VR虛擬現實技術現狀分析

【摘要】：虛擬現實技術（Virtual Reality，簡稱VR）屬于一種以計算信息為基礎的沉浸式交互環境。主要研究方向有三個，即：實物虛化、虛物實化、高性能計算處理。VR技術通過電腦模擬，產生一個虛擬的三維空間世界，并為使用者提供視覺、聽覺以及觸覺等模擬，使之有身臨其境之感。現今，VR技術已成為繼“互聯網+”之后的又一研究熱點。本文主要對VR虛擬現實技術的現狀進行分析，包括技術現狀與應用現狀兩種。希望通過本文分析，為相關人員進行VR研究提供借鑒與參考。

【關鍵詞】：虛擬現實技術;交互環境;現狀分析

一、前言

近年來，信息技術高速發展，VR虛擬現實技術由于可以通過電腦模擬，產生一個虛擬的三維空間世界，并為使用者提供視覺、聽覺以及觸覺等模擬，使之有身臨其境之感等特性，已引起人們的廣泛關注，且應用領域不斷擴大，目前在軍事、影視、科研、醫學、商業、工程訓練等中都有涉及。VR虛擬現實技術也被人們稱作靈境技術，綜合了計算機圖形技術、多媒體技術、仿真技術、人機交互技術等多種學科。虛擬現實技術已被公認為21世紀的重要學科，被稱作下一個“互聯網+”。自VR虛擬現實技術產生起，便開始高速發展，但還存在很多難題沒有攻克。因此，對目前VR虛擬現實技術現狀進行分析，并對未來發展趨勢進行展望，對于VR虛擬現實技術的發展至關重要。基于此，本文對VR虛擬現實技術的現狀從技術與應用兩方面進行分析。

二、VR虛擬現實技術現狀

2.1 VR虛擬現實技術的概述

VR虛擬現實技術由于可以通過電腦模擬，產生一個虛擬的三維空間世界，并為使用者提供視覺、聽覺以及觸覺等模擬，使之有身臨其境之感等特性。具有三個特征，即：沉浸感、交互性以及構想。

所謂沉浸感是指用戶在基于VR虛擬現實技術所產生的三維虛擬環境中，有身臨其境之感。基于海灣戰爭的美國士兵，通過虛擬現實技術，感受到了大漠荒涼，從而提高士兵在戰場上的熟悉感。交互性則是指用戶在基于虛擬現實技術的三維虛擬環境中，人們可以具有真實客觀世界的交互感受，且這種交互多感知。對于用戶在三維虛擬環境中抓取物體，用戶不僅具有握東西的感受，還可以感受到物體重量。構想則是指用戶通過在虛擬環境中交互獲得新東西，這需要豐富想象力，并基于定性與定量的方式提高環境中的感性與理性認識，進而通過激發方式產生新的創意。

2.2 VR虛擬現實技術技術現狀分析

VR虛擬現實技術起源于美國，第一個虛擬設備為“全傳感仿真器”，是由Morton Heiling 于1962制造。該仿真器的主要作用則是對人騎車通過紐約所產生的感受，包括風、路面顛簸甚至飯香等。隨后，VR虛擬現實技術高速發展。在我國，經管VR虛擬現實技術起步晚，但發展迅速。譬如，以北京航空航天大學為代表的學院派，在VR虛擬現實技術的接口部分、硬件部分、算法及實現部分，均取得了長足的進步。目前我國以可以基于分析事物的物理特性設計分布式虛擬環境，可以合成了特定人臉圖像、表情、唇動等。我國的國家光盤工程研究中心，基于布達拉宮，提出了Quick Time技術，在此基礎上，實現了大全景虛擬現實的制作。以騰訊、樂視為代表的公司，在VR虛擬現實技術方面也取得了很大的發展，在體感輸入、觸覺反饋、VR一體機等都取得了極大發展，并有部分產品以投入市場應用。

