國ARRL公司關于遠地呈現的研究實驗,主要包括VR重構問題。他們的產品還包括建筑和科學可視化計算。 

  歐洲其它一些較發達的國家如:荷蘭、德國、瑞典等也積極進行了VR的研究與應用。 

  瑞典的DIVE分布式虛擬交互環境,是一個基于Unix的,不同節點上的多個進程可以在同一世界中工作的異質分布式系統。 

  荷蘭海牙TNO研究所的物理電子實驗室(TNO- PEL)開發的訓練和模擬系統,通過改進人機 
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