什么是虛擬現(xiàn)實？虛擬現(xiàn)實是指在視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺方面具有高度真實感的計算機模擬環(huán)境。用戶可以與此環(huán)境進(jìn)行交互以產(chǎn)生身臨其境的體驗。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是集計算機圖形學(xué)技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)、人

什么是虛擬現(xiàn)實？

虛擬現(xiàn)實是指在視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺方面具有高度真實感的計算機模擬環(huán)境。用戶可以與此環(huán)境進(jìn)行交互以產(chǎn)生身臨其境的體驗。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是集計算機圖形學(xué)技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)、人機交互技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、立體顯示技術(shù)和仿真技術(shù)于一體的綜合性技術(shù)。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)起源于1965年伊萬·蘇澤蘭在國際信息處理大會上發(fā)表的“終極顯示”報告。20世紀(jì)80年代，美國人杰伊·拉尼爾正式提出了“虛擬現(xiàn)實”一詞。2000年以后，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在發(fā)展中融合了先進(jìn)技術(shù)，應(yīng)用了強大的三維計算能力和交互技術(shù)，提高了渲染質(zhì)量和傳輸速度，使該技術(shù)進(jìn)入了一個新的發(fā)展時代。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要包括仿真環(huán)境、感知和自然技能。仿真環(huán)境是由計算機實時生成的動態(tài)三維真實感圖像。感知是指理想的虛擬現(xiàn)實應(yīng)該具有視覺、聽覺、觸覺、力覺，甚至包括味覺和嗅覺等人類感知。自然技能是指計算機處理與參與者行為相對應(yīng)的數(shù)據(jù)，對用戶的輸入發(fā)出實時響應(yīng)，并分別反饋給用戶的五種感官。虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要涉及三個研究領(lǐng)域：①通過計算機圖形學(xué)建立實時的三維視覺效果。② 建立虛擬世界的觀察界面。③ 利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)加強科學(xué)計算技術(shù)的應(yīng)用。

目前，虛擬現(xiàn)實技術(shù)已廣泛應(yīng)用于軍事、建筑、工業(yè)仿真、考古、醫(yī)學(xué)實驗、文化教育等領(lǐng)域。例如，在醫(yī)學(xué)院，學(xué)生可以在虛擬實驗室里進(jìn)行“解剖”和各種外科手術(shù)練習(xí)。手術(shù)前，外科醫(yī)生可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)在顯示器上反復(fù)模擬手術(shù)，找到最佳的手術(shù)方案、路徑，提高熟練程度。在災(zāi)害模擬方面，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以模擬和再現(xiàn)礦山事故，模擬和分析飛機墜毀的情況，對減少和避免災(zāi)害的發(fā)生具有重要意義。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)正朝著實用化方向邁進(jìn)，給人們展示了廣闊的應(yīng)用前景，被譽為“21世紀(jì)的新技術(shù)”。2008年，美國國家工程院將虛擬現(xiàn)實技術(shù)列為“21世紀(jì)工程面臨的14大挑戰(zhàn)”之一，指出虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用將極大地造福人類，提高人們的生活質(zhì)量。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)到底如何？

虛擬現(xiàn)實技術(shù)又稱技術(shù)精神，所謂虛擬現(xiàn)實，通常是指“一種使實踐者不被動地觀察人工環(huán)境，而是與其進(jìn)行交互的高層次計算機模擬”。利用偽現(xiàn)實技術(shù)進(jìn)行訓(xùn)練，訓(xùn)練不是被動地觀察計算機圖表或三個場景之間有一定差距的圖像，而是在虛擬的、非常真實的三維環(huán)境中，在視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等人類所有感官的作用下，像“身臨其境”一樣全身心投入?yún)⒓印艾F(xiàn)實”訓(xùn)練。

