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虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用研究
摘要：隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用日趨廣泛和深入。基于此，本文將深入淺出地對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的定義、應用領(lǐng)域、未來的發(fā)展前景和存在的問題進行介紹，重點闡述虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用領(lǐng)域以及相關(guān)研究，以期使讀者對于虛擬現(xiàn)實有一個相對明晰的認知。本文內(nèi)容介紹：在第2部分會對虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行簡單介紹;第3部分將部分應用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的領(lǐng)域進行介紹;第4部分描述虛擬現(xiàn)實技術(shù)研究現(xiàn)狀和前景;在第5部分對全文進行總結(jié)。
關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù) 研究現(xiàn)狀 虛擬現(xiàn)實應用 虛擬現(xiàn)實發(fā)展前景
一、引言
虛擬現(xiàn)實對于很多人來講還是一個比較新的詞匯，也可能你聽說過，但并不了解，只是認為佩戴顯示設備，觀看虛擬出來的內(nèi)容，有身臨其境之感，以為這就是虛擬現(xiàn)實技術(shù)。不盡然，那虛擬現(xiàn)實技術(shù)究竟指什么呢?本文將為讀者解決這個困惑。
二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)簡介
2.1什么是虛擬現(xiàn)實技術(shù)
虛擬現(xiàn)實技術(shù)即虛擬現(xiàn)實。虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality，簡稱VR)是近年來出現(xiàn)的高新技術(shù)。從本質(zhì)上來說，虛擬現(xiàn)實是一種先進的計算機用戶接口，它通過給用戶同時提供視、聽、觸等各種直觀而又自然的實時感知交互手段，因此具有多感知性、存在感、交互性、自主性等重要特征。虛擬現(xiàn)實技術(shù)并不是一項單一的技術(shù)，而是多種技術(shù)綜合后產(chǎn)生的，其核心的關(guān)鍵技術(shù)主要有動態(tài)環(huán)境建模技術(shù)、立體顯示和傳感器技術(shù)、系統(tǒng)開發(fā)工具應用技術(shù)、實時三維圖形生成技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)等五大項。
2.2虛擬現(xiàn)實技術(shù)特征
虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要有四個特征：(1)沉浸性：主要是指讓計算機產(chǎn)生一種虛擬的環(huán)境，讓參與到其中的人有一種和現(xiàn)實世界一樣的感覺，就如身臨其境一般。(2)交互性：主要是指用戶對計算機模擬出的虛擬環(huán)境中的物體具有可操作性和從虛擬環(huán)境中的物體上得到的反饋。(3)想象力：主要是指虛擬現(xiàn)實技術(shù)它具有很廣闊的想象空間，不僅可以模擬出現(xiàn)實存在的世界，而且還可以模擬出不存在的環(huán)境。(4)多感知性：主要是指這項技術(shù)不僅能夠讓我們感受到視覺和聽覺這兩種一般計算機就可以給我們提供的感覺外，還可以給我們提供觸覺、味覺等一般計算機難以模擬出的感覺。
三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用領(lǐng)域
虛擬現(xiàn)實技術(shù)在很多領(lǐng)域內(nèi)均有比較理想的應用，如教育與培訓、娛樂與藝術(shù)、醫(yī)學、軍事、商業(yè)等領(lǐng)域，下面我們將就其中幾個比較典型的應用領(lǐng)域展開敘述。
3.1教育與培訓
