虚拟现实技术论文北邮

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1、2012-2013学年第1学期期末考试考试科目：虚拟现实技术学院：—专业：—班级：班内序号：学号：姓名：任课教师：北京邮电大学时间：2012年12月29日虚拟现实技术研究进展及发展方向综述（北京邮电人学信息与通信工程学院北京100876）摘要虚拟现实技术是目前在计算机领域中一项发展最快的多学科综合技术，研究内容涉及多个领域，应用十分广泛。本文将从虚拟现实技术的概念岀发，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。关键词虚拟现实技术，概念，研究，发展一、虚拟现实的概念内涵及应用领域虚

2、拟现实技术（简称VR）,又称“灵境技术”、“虚拟环境”、“赛伯空间”等，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，用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，可借助传感头盔、数据手套等专业设备,让用户进入虚拟空间，通过语言、手势等自然的方式与Z进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间，实时感知和操作虚拟世界中的各种对象，从而通过视觉、触觉和听觉等获得身临其境的真实感受。虚拟现实技

3、术正在广泛地应用于军事、建筑、工业仿真、考古、医学、文化教育、农业和计算机技术等方面，改变了传统的人机交换模式。世界科技发达国家，特别是美、日、英、法、徳等国政府都设立基金来资助虚拟现实技术及其应用系统的研究，而在我国，虚拟现实技术近几年來已经得到高度重视，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。虚拟现实系统构成如图1所示。却1虚拟现实技术的构成①检测模块：检测用户的操作命令，并通过传感器模块作用于虚拟环境。②反馈模块：接受

4、来自传感器模块的信息，为用户提供实吋反馈。③传感器模块：一方面接受来口用户的操作命令，并将其作用于虚拟环境；另一方而将操作后产生的结杲以各种反馈的形式捉供给用户。④控制模块：对传感器进行控制，使其对用户、虚拟环境和现实世界产生作用。⑤3D模块：现实世界各组成部分的三维表示，并由此构成对应的虚拟环境。⑥建模模块：获取现实世界各组成部分的三维数据，并建立它们的三维模型。二、国内外虚拟现实研究的最新进展调研综述K美国虚拟现实技术的研究现状VR技术最早在20世纪中期由美国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(NA

5、SA)的艾姆斯空间中心利用流行的液晶显示电视和其它设备，开始研制低成木的虚拟现实系统，推动了该技术硬件的进步。口前，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，目前还处于初级阶段。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面。［1］美国宇航局(NASA)的Ames实验室研究主要集屮在以下方面：将数据手套工程化，使其成为可用性较高的产品；在约翰逊空间中心完成空间站操纵的实时仿真；大量运用了面向座舱的飞行模拟

6、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。⑵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教育系统。北卡罗來纳大学(UNC)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相关的问题，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，

7、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，主要用于以下四个方面：虚拟战场环境；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。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。英国主要有四个从事VR技术研究的中心:[3]Windustri

8、es(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耍领域占有一席Z地；BritishAerospace(英国航空公司BAe)的B