為了實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實的獨特功能，虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)一般由計算機、頭盔顯示器、數(shù)據(jù)服、數(shù)據(jù)手套、操縱桿等設(shè)備組成。頭盔顯示器（HMD）是一種將訓(xùn)練者的眼睛和大腦與計算機創(chuàng)建的虛擬世界連接起來的設(shè)備。它有兩個主要特點：雙目顯示和跟蹤系統(tǒng)。雙目顯示器（包括安裝在眼睛前面的兩個小電視屏幕）通過立體方法生成三維圖像，跟蹤系統(tǒng)測量眼睛的注視方向和眼睛對計算機生成的場景的位置。借助頭盔顯示器，訓(xùn)練者可以“漫游”電腦創(chuàng)造的虛擬王國，仔細(xì)觀察一些細(xì)節(jié)。充滿傳感器的數(shù)據(jù)手套是一種將玩家的手和大腦與計算機創(chuàng)建的虛擬世界連接起來的設(shè)備。傳感器隨時測量手1的位置和運動軌跡，并將手的運動數(shù)據(jù)反饋給計算機。經(jīng)過處理后，可以看到虛擬世界中手部運動的所有效果。數(shù)據(jù)套裝的原理與f套裝相似。整個套裝都覆蓋著傳感器，通過傳感器，教練的動作被顯示在屏幕上。操縱桿是訓(xùn)練者與虛擬世界進(jìn)行交互和協(xié)調(diào)的控制裝置。

使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，駕駛員坐在室內(nèi)可以在各種復(fù)雜地形中練習(xí)駕駛技術(shù)。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，坦克乘員不僅可以在西歐的地形上訓(xùn)練，還可以在中東的沙漠中作戰(zhàn)，可以改變晝夜的訓(xùn)練條件。機組成員不僅可以在不同的地形上進(jìn)行訓(xùn)練，還可以反復(fù)訓(xùn)練某個項目，直到熟練為止。運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，裝甲部隊指揮員可以毫不費力地對作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)的所有地形進(jìn)行勘測，科學(xué)地下定決心，部署部隊，指揮真實的戰(zhàn)斗場景，使指揮員能夠接受“血與火”的考驗。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，坦克維修人員可以對坦克進(jìn)行上千次的“拆卸”，坦克設(shè)計者可以“進(jìn)入”坦克，展示坦克設(shè)計的合理性?？傊?，虛擬現(xiàn)實技術(shù)將使裝甲部隊的訓(xùn)練進(jìn)入一個劃時代的新階段。

虛擬現(xiàn)實應(yīng)用技術(shù)這個專業(yè)是學(xué)什么的？

在此前提下，虛擬現(xiàn)實技術(shù)是計算機專業(yè)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是仿真技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。它集仿真技術(shù)和計算機圖形人機界面技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)于一體。它是一門具有挑戰(zhàn)性的跨學(xué)科技術(shù)前沿學(xué)科和研究領(lǐng)域。虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要包括環(huán)境模擬、感知、自然技能和傳感器設(shè)備。仿真環(huán)境是計算機生成的實時動態(tài)三維真實感圖像。感知意味著理想的虛擬現(xiàn)實應(yīng)該擁有所有人的感知。除了計算機圖形學(xué)技術(shù)產(chǎn)生的視覺感知外，還有聽覺感知、觸覺感知、力覺、運動感知，甚至還有嗅覺和味覺感知，也稱為多感知。自然技能指人的頭部旋轉(zhuǎn)、眼睛、手勢或其他人類行為。計算機處理與參與者行為相對應(yīng)的數(shù)據(jù)，實時響應(yīng)用戶的輸入，并反饋給用戶的面部特征。傳感設(shè)備是一種三維交互設(shè)備。涉及的行業(yè)很多，如醫(yī)藥、軍事航天、娛樂，包括動漫游戲、建筑等。希望能對您有所幫助

了解和掌握虛擬現(xiàn)實的基本概念和術(shù)語、系統(tǒng)組成和應(yīng)用領(lǐng)域；掌握構(gòu)建、交互和控制虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的基本方法，能夠根據(jù)給定的課題或項目構(gòu)建虛擬環(huán)境。還有三維建模技術(shù)、三維顯示技術(shù)、真實感實時渲染技術(shù)、三維虛擬聲音實現(xiàn)技術(shù)、人機交互技術(shù)、碰撞檢測技術(shù)等，目前HTC vive和oculus在這方面做得比較好，可以使用對于參考學(xué)習(xí)，尤其是HTC-Vive的激光跟蹤系統(tǒng)是值得研究的。虛擬現(xiàn)實是多種技術(shù)的結(jié)合，包括實時三維計算機圖形學(xué)技術(shù)、廣角（寬視場）立體顯示技術(shù)、頭、眼、手跟蹤技術(shù)、觸覺/觸覺反饋、立體、網(wǎng)絡(luò)傳輸、語音輸入輸出技術(shù)等。