淺談對(duì)我國VR技術(shù)的現(xiàn)狀與應(yīng)用領(lǐng)域研究

楊越松

摘 要：虛擬現(xiàn)實(shí)是新生代的信息交互技術(shù)，今年來，它不斷發(fā)展和完善，迅速在各個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用，對(duì)人們的知覺體驗(yàn)有著良好的增強(qiáng)作用。對(duì)VR技術(shù)來說，它的基本特點(diǎn)就是將計(jì)算機(jī)仿真、智能傳感器與圖形顯示等多種科學(xué)技術(shù)結(jié)合起來，并用于與人類真實(shí)世界感知方式完全一樣的虛擬空間的創(chuàng)建，給予用戶沉浸式的體驗(yàn)。本文的主要內(nèi)容是簡(jiǎn)單概括VR技術(shù)的基本原理和發(fā)展現(xiàn)狀，并且提出了此項(xiàng)技術(shù)未來發(fā)展前景的美好愿望。

關(guān)鍵詞：VR技術(shù)；工作原理；前景展望

引言

最近幾年，我國各領(lǐng)域發(fā)展了一種經(jīng)營(yíng)建設(shè)中新型熱門技術(shù)，叫做VR技術(shù)，又名虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。對(duì)我國的科技發(fā)展來說，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的興起和發(fā)展是一個(gè)巨大的飛躍，為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的創(chuàng)新做出了榜樣，因此，它被廣泛應(yīng)用于各個(gè)不同的領(lǐng)域，未來的發(fā)展前途一片大好。作為一項(xiàng)科研人員的主要研究技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也是一項(xiàng)21世紀(jì)中大大影響人們的日常生活的技術(shù)。

一、VR設(shè)備的基本原理

雖然各行各業(yè)都會(huì)用到VR技術(shù)，但是最為平常的還是在各大行業(yè)中的綜合應(yīng)用。在地產(chǎn)漫游行業(yè)，VR技術(shù)可以直接進(jìn)行報(bào)批，大大減少溝通的成本，提高工作效率，因此，其在房產(chǎn)銷售方面表現(xiàn)突出，飛速發(fā)展。其工作的原理就是開發(fā)商利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在地產(chǎn)漫游中任意的進(jìn)行圖片或片段的截取，從而進(jìn)行廣告的制造，客戶在地產(chǎn)漫游虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中沉浸在真實(shí)感極高的房產(chǎn)中，身臨其境的去感受，從而促進(jìn)雙方達(dá)成合意，進(jìn)行交易，高效低成本，實(shí)現(xiàn)雙贏。有研究顯示，有虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的房產(chǎn)漫游訪問率和購房的效果增加了30%以上，效果顯著。甚至在奧運(yùn)會(huì)，世博會(huì)期間，我國的VR技術(shù)登上國際舞臺(tái)，獲得國內(nèi)外的一致好評(píng)。其次，在虛擬樣板間、多類型車輛的行駛、空間布置、設(shè)計(jì)虛擬演示等方面應(yīng)用的比較廣泛，深入。其實(shí)我們VR技術(shù)在生活中有很多運(yùn)用，比如電影中我們看到的許多特技，就是通過VR技術(shù)完成的，給觀眾帶來了更震撼的視覺效果。

二、VR技術(shù)以及現(xiàn)狀

1.VR技術(shù)的基本概念

VR又名虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，最早出現(xiàn)在美國。20世紀(jì)80年代初，美國VPL公司創(chuàng)建人拉尼爾首次提出VR技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種綜合利用計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)和各種現(xiàn)實(shí)及控制等接口設(shè)備，在計(jì)算機(jī)上生成的、可交互的三維環(huán)境中用于給予用戶關(guān)于視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺等感官的模擬沉浸感覺的技術(shù)。當(dāng)下，VR技術(shù)在計(jì)算機(jī)圖像、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、分布計(jì)算技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，如今網(wǎng)絡(luò)上的視頻會(huì)議也是此技術(shù)的應(yīng)用，同時(shí)，VR技術(shù)對(duì)新產(chǎn)品的開發(fā)也有著卓越的貢獻(xiàn)。VR技術(shù)低成本、高效率、超高傳輸速度的優(yōu)點(diǎn)有利于社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)力的發(fā)展，我國和許多外國國家開始關(guān)注此項(xiàng)技術(shù)，VR技術(shù)發(fā)展前途一片光明。

2.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征介紹

①多感知性的特征，是指視、力、觸、運(yùn)動(dòng)、味、嗅等感知系統(tǒng)，就人類理想的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展而言，是希望可以將現(xiàn)實(shí)中所有的感知完整的模擬出來，但由于現(xiàn)在所掌握的技術(shù)有限，僅僅只能模擬出視、力、觸、運(yùn)動(dòng)、味、嗅等感知系統(tǒng)。

③交互性，是指當(dāng)人處于虛擬世界時(shí)，依然可以像在現(xiàn)實(shí)中一樣，通過觸碰、使用某些具體物品，感受到所用物品的重量，形狀，顏色等存在于人與物品之間的互動(dòng)信息。

④構(gòu)想性，指人處于虛擬世界，將所想的物品所做的事情展現(xiàn)在虛擬世界里，想象這樣做，或者那樣做，分別能達(dá)到什么樣的效果，甚至在虛擬世界中還可以把在現(xiàn)實(shí)世界不可能存在的事和物都呈現(xiàn)出來

