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虚拟现实的国内外发展及研究现状

摘要：虚拟现实技术是随着科学和技术的进步、军事和经济的发展而兴起的一

门由多学科支撑的新技术，他可以很好地面对市场全球化的要求，并且有助于

人们更好地去解决资源问题、环境问题与需求

多样性问题。本文从虚拟现实的概念出发，对虚拟现实技术以及国内外研究现

状进行了充分论述，并展望了虚拟现实的发展趋势。

关键词：虚拟现实;研究现况；发展趋势

1虚拟现实

（VirtualRealityVR

虚拟现实简称谑一种计算机界面技术。

从本质上讲，虚拟现实就是一种先进的计算机用户接口，他通过

给用户同时提供诸如视觉、听觉、触觉等各种直观而又自然的实时感知交互手

段，最大限度地方便用户操作从而减轻用户的负担，提高整个系统的工作效率。

从应用上看它是一种综合计算机图形技术、多媒体技术、人机交

互技术、网络技术、立体显示技术及仿真技术等多种科学技术综合发展起来的

计算机领域的最新技术，也是力学、数学、光学、机构运动学等各种学科的综

合应用。这种计算机领域最新技术的特点在于以模仿的方式为用户创造一种虚

拟的环境，通过视、听、触等感知行为使得用户产生一种沉浸于虚拟环境的感

觉，并与虚拟环境相互作用从而引起虚拟环境的实时变化。现在与虚拟现实有

关的内容已经扩大到与

(Artifi-cialReality)

之相关的许多方面，如“人工现实”“遥在”

(Telepresence(VirtualEnvironment)

“虚拟环境、“赛博空

间”(Cyberspace等等。

2虚拟现实的特征

虚拟现实可以定义为对现实世界进行五维时空仿真，即除了对三维空间

和一维时间的仿真外，还包括对自然的交互式的仿真。一个完整的虚拟现实系

统包含一个逼真的三维虚拟环境和符合人们自然交互习惯的人一一机交互界

面，分布式虚拟现实系统还要包含用于共享信息的人一一人交互界面。虚拟现

实技术是一项关于计算机、传感与测量、仿真、微电子等技术的综合集成技术，

它具有以下四个重要特征：

(1)(Multi-Sensory)

多感知性所谓多感知性就是说除了一般计算机所具有的视

觉感知之外，还有听觉感知、触觉感知、运动感知，甚至应该包括味觉感

知、嗅觉感知等。

(2)(Presence(Immersion)

存在性又称为临场感它是指用户感到作为主角存

在于虚拟环境的真实程度。

(3)(Interaction)

交互性它是指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境

得到反馈的自然程度(包括实时性)。

(4)(Autonomy)

自主性它是指虚拟环境中物体依据物理定律动作的程度。

3国外虚拟现实技术研究现状

VR的基础主要有计算机图形学、图像处理与模式识别、智能接

口技术、多传感器技术、语言处理与音响技术、网络技术、并行处理技术和高

性能计算机系统。

3.1VR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，美国VR技术的研究水平基本上代

表了国际VR发展的水平。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、后台软件和

：

硬件四个方面。上世纪80年代,美国宇航局(NASAM美国国防部组织了一

系列有关虚拟现实技术的研究，并

取得了令人瞩目的研究成果，美国宇航局Ames实验室致力于一个叫“虚拟

行星探索”(VPE的实验计划。现NASA已经