虛擬現(xiàn)實應用于教育是教育技術(shù)發(fā)展的一個飛躍。在教育領(lǐng)域中，把虛擬現(xiàn)實技術(shù)的產(chǎn)品作為一種新的學習工具，一方面可以使學習者從逼真的虛擬假想空間中獲取真實世界中得不到或難以得到的經(jīng)驗和感受，另一方面也使教師等教育工作者逐漸養(yǎng)成用數(shù)字時代的思維方式去教育學生的行為方式與習慣。
在教育領(lǐng)域的實踐中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育中的應用大致可分為以下幾個方面：(1)模擬訓練(2)科學研究(3)虛擬學習環(huán)境(4)虛擬實驗室(5)仿真虛擬校園等。
3.2娛樂與藝術(shù)
如電視臺使用的虛擬演播室也是一種虛擬現(xiàn)實技術(shù)。虛擬演播室系統(tǒng)是一種只需要有演員和道具，不需要實際的真實場景的演播系統(tǒng)。這個讓觀眾耳目一新的系統(tǒng)不但為電視制作人提供了廣闊的創(chuàng)作空間，而且在豐富節(jié)目包裝方式、降低節(jié)目成本方面有著十分可觀的優(yōu)勢。不過，目前，除中央電視臺或鳳凰衛(wèi)視、北京電視臺等大媒體外，我國電視臺或傳媒機構(gòu)對于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用與研究還比較粗淺，成功的實例還不是很多。
3.3商業(yè)領(lǐng)域
網(wǎng)絡購物相對于傳統(tǒng)的購物方式具有方便、經(jīng)濟等一系列的優(yōu)勢，同時隨著近年來物流行業(yè)的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡購物在時效性方面也有了很大的提高。但是由于網(wǎng)頁技術(shù)的限制，購物網(wǎng)站往往通過圖片和文字來展示網(wǎng)站商品。通過網(wǎng)頁中的圖片，消費者很難完整和準確地掌握產(chǎn)品的信息，過多的文字介紹也讓購物過程變得繁瑣和枯燥無味。而將虛擬現(xiàn)實技術(shù)引入到網(wǎng)絡購物中來，用該技術(shù)創(chuàng)建能夠與用戶產(chǎn)生互動的三維虛擬超市場景，使人置身于真實的互動的三維購物場景之中，將使網(wǎng)絡購物變得更加真實。將傳統(tǒng)購物與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡購物特點相結(jié)合，使網(wǎng)絡購物的用戶體驗性能得到極大的提高。
四、虛擬現(xiàn)實技術(shù)研究現(xiàn)狀與前景
4.1目前存在的問題
(1)硬件的限制。一般情況下，想要實現(xiàn)一個高質(zhì)量虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，外部設備的規(guī)格就要非常高，而且設備的精度、舒適度等方面還有待提高。(2)圖形生成速度滯后。圖形生成速度就是虛擬現(xiàn)實中場景要隨著人的動作的變化而做出相應的改變，而以我們現(xiàn)在的技術(shù)想要做好還是很難。(3)三維數(shù)據(jù)量大。虛擬現(xiàn)實技術(shù)中有很多的模型，其占用的空間很大，而以我們現(xiàn)在的寬帶的速度跟不上，而且會對計算機帶來很大的負載。(4)缺少人性化。我們現(xiàn)在只能通過鼠標、鍵盤、頭盔等簡單的工具實現(xiàn)虛擬化，猶如機器人一般，所以要增加人性化處理。
4.2未來發(fā)展方向
發(fā)展方向與上面提到的瓶頸是相對的，所以未來虛擬現(xiàn)實技術(shù)將主要朝著以下幾個方面去發(fā)展：(1)人機交互界面;(2)感知研究領(lǐng)域;(3)高效的虛擬現(xiàn)實軟件和算法;(4)廉價的虛擬現(xiàn)實硬件系統(tǒng);(5)智能虛擬環(huán)境。
五、結(jié)語
虛擬現(xiàn)實技術(shù)經(jīng)歷大半個世紀科學研究，從一開始的簡單仿真到現(xiàn)在涉及到了人的感覺、觸覺等，在這大半世紀里，有許多的科學研究者付出了自己畢生的心血。
而隨著科技和社會的不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)也在向我們展示它未來廣闊的前景。作為新世紀最有前途的技術(shù)之一，它一定會不停的帶給我們驚喜。同時我們也希望我國科學家們能夠努力研究，讓我國的虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究處于世界領(lǐng)先水平。
參考文獻：
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