虚拟现实技术在地理信息系统中的应用

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1、第24卷第2期冯德俊,张献州,张文君虚拟现实技术在地理信息系统中的应用·51·虚拟现实技术在地理信息系统中的应用冯德俊,张献州,张文君(西南交通大学测量工程系,四川成都610031)[摘要]本文分析了虚拟现实技术的构成和技术特点,介绍了虚拟地理信息系统(VR-GIS)的特点及其应用。[关键词]虚拟现实;虚拟环境;VR-GIS应用[中图分类号]P208[文献标识码]B[文章编号]1001-8379(2001)02-0051-04VIRTUALREALITYANDITSAPPLICATIONINGISFENDe2jun,ZHANGXian2zhou,ZHANGWen2ju

2、n(SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China)Abstract:ThispaperrecommendstheconstituentpartsandtechnologicaltraitsofVR,analyzesthecharacteristicsofVR-GIS.ItalsostressestheapplicationandexpectationinVR-GIS.Keywords:virtualreality;virtualenvironment;VR-GISapplication1测绘学科的发展211虚拟现实技术

3、的分类世纪之交测绘科学技术的发展突飞猛进,其虚拟现实技术可分为沉浸式虚拟现实技术与发展的特点为:测绘数据采集和处理的方法正在非沉浸式虚拟现实技术,也可分为被动式虚拟现逐渐现代化、自动化、数字化。测绘数据管理方实、查询式虚拟现实以及交互式虚拟现实。法正在逐渐科学化、标准化、规格化。测绘数据沉浸式虚拟现实技术,是通过一些特殊的外部设备来实现的,如三维鼠标器、头盔式三维立传播与应用正在逐步网络化、多样化、社会化。体显示器、有6个自由度的力传感器组成的数据测绘信息是地球数据库中最活跃的信息种类之手套、立体声耳机等输入输出设备和高性能计算一,也是将来“信息高速公路”中可流通的信

4、息机以及相应的软件。操作者可以得到身临其境的种类。显然目前的测绘信息的处理与表达方式还真实立体感觉,并可以使用自然技能,对虚拟世满足不了人们各方面应用的需要。因此,我们只界进行交互考察,使人完全进入计算机创造的图有在不断创新且引入其他学科的先进成果的基础形世界里,犹如感受真实世界。非沉浸式虚拟现上,才能逐步缓解供需之间的矛盾。在现代测绘实技术,则是通过传统的标准外设,主要是依赖信息处理与表达中引入虚拟现实(VirtualReality软件技术来实现的。简称VR)技术,是解决这种矛盾的趋势之一。被动式虚拟现实:为三维环境的用户提供一可视化VR交互技术将成为处理实时3D地

5、理信息个放手的、自动的过程。路程和观察由软件严格系统的新技术。地、独占地控制。用户除了退出会话外,没有其2虚拟现实技术简介它控制权。虚拟现实(virtualreality)技术是80年代后查询式虚拟现实:提供一个通过三维环境时期兴起的计算机图形新技术,它利用计算机生成用户指出的行程。参与者可以选择路程和观察,逼真的三维视觉、听觉、触觉等感觉形式的虚拟但是不能够再有其它的与三维场景的交互作用。世界。从某种意义上说,虚拟现实技术是计算机交互式虚拟现实:提供一个通过三维环境时仿真与视觉技术的延伸。从本质上说,虚拟现实用户指出的行程,另外,三维环境还是虚拟实体就是一种先进的计

6、算机用户接口,它通过给用户反应并作用于行为的参与者。同时提供诸如视、听、触等各种直观而又自然的但无论是哪种虚拟现实技术,都必须解决虚实时感知交互手段,最大限度地方便用户的操拟场景建模与渲染问题。在交互式虚拟现实中,作,从而减轻用户的负担,提高整个系统的工作还要解决交互式操作的响应与实时渲染问题。效率。212虚拟现实系统的研究现状收稿日期:2000-10-12·52·四川测绘2001年虚拟现实主要涉及到三个研究领域:·使用虚拟现实技术加强诸如科学计算技·通过计算机图形方式建立实时的三维视术等方面的应用。觉效果;图1表示的是虚拟现实系统领域的组成示意·建立对虚拟世界的观察

7、界面;图。2.3虚拟现实技术的有关技术特征及构成传感装置直接对虚拟环境进行操作,并得到实时2.3.1虚拟现实技术的重要技术特征三维显示和其它反馈信息(如触觉、力觉反馈虚拟现实具有以下四个重要特征:等)。当系统与外部世界通过传感装置构成反馈(1)多感知性闭环时,在用户的控制下,用户与虚拟环境间的多感知性是指除了一般计算机所具有的视觉交互可以对外部世界产生作用(如遥操作等)。感知外,还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知,甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实就是应该具有人所具有的感知功能。(2)存在感又称临场感,它是指用户感到作为主角存在于模