网络虚拟现实技术

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1、虚拟现实技术1.1虚拟现实技术(VirtualReality）简称VR.又称灵境技术，是集人工智能、计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、网络技术、并行计算技术等多种技术为一体的综合集成技术。虚拟现实技术(VR）主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感器设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像、感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。自然技能是指人的头部转动眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入做出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交

2、互设备。虚拟现实技术的发展历程虚拟现实技术的发展基本上可以分为三个阶段:第一阶段是20世纪50年代到70年代，是属于准备阶段:第二阶段是80年代初到80年代中期，是虚拟现实技术走出实验室，进入实际应用阶段：第三阶段是从80年代末至今，是虚拟现实技术全面发展时期。虚拟现实的特点虚拟现实技术来源于三维交互式图形学,目前已发展成为一门相对独立的学科。1.1沉浸性虚拟现实技术是根据人类视觉、听觉的生理心理特点，由计算机产生逼真的三维立体图像，使用者戴上头盔显示器和数据手套交互设备，便可将自己置身于虚拟环境中，成为虚拟环境中的一员，有种身

3、临其境的感觉。1.2交互性虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互。可通过键盘、鼠标、头盔、数据手套等设备进行交互。使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能，对虚拟环境中的对象进行触摸或操作。1.3多感知性虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置，因此，使用者在虚拟环境中可获得多种感知，亲身体验交互操作的反应与感受。虚拟现实系统分类(1)桌面虚拟现实系统(2)沉浸式虚拟现实系统1)沉浸桌(IMMERSEDESK)2)全景墙(POWERWALL)3)沉浸屋(CAVE)(3)分布式虚拟现实系统产生虚拟现实环境的工

4、具集1产生虚拟现实环境的硬件构建一个虚拟现实系统需要利用并集成高性能的计算机软硬件及各类先进的传感器,其硬件主要包括了能实现动态显示三维场景的计算机与图形加速设备、实时跟踪和交互装置以及各类传感器件等。虚拟现实系统的硬件组成(1)计算机与图像生成器(2)交互设备（六自由度(6D)鼠标/跟踪球/游戏杆，数据手套，魔棒）(3)位置跟踪器（机械传感器、超声波传感器、磁跟踪器、光学位置跟踪系统、惯性跟踪器）(4)立体视觉装置（投影设备、立体视觉设备）网络虚拟现实技术虚拟现实系统因为对硬件设备的要求非常高，而且还有很多技术问题期待解决，因

5、此阻碍了它的普及和应用。有些专家又提出了网络虚拟现实（virtualrealityforweb）的概念。网络虚拟现实是虚拟现实的一种网络虚拟现实：指基于最基本的多媒体PC硬件环境，通过软件方法来实现的基于网络连接的虚拟现实系统。它与设备无关，不强求沉浸感，也不排斥沉浸感。网络虚拟现实系统的组成：由用来生成虚拟环境的计算机、一个或多个计算机操作人员、用来与虚拟环境交互的人机界面、网络环境（可以是局域网也可以是互联网）。由于网络虚拟现实对设备要求不高，因此对各种虚拟现实的应用层次它都能满足。具有很大的伸缩性，特别容易普及。同时网络虚

6、拟现实是直接针对目前发展迅猛的互联网提出的。因此它有着光明的应用前景。网络虚拟现实提供了一种可以共享的的虚拟空间，使地理上分散的用户在同一时间里可以交流与合作，共同完成某项工作，可以广泛的应用于各个领域。网络虚拟现实的示意图如图所示：虚拟现实技术国内外的研究现状1.VR技术在美国的研究现状美国是虚拟现实技术研究的发源地，虚拟现实技术可以追溯到上世纪40年代。最初的研究应用主要集中在美国军方对飞行驾驶员与宇航员的模拟训练。然而，随着冷战后美国军费的削减，这些技术逐步转为民用.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

7、软件和硬件四个方面。波音公司的波音777运输机采用全无纸化设计，利用所开发的虚拟现实系统将虚拟环境叠加于真实环境之上，把虚拟的模板显示在正在加工的工件上，工人根据此模板控制待加工尺寸，从而简化加工过程。2.VR技术在欧洲的研究现状在欧洲，英国在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)设计和应用研究方面，在欧洲来说是领先的。英国Bristol公司发现，VR应用的交点应集中在整体综合技术上，他们在软件和硬件的某些领域处于领先地位。英国ARRL公司关于远地呈现的研究实验，主要包括VR重构问题。他们的产品还包括建

8、筑和科学可视化计算。德国在VR的应用方面取得了出乎意料的成果在改造传统产业方面，一是用于产品设计、降低成本，避免新产品开发的风险;一是产品演示，吸引客户争取定单;二是用于培训，在新生产设各投入使用前用虚拟工厂来提高工人的操作水平。3.VR技术在日本的研究现状日本