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虚拟现实的关键技术和三大特点

  虚拟现实是多种技术的综合,包括实时三维计算机图形技术,广角(宽视野)立体显示技术,对观察者头、眼和手的跟踪技术,以及触觉/力觉反馈、立体声、网络传输、语音输入输出技术等。

  现有虚拟现实系统的关键技术
 

虚拟现实技术

  1:动态环境建模技术

  虚拟环境的建立是虚拟现实技术的核心内容。动态环境建模技术的目的是获取实际环境的三维数据,并根据应用的需要,利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。三维数据的获取可以采用CAD技术(有规则的环境),而更多的环境则需要采用非接触式的视觉建模技术,两者的有机结合可以有效地提高数据获取的效率。

  2:实时三维图形生成技术

虚拟现实技术

  三维图形的生成技术已经较为成熟,其关键是如何实现“实时”生成。为了达到实时的目的,至少要保证图形的刷新率不低于15桢/秒,最好是高于30桢/秒。在不降低图形的质量和复杂度的前提下,如何提高刷新频率将是该技术的研究内容。

  3:立体显示和传感器技术

  虚拟现实的交互能力依赖于立体显示和传感器技术的发展。现有的虚拟现实还远远不能满足系统的需要,例如,数据手套有延迟大、分辨率低、作用范围小、使用不便等缺点;虚拟现实设备的跟踪精度和跟踪范围也有待提高,因此有必要开发新的三维显示技术。

  4:用户(头、眼)的跟踪

  在人造环境中,每个物体相对于系统的坐标系都有一个位置与姿态,而用户也是如此。用户看到的景象是由用户的位置和头(眼)的方向来确定的。

  5:触觉与力觉反馈

  在一个VR系统中,用户可以看到一个虚拟的杯子。你可以设法去抓住它,但是你的手没有真正接触杯子的感觉,并有可能穿过虚拟杯子的“表面”,而这在现实生活中是不可能的。解决这一问题的常用装置是在手套内层安装一些可以振动的触点来模拟触觉。

  5:应用系统开发工具

  虚拟现实应用的关键是寻找合适的场合和对象,即如何发挥想象力和创造力。选择适当的应用对象可以大幅度地提高生产效率、减轻劳动强度、提高产品开发质量。为了达到这一目的,必须研究虚拟现实的开发工具。例如,虚拟现实系统开发平台、分布式虚拟现实技术等。

  6:广角(宽视野)的立体显示

  双目立体视觉起了很大作用。用户的两只眼睛看到的不同图像是分别产生的,显示在不同的显示器上。有的系统采用单个显示器,但用户带上特殊的眼镜后,一只眼睛只能看到奇数帧图像,另一只眼睛只能看到偶数帧图像,奇、偶帧之间的不同也就是视差就产生了立体感。

  虚拟现实有3大特点

  1、虚拟现实的交互性,它是现实或想象中事物的全方位的立体仿真,展示观察时具有高度的沉浸感,如同身临其境,是视觉的盛宴,因此可以用于各种场景的三维展示,如城市建筑群、房地产项目、旅游景点、生产线等;

  2、虚拟现实的交互性,即人与虚拟出来的环境之间,可以进行互动操作,并使得人与虚拟环境之间不再仅是人与数字或人与文字之间的抽象的、乏味的互动,而是感性的、富于趣味的人与三维虚拟世界之间的互动;

  3、虚拟现实的存在感,它不仅仅是一个崭新的演示形式,更是一个人类认识世界、认知世界、分析世界、改变世界、创造世界,让人类的梦想插上腾飞翅膀的拓展心灵的新工具和新途径。

  虚拟现实的特征

  指除一般计算机所具有的视觉感知外,还有听觉感知、触觉感知、运动感知,甚至还包括味觉、嗅觉、感知等。理想的虚拟现实应该具有一切人所具有的感知功能。

  近几年全国地方的各级单位政府、博物馆、科技馆、会议室、实验室、训练室为了突出自己地方特色,引入最高端的视频解决方案,提高信息化水平,都采用宽广的视觉声效图象技术。而随着边缘融合技术、无缝拼接技术、虚拟仿真技术、互动投影技术、远程遥控技术的不断成熟与成本的不断降低,使得虚拟现实技术在这些领域的应用已经由流行升级成了一种趋势。

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