虚拟现实技术的分类及应用
李巍
【摘要】虚拟现实(VR)技术在各个领域的优秀实例表现,展示了其作为未来主流技
术的潜力.文章就VR技术的技术要素和应用类型进行了分析.
【期刊名称】《创卫工作 无线互联科技》
【年(卷),期】2018(015)008
【总页数】2页(P138-139)
【关键词】虚拟现实;沉浸;想象;交互;行为
【作者】李巍
【作者单位】安阳广播电视台,河南安阳455000
【正文语种】中文
虚拟现实(VirtualReality,VR)单从客观学术表达的角度,虚拟现实技术指的不
仅是计算机图形技术所生成的视觉,还有听觉、触觉、运动,甚至于现在人们还在
探索的味觉、嗅觉等,所以VR技术被称为多感知,通过这些多方面多角度技术,
让虚拟现实使用者产生身临其境的感觉。
1VR技术的要素和分类
VR技术是仿真技术的一个重要方向,是仿真技术高中社会实践报告 与计算机图形学、人机接口技术、
多媒体技术、传感技术和网络技术等多种尖端技术相结合而成的,作为一门交叉技
术,VR技术拥有一定的难度基础,同时,VR技术又是一门极具有挑战性的前沿
学科和研究领域。1956年之后,随着硬件设备的飞速发展,VR技术的理论也日
趋完善。一般来说,理解虚拟现实有4个关键要素:想象(Imagination)、交互
(Interaction)、沉浸(Immersion)和行为(Behavior)。由于这4个关键要
素中的前3个要素的英文字母都是以“I”为开头,后一个以“B”开头,所以业
界又简称为“3I+B”。
1.1理解VR的4个要素
1.1.1沉浸感
沉浸感就是指通过视觉、听觉等使得用户有身临其境的感觉,来增加虚拟世界的真
实性。因为相对于理论的提出顺序而言,沉浸感是后来加上去的,而同时沉浸感也
成了区分,虚拟现实设备好坏和VR技术类型的一大重要依据,同时这也是虚拟现
实技术发展的目标之一。
1.1.2想象
想象主导着VR内容甚至是VR产业的发展潜力,想象是VR的虚拟世界比之其他
技术最吸引人的地方,想象的高度决定着VR内容以至于VR产业的发展深度以及
影响范围,就拿计算机游戏举例,数学家运用“扫雷”这个游戏研究概率而普通人
只是单纯地用这个游戏来解闷。同时针对行业目前的情况,想象也是十分重要的。
想象为精品内容的出现提供了可能,为新的交互方式、新的行为方式提供了灵感,
跳出传统思维才是属于未来的思考方式。
1.1.3交互
交互是指计算机通过各种各样的传感器捕捉用户的动作等信息,同时经过处理后与
人能够产生相互作用,包括对于物体的可供操作的程度,交互是沉浸感中不可缺少
的一大重要影响因子,交互的实时性对于硬件的要求颇高,由于人类自身的物理反
应,稍微的延迟就会严重影响体验。交互也使得VR不单单是简单的360度全景
视频,它拓宽了VR的领域与应用范围。简简单单的转头也是交互的一种,从简单
的环形荧幕到“陀螺仪”,这里不得不谈一个小小的例子:1968年受制于当时的
技术水平,科学家IvanSutherland发明的VR头戴设备“达摩克利斯之剑”是依
靠悬挂在天花板上来减少它的重量,由此我们不得不再次感叹科技的力量。
1.1.4行为
行为是行为的基础,行为是交互的表达方式。从硬件角度而言,单纯只有头戴显示
设备的时候,用户的行为紧紧局限于视觉的相关方面,从目前来说,要进行更多的
互动就意味着需要更多的不同类别的传感器,所以VR手柄、激光定位器、追踪器、
运动传感器甚至于VR座椅、VR跑步机等应运而生。
2VR技术的主要类型
根据VR技术应用在其他领域采用的不同形式和最直观的沉浸度来区分,VR技术
可以划分为以下4类。
2.1小型传感器
简单的光线传感器、距离传感器等小型传感器,抑或者只是计算机界面的模拟应用。
但是由于其造价低和门槛低的特点,这种类型的VR技术应用最为广泛。
2.2沉浸式虚拟现实
比之桌面式虚拟现实,沉浸式虚拟现实则提供更高层次的完全的沉浸式体验,使得
用户有一种置身于虚拟世界的感觉。几乎所有沉浸式虚拟现实的分类都是以头盔显
示写信给某人英文 器为关键设备,当然随着科技的发展,业内的趋势是抛弃繁重的头盔设备,转而
以眼镜甚至是直接投影在眼球上来代替。
沉浸式头盔是一种将使用者与真实环境隔离的先进显示装置,它可以分别为左眼和
右眼提供两个既包含平行视差又独立的图像,类似于3D电影的拍摄和播放原理。
再加上各种类型的传感器对现实的分别模拟,就能够产生一种极强的立体真实感。
这种类型的VR技术是目前影响最广,在可操作的前提下潜力最大的一类。更多的
商家也愿意在这一类的VR技术上做投资。
2.3增强现实性虚拟现实
增强现实性虚拟现实,则是跳出了对现实的模拟和仿真,转而要加强参与者对于真
实世界的感受,也就是那些无法感知或者是不方便感知的事物。比如说用户去参加
车展,带上相关的设备后看车,车子的各类信息就会在设备上显示出来,这样用户
就不必再去询问抑或者查询资料。增强现实是VR技术发展的目标和最终形态,但
是受限于相关技术的发展。
2.4分布式虚拟现实
