[精品]虚拟现实技术研究进展综述

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1、虚拟现实技术最新研究进展综述摘要虚拟现实技术是一门综合的技术，研究内容涉及多个领域，应用十分广泛，本文将从虚拟现实的概念出发，对虚拟现实技术和应用进行了充分的阐述，并对虚拟现实的最新研究现状做出了详细的论述，预测了虚拟现实的发展趋势。引言科学技术FI新月异的发展，给当今世界的制造技术带来了一场空前的技术革命，虚拟现实技术就这样应运而牛了，相信“虚拟现实”对许多人來说都不陌牛，虽然它出现在各种媒体上的时间不长。但它给人们展现的是一门神奇的技术，能把人类带入各种梦幻般的境界，因而引起人们的广泛关注。其实，虚拟现实是一种技术，是能应用到许多领域的一个十分严肃的研究课题。它正在飞速发展，但虚拟现实系统

2、中还有大量的问题没有解决。还是一个很有吸引力的研究领域。本文将就虚拟现实技术的基本概念、应用、最新研究发展进行一系列的探讨。1•虚拟现实技术的基本概念虚拟现实技术(简称VR),又称灵境技术，是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。它综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计算机牛成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间，具冇广阔的应用前景。日前T业上并没有把虚拟现实作为一个足够长期的发展战略，但实际上它在

3、许多领域是十分需要的！世界科技发达国家特别是美FI英法徳等国政府都设立基金來资助虚拟现实技术及具应用系统的研究，并己用于军事医疗娱乐制造业教育航大通信机器人等领域！在我国虚拟现实技术近几年已经得到高度重视，国家WXP高技术计划已经将虚拟现实作为关键技术展开研究！目前的研究和应用主要分成两个大的分支，一是致力于发展和完善其技术木身，二是致力于一些特殊的专业领域的发展！2.虚拟现实的关键技术及应用领域实现虚拟现实的关键技术主要包括：①动态环境建模技术，它包括实际环境三维数据获取方法、非接触式视觉建模技术等；②实时、限时三维动画技术，即实时三维图形牛成技术;③立体显示和传感技术，包括头盔式三维立体显

4、示器、数据手套、力觉和触觉传感器技术的研究；④快速、高精度的三维跟踪技术；⑤系统集成技术，包括数据转换技术、语咅识别与合成技术等。应用领域包括在汽车制造业，E行仿真领域，虚拟实验方而，教育培训领域，医学领域以及在军事领域上的应用，在此不做详述。3.虚拟现实技术的最新研究现状3.1美国虚拟现实技术的研究现状VR技术最早在2()世纪屮期由美国VPL探索公司和它的创始人JaronLanier提出这一概念，后來美国宇航局(NASA)的艾姆斯空问小心利用流行的液晶显示电视和其它设备，开始研制低成本的虚拟现实系统，推动了该技术硬件的进步。FI前，虚拟现实技术已获得了足的发展。在国内，80年代未开始进行研究

5、，冃前还处于初级阶段。美国虚拟现实技术的研究动态美国作为VR技术的发源地，其研究水平基本上就代表国际VR发展的水平。目前美国在该领域的基础研究主要集中在感知、用户界面、后台软件和硬件四个方血。［2］美国宇航局(NASA)的Ames实验室研究主要集中在以下方血：将数据手套工程化，使其成为可用性较高的产品；在约翰逊空间屮心完成空间站操纵的实时仿真；人量运川了面向廉舱的飞行模拟技术；对哈勃太空望远镜的仿真。现在正致力于一个叫“虚拟行星探索”(VPE)的试验计划。［3］现在NASA己经建立了航空、卫星维护VR训练系统，空间站VR训练系统,并且已经建立了可供全国使用的VR教冇系统。北卡罗来纳大学(UNC

6、)的计算机系是进行VR研究最早最著名的大学，他们主要研究分子建模、航空驾驶、外科手术仿真、建筑仿真等。LomaLinda大学医学中心的DavidWarner博士和他的研究小组成功地将计算机图形及VR的设备用于探讨与神经疾病和关的问题，首创了VR儿科治疗法。麻省理工学院(MIT)是研究人工智能、机器人和计算机图形学及动画的先锋，这些技术都是VR技术的基础，1985年MIT成立了媒体实验室，进行虚拟环境的止规研究。华盛顿大学华盛顿技术中心的人机界面技术实验室(HITLab),将VR研究引入了教育、设计、娱乐和制造领域。从90年代初起，美国率先将虚拟现实技术用于军事领域，主耍用于以卜四个方面：虚拟战

7、场坏境;进行单兵模拟训练；实施诸军兵种联合演习；进行指挥员训练。3.2英国和日本虚拟现实技术的研究与开发在VR开发的某些方面，特别是在分布并行处理、辅助设备(包括触觉反馈)设计和应研究方面，英国是领先的，尤其是在欧洲。英国主要冇四个从事VR技术研究的中心：［4JWindustries(工业集团公司)，是国际VR界的著名开发机构，在工业设计和可视化等重要领域占有一席之地;BritishAerospa