盡管VR虛擬現實技術在技術方面取得了很大的發展，但還存在很多問題，包括：VR虛擬現實技術的技術標準不統一;現有的技術還容易造成使用者的疲勞感;VR虛擬現實技術的輸入方面還沒有解決等。針對目前VR虛擬現實技術存在的問題，未來的技術必將朝著技術標準統一化、技術應用輕松化，技術輸入可行化等。此外，為滿足社會發展需要，VR虛擬現實技術將會遵循低成本、高性能的發展準則進行發展，譬如：動態環境建模技術、大型網絡分布式虛擬現實技術的研究及應用、智能化人機交互設備研制等研制。

2.3 VR虛擬現實技術應用現狀分析

VR虛擬現實技術由于可以通過電腦模擬，產生一個虛擬的三維空間世界，并為使用者提供視覺、聽覺以及觸覺等模擬，使之有身臨其境之感等特性，已引起人們的廣泛關注，且應用領域不斷擴大，目前在可視化、娛樂、醫療、遙現、教育、仿真、工程等方面都有應用，且在國內外已存在很多成功案例。

仿真技術屬于VR虛擬現實技術的重要應用，包括飛行仿真、作戰仿真、虛擬生物等。飛行員通過飛行仿真系統，可以真實感受到飛機飛行;虛擬生物仿真系統可以同現實世界中的生物相同，可決定自己的行動，也可以動態應付周圍情況;通過構建虛擬戰場，可以對系統的性能、訓練士官能力進行檢測與評估，提高了軍事演習能力。遙感技術，也稱作遙控機器人技術，可以在另一個地方產生另一個地方的感受。VR虛擬現實技術在教育中的主要應用在于虛擬實驗室，譬如虛擬物理實驗室，學生可以通過親身的做、看、聽等，方便演示及控制力的大小、物體形變、摩擦等物理現象。

隨著分布式虛擬現實系統的產生，使得VR虛擬現實技術在教育、工程技術、電子商務、藝術、科學計算可視化等領域廣泛應用。分布式虛擬現實系統可以通過創建多媒體通信、設計協作、實境式電子商務、虛擬社區等，構建全新的應用系統。在教育領域，分布式虛擬現實系統可用于構建人體模型、化合物分子結構等，提高數據的逼真特性，增強學習者對學習的積極性。在工程技術方面，分布式虛擬現實系統可以幫助工程人員通過網絡協作方式完成三維模型的設計、發布以及交流。在娛樂方面，分布式虛擬現實系統可以通過提供更加逼真的娛樂環境，增強人們的樂趣。

除全景技術的應用之外，在今年的全國兩會新聞上的呈現形式上，VR虛擬現實技術以及H5頁面也得到普及，在兩會前夕，關于一人大代表頭戴一款名為暴風墨鏡的特殊設備，可以隨意轉動頭部的新聞視頻已引起人們的廣泛關注。其中，這款暴風墨鏡則是基于VR虛擬現實技術，讓佩戴者可以產生在兩會現場的感受。據暴風墨鏡相關負責人介紹，在兩會中，暴風墨鏡已與多家媒體平臺合作。此外在兩會報道中，優酷土豆也采用了VR虛擬現實技術，通過與經濟日報科技部合作，共同對兩會進行VR板點播，可促使廣東網友產生身臨現場的感受，開啟了優酷土豆網的新型播放模式。

VR虛擬現實技術，在某種意義上可以改變人們的思維模式以及生活方式，其屬于新型的技術，應用前景極為廣闊。VR虛擬現實技術可以通過與Internet技術結合，建立真正的遠程教室、開放性大學，促使教育產生翻天幅度改變。

三、結論

本文主要對VR虛擬現實技術的現狀進行分析，包括技術現狀和應用現狀兩方面。從技術現狀考慮，我國VR虛擬現實技術同發達國家相比還存在一定差距，但也取得了長足發展，未來，VR虛擬現實技術將會朝著低成本、高性能的方向發展;從應用現狀分析，VR虛擬現實技術主要應用在教育、工程技術、電子商務、藝術、科學計算可視化等多領域中應用廣泛，未來，其會朝著同Internet新技術相結合的方式發展。本文對VR虛擬現實技術的現狀進行分析，希望通過本文分析，為相關人員進行VR研究提供借鑒與參考。

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