论虚拟现实发展及现状

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1、论虚拟现实发展及现状摘要：介绍了虚拟现实技术的概念、基本特征与类型，并从虚拟现实技术的特点和应用出发，论述虚拟现实技术在各个领域的应用，并针对虚拟现实技术的现状和发展趋势进行了简单分析。关键词：虚拟现实现状发展趋势随着科学技术的迅猛发展，虚拟现实技术成为近几年来国内外科技界关注的一个热点，它的兴起，为人机交互界面的发展开创了新的研究领域，为各类工程的大规模数据可视化提供了新的描述方法。目前，虚拟现实技术已广泛应用于航空航天、医学实习、军事训练、建筑设计、教育培训等众多领域。　　一、虚拟现实分类　　　　根据用户参与的形式的不同，通常把虚拟现实分成四大类。桌面虚拟现实，

2、沉浸的虚拟现实，增强现实性的虚拟现实，分布式虚拟现实。　　（一）桌面虚拟现实　　桌面虚拟现实（PCVR）系统，基本上是一套基于普通PC平台的小型桌面虚拟现实系统。其实就是使用个人计算机即PC机或PC工作站去产生仿真，桌面虚拟现实的参与者是不完全沉浸的，他要求参与者使用标准的CRT显示器和立体显示技CJFD2000以及位置跟踪器和另外一个手控输入设备，如数据手套和六个自由度的三维空间鼠标器，戴上立体眼镜坐在监视器前，在一些专业软件的帮助下，但可以通过计算机屏幕观察360度范围内的虚拟境界。　　（二）沉浸的虚拟现实　　沉浸式虚拟现实系统是一种高级的虚拟现实系统，它提供一

3、个完全沉浸的体验，使用户有一种置身于虚拟境界之中的感觉。它利用头盔式显示器或其它设备，把参与者的视觉、听觉和其它感觉封闭起来，并提供一个新的、虚拟的感觉空间，并利用位置跟踪器、数据手套、其它手控输入设备、声音等使得参与者产生一种身临其境、全心投入和沉浸其中的感觉。沉浸式虚拟系统是一套比较复杂的系统，它的优点是使用户全身心地沉浸到虚拟世界中去，缺点是系统设备价格昂贵，难以普及推广。　　（三）增强现实性的虚拟现实　　增强式虚拟现实系统是把真实环境和虚拟环境组合在一起的一种系统，它既允许用户看到真实世界，同时也可以看到叠加在真实世界的虚拟对象，这种系统既可减少对构成复杂真

4、实环境的计算，又可对实际物体进行操作，真正达到亦真亦幻的境界。　　（四）分布式虚拟现实　　分布式虚拟现实系统是利用远程X络，将异地的不同用户联结起来，多个用户通过X络同时参加一个虚拟空间，共同体验虚拟经历，对同一虚拟世界进行观察和操作，达到协同工作的目的，从而将虚拟现实的应用提升到了一个更高的境界。　　二、国内外虚拟现实的发展及其现状　　　　（一）美国研究状况　　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。近年来,虚拟现实在美国航空航天和军事领域的若干成功应用所获得的巨大经济效益和社会效益，促使美国政府进一步加大了对虚拟现实技术研究的支持力度

5、。在美国虚拟现实在以下三个方面发挥重大作用：（1）武器系统性能评价；（2）武器操纵训练；（3）指挥大规模军事演习。虚拟现实的应用将大幅度降低以上三者所需的费用，极大地提高效益，并消除意外伤亡事故。美国政府所支持的虚拟现实研究也正是紧紧围绕着提供这三种能力的系统和环境而展开的。　　在军事领域，美国的主要研究单位为：美国空军技术研究所(AirForceInstituteofTechnology)主要研究人类因素的检测、计算机图形学以及与大规模分布综合环境应用有关的人机交互问题，尤其对那些培养实际操作人员的环境感兴趣。这些环境的特点是有明确的目的性、大规模、复杂及主动性。

6、有目的性的含义是在环境中的活动者具有明确的目标，并主动采取行动来达到这些目标。海军研究生院图形和图像实验室(NavalPostgraduateSchoolGraphicsandVideolaboratory)的研究目标是为基于X络化虚拟环境的交互仿真开发低价格模拟器。他们正在研制一种便宜的、实时X络化的飞行模拟器NPS4。它使用SIM和分布式交互仿真两种协议进行主机之间的通信。NPS计划注意虚拟世界的系统在现实世界问题中的应用。美国陆军研究所(U.S.ArmyResearchInstitute)从事虚拟环境的行为科学和计算机科学两方面的研究,并在美国陆军委员会支持下

7、的用于战斗训练的仿真电子战场的应用中发挥着重要作用。密西根大学(UniversityofMichigan)承担了SOAR项目，其目的是要通过提供改进了的空仿真兵力来扩充LORALMODSAF。这一计划将使美国国防部在虚拟战役仿真中具有智能化的和难以战胜的敌方战机具备时态推理能力、多目标管理和传感能力，使管理和操纵敌方兵力的人减至最少。在航天领域，现在NASA已经建立了航空、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。北卡罗来纳大学(UNC)的计算机系是进行VR研究最早的大学，他们主要研究分子建模、航空驾驶、外科手术仿真、建