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)學實驗、文化教育等領(lǐng)域。例如，在醫(yī)學院，學生可以在虛擬實驗室里進行“解剖”和各種外科手術(shù)練習。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，給人們展示了廣闊的應(yīng)用前景，被譽為“21世紀的新技術(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，而是與其進行交互的高層次計算機模擬”。利用偽現(xiàn)實技術(shù)進行訓練，訓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，訓練者可以“漫游”電腦創(chuàng)造的虛擬王國，仔細觀察一些細節(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。操縱桿是訓練者與虛擬世界進行交互和協(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練，還可以在中東的沙漠中作戰(zhàn)，可以改變晝夜的訓練條件。機組成員不僅可以在不同的地形上進行訓練，還可以反復(fù)訓練某個項目，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)的所有地形進行勘測，科學地下定決心，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行上千次的“拆卸”，坦克設(shè)計者可以“進入”坦克，展示坦克設(shè)計的合理性?？傊摂M現(xiàn)實技術(shù)將使裝甲部隊的訓練進入一個劃時代的新階段。

虛擬現(xiàn)實體驗弊端都有什么？

虛擬現(xiàn)實又稱虛擬技術(shù)和虛擬環(huán)境，是20世紀發(fā)展起來的一種新型實用技術(shù)。它利用計算機模擬生成一個三維空間的虛擬世界，為用戶提供視覺和其他感官模擬，使用戶感覺自己仿佛在體驗情境，并能在三維空間中即時、無限制地觀察事物。