3.VR技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

（1）美國研究VR技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

由于VR技術(shù)起源于美國，所以美國擁有主要的VR技術(shù)研究機(jī)構(gòu)，其中NASA Ames實(shí)驗(yàn)室是VR技術(shù)的出生地，它引領(lǐng)著VR技術(shù)在世界各國發(fā)展壯大。美國實(shí)驗(yàn)室在20世紀(jì)80年代已經(jīng)開始基礎(chǔ)研究空間信息領(lǐng)域，在80年代的中期創(chuàng)建了虛擬視覺環(huán)境研究工程，隨后又創(chuàng)建了虛擬界面環(huán)境工作機(jī)構(gòu)。目前，虛擬行星探索是美國VR技術(shù)研究機(jī)構(gòu)的重點(diǎn)研究目標(biāo)，此項(xiàng)研究的重點(diǎn)內(nèi)容就是通過虛擬技術(shù)放在對(duì)于遙遠(yuǎn)行星的研究工作中。舉個(gè)例子，波音公司所生產(chǎn)的波音777運(yùn)輸機(jī)在設(shè)計(jì)中使用的就是全無紙化設(shè)計(jì)模式，以VR技術(shù)為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)人員通過虛擬環(huán)境加工波音777運(yùn)輸機(jī)上的工件，使加工流程大大縮減。

（2）VR技術(shù)在歐洲的發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)下，歐洲的英國研究公司所研究設(shè)計(jì)的DVS系統(tǒng)中帶領(lǐng)著一些VR技術(shù)在各領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用中的標(biāo)準(zhǔn)化，并且該公司還為VR技術(shù)在實(shí)際編輯中設(shè)計(jì)了先進(jìn)的環(huán)境編輯語言。由于編輯語言不一樣，其在實(shí)際應(yīng)用中的操作模型也都不一樣，但與編輯語言一一對(duì)應(yīng)。所以，DVS系統(tǒng)在進(jìn)行不一樣的操作流程時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就會(huì)展現(xiàn)不一樣的功能。對(duì)VR技術(shù)某些方面研究工作，英國處在較前列，尤其是對(duì)于VR技術(shù)的處理、輔助設(shè)備設(shè)計(jì)研究方面較為突出。

（3）國內(nèi)VR技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

與世界發(fā)達(dá)國家相比，在對(duì)于VR技術(shù)研究時(shí)間及成果上我國是比較落后的。在我國計(jì)算機(jī)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)飛速發(fā)展和進(jìn)步的同時(shí)，我國各行業(yè)越來越關(guān)注虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，VR技術(shù)在我國國內(nèi)的研究也更加廣泛和深刻。在我國科委國防科工委部的要求下，VR技術(shù)已經(jīng)成為國家科研工程中的核心工程，VR技術(shù)研究工作也得到了各大科研機(jī)構(gòu)及高校的認(rèn)可和助力，其研究成果也極其顯著。比如，作為我國最早參與到VR技術(shù)的高校，北京航空航天大學(xué)對(duì)于VR技術(shù)研究也比較具有的權(quán)威性和專業(yè)性，主要進(jìn)行VR技術(shù)中的三維動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫及分布式虛擬環(huán)境等方面研究的工作以及對(duì)VR技術(shù)中物體特點(diǎn)的處理模式的探索。

4.VR技術(shù)的應(yīng)用范圍

從VR技術(shù)被提出、應(yīng)用到現(xiàn)在，幾十年過去了，其被應(yīng)用于越來越多的行業(yè)和領(lǐng)域，。比如在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，VR技術(shù)可以被用來做模擬手術(shù)，使現(xiàn)實(shí)中的手術(shù)成功率大大提高，保障了病人的生命安全。除此之外，VR技術(shù)在軍事，科技，商業(yè)，建筑，娛樂，生活等方面都有應(yīng)用。

三、對(duì)VR技術(shù)的發(fā)展的前景展望

VR技術(shù)雖然沒有悠久的歷史，但其前景是非?？捎^的。它涉及科學(xué)技術(shù)的多個(gè)方面，所以它的潛力不僅是對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)本身的研究，還有此技術(shù)下的應(yīng)用研究。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有投入低、回收高的優(yōu)點(diǎn)，在很多方面都有可觀的前景。從過去看未來，我們不難預(yù)測(cè)，這項(xiàng)技術(shù)將繼續(xù)朝著更加智能化、電動(dòng)化的方向發(fā)展。主要在動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)、試試三維圖形形成和顯示技術(shù)、新型交互設(shè)備的研制、智能化語音虛擬現(xiàn)實(shí)建模以及大型網(wǎng)絡(luò)分布式虛擬現(xiàn)實(shí)這幾個(gè)方面得到長(zhǎng)足的發(fā)展，這不論是可行性還是效益價(jià)值，都是十分值得期待的，所以我們應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)此的研究。

結(jié)語

結(jié)合前文我們可以看出，VR技術(shù)雖然興起的時(shí)間不長(zhǎng)，但是正在飛速發(fā)展不斷的完善，隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，VR技術(shù)目前存在的問題將得到有效解決，這將是各個(gè)行業(yè)的福音。因此我國必須加強(qiáng)研究，在現(xiàn)在剛剛起步的時(shí)候就做好努力，搶占先機(jī)，為未來的發(fā)展做好準(zhǔn)備。從而確立我們?cè)谖磥砀?jìng)爭(zhēng)中的優(yōu)勢(shì)，并利用這些技術(shù)造福人類，實(shí)現(xiàn)民族的偉大復(fù)興。

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（作者單位：國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利協(xié)作廣東中心）