简单来说,分布式虚拟现实系统是前面3类的集合版本。分布式虚拟现实系统是
指基于网络的虚拟环境,使得位于不同物理位置的多个虚拟环境或者多个用户能够
通过网络相连接。虚拟现实系统运行在分布式环境下有两种原因:(1)基于计算
机发展的强大的分布计算能力。(2)某些应用本身就具有分布特性的需要,比如,
各类网络游戏或者假使分隔在两地的人能够通过VR技术实现“面对面”的交流等。
3VR技术在各领域的应用
VR技术在各领域的应用从产生之初就受到高度关注,特别是需要消耗大量人、财、
物以及具有危险性的应用领域,具体来说主要包括以下几个方面。
3.1在工业上的应用
VR技术使得现代工业设计得以更进一步,新的思路带来了新的创新的可能,作为
现代工业的核心环节,VR技术在传统设计的基础上代替了老一套的平面设计,使
得二维平面设计上的束缚得以突破。在进行产品设计时,可以利用计算机仿真、遥
感等现代最新技术,将产品的还有英文 质量、性能等全面地展示在三维空间中。设计师可以
在计算机的帮助下,更加直观地观察到产品成型的状态,就能迅速地找出产品设计
中的不足并且更快地加以解决,这样就可以缩短设计的周期,提高现代产品制造的
效率,从而减少了研发成本,进而提高了医学伦理学论文 产品的市场竞争力。不仅如此,利用分布
式类型的VR技术,顾客还可以率先在虚拟世界里使用虚拟的产品,降低了直接投
入市场运营的风险,而且三维空间中产品能够更好地体现设计者的设计理念,表达
出设计者正确的想法。
3.2在教育上的应用
VR教学是VR技术应用领域的一大重要目标,因为不论在什么情况下,教育的重
要属性都不会减弱。比之于传统的面授黑板教学或者多媒体教学,VR教学能够更
加吸引学生的兴趣,虚拟交互使得教育从被动变为主动,对于知识的表达也更加的
直观。同时也为某些教学增加了安全系数,比如在化学的教学中,既可以利用VR
技术在桌面上使得书本上的专业器具名词更加的立体,又可以利用沉浸式设备模拟
化学反应的发生,不仅保证了安全,而且相比于视频能够从各种不同的角度更加直
接地观察。
3.3在军事上的应用
利用VR技术搭建的虚拟战场,可以使得士兵能够提前适应将要作战的环境并且在
与实地环境极为接近的状态下进行战斗的演练等工作,VR技术的发生地美国在这
一点上走在了前列:当年的海湾战争,士兵们对于周遭的环境并不会感到异常陌生,
因为他们之前在模拟器中看到过、感受过不止一次这样黄沙漫天的场景,毕竟在战
场上时间是最重要的,敌人无时无刻不对你进行攻击,你需要做的就是马上解决眼
前的问题。
VR技术在军事中除了在战场上的应用,还有在战后士兵的心理修复方面也扮演着
重要的角色。利用高配置的VR头盔,在各类传感器的帮助下,使得能够再现当初
战场的图像、声音甚至于是气味,士兵就能在专业医生的监控下重新面对他们体会
他们所经历的一切,同时减轻了谈话治疗的负担,成为医者的全新的一项改善治疗
的选项。
3.4在医学上的应用
VR技术能很好地解决看病远、看病难的问题,患者通过扫描自身的信息然后发送
给医生进行诊断,或者通过之前设定的数据进行一些小疾病的自我检查。传感器对
于身体的扫描而产生的信息汇总,会比病人自我描述显得更加详细,有利于缩短诊
断的时间,提高疾病治疗的成功率。在某些医生不能到场的情况下,可以利用VR
技术进行远程医疗。例如医院远程会议、远程实时合作手术等。在手术中,可以通
过操纵手术机器人代替人手来完成一些高难度的动作,甚至是进入血管等体内的微
型机器人,进行肿瘤的切除等外部很难完成的手术。
3.5在游戏上的应用
普通的游戏无论是2D抑或是3D都不会产生VR游戏这般真实的体验,同时由于
游戏的普适性,VR技术在游戏上的应用也是VR技术推广的重要部分,抛弃了鼠
标和键盘的束缚,真正的以玩家为主角中心。VR技术帮助玩家“真实”实现了自
己的梦想,例如使命召唤的VR版本可以让玩家体验真实的战场,实现普通人的战
场梦:STEAM的utureOperatingRoom游戏让玩家过了把医生的瘾。
还有赛车、飞行等数不胜数。
3.6在手机上的应用
由于手机和周遭电子设备的智能化,VR技术与手机的结合可谓是相得益彰,在桌
面式虚拟现实方面,手机可以通过安装APP来模拟各种控制器来达成例如空调温
度的控制,智能电视频道换台,窗帘的自动开关等,这也是最近各厂商乐忠的生态
家居的概念。在沉浸式虚拟现实方面,受限于设备成本,行业自己的发展衍生出了
名为虚拟现实眼镜和虚拟现实头盔的区别产品,就像手机行业的低端机和高端机的
产品定位分布。除去配置和做工的差别,虚拟现实眼镜是依靠镜片为技术核心,借
助智能手机来作为它的“主机”。由于所需的硬件在手机内的高度集成,虚拟现实
眼镜的成本就大大降低了,真正降低了沉浸式VR的门槛,例如小米手机推出的小
米V4级报名时间 R眼镜,三星手机推出的GearVR,暴风影音的暴风魔镜等都属于这个范畴。
本文发布于:2023-03-21 16:18:06,感谢您对本站的认可!
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