文档介绍：虚拟现实技术及其在安全中的应用Virtual Reality Technology and Its Application in Safety
罗周全
虚拟现实技术 Virtual Reality Technology
一、虚拟现实
虚拟现实(Virtual Reality VR)是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。它充分利用计算机硬件与软件资源的集成技术,提供了一种实时的、三维的虚拟环境(Virtual Environment),使用者完全可以进入虚拟环境中,观看计算机产生的虚拟世界,听到逼真的声音,在虚拟环境中交互操作,有真实感,可以讲话,并且能够嗅到气味。
二、虚拟现实技术
虚拟现实技术:一种综合计算机图形技术、多媒体技术、传感器技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术以及仿真技术等多种科学技术而发展起来的计算机领域的新技术。
虚拟现实技术目前所涉及的研究应用领域已经包括军事、医学、心理学、教育、科研、商业、影视、娱乐、制造业、工程训练等。VR技术已经被公认为是21世纪重要的发展学科以及影响人们生活的重要技术之一。
三、虚拟现实技术的产生与发展
虚拟现实技术的发展历史最早可以追溯到18世纪。20世纪中期率先美国VPL探索公司和它的创始人Jaron Lanier提出这一概念。1990年在美国达拉斯召开的国际会议上明确了虚拟现实的主要技术构成,即实时三维图形生成技术、多传感交互技术及高分辨率显示技术。
虚拟现实技术经过20多年的研究探索,于20世纪80年代末走出实验室,开始进入实用化阶段。目前已在娱乐、医疗、工程和建筑、教育和培训、军事模拟、科学和金融可视化等方面获得了应用,并取得了显著的综合效益。
四、虚拟现实技术系统
虚拟现实集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的
发展成果,是一种由计算机生成的高技术模拟系统。
输入输出设备
虚拟环境及其软件
外部设备
如头盔式显示器、立体耳机、头部跟踪系统以及数据手套
用以描述具体的虚拟环境等动态特性、结构以及交互规则等
计算机系统以及图形、声音合成设备等
虚拟现实技术系统
VR系统根据其硬件规模分成:台式系统、立体台式VR系统(在台式系统的基础上,增加了一种窗式眼睛,以生成和观测三维视图)、沉侵式VR系统(能实现VR环境中的人机交互作用)、投影式VR系统(增加了一种大屏幕投影机或数字显示墙以显示VR三维环境)、模拟式VR系统(可产生更为真实的环境效果)。
虚拟环境系统
沉侵式VR系统
五、虚拟现实技术基本特征
虚拟现实具有以下三个基本特征:沉浸(Immersion)、交互(Interaction)和构想(Imagination),即通常所说的“3I”。
指用户借助各类先进的传感器进入虚拟环境之后,由于他所看到的、听到的、感受到的一切内容非常逼真,因此,他相信这一切都“真实”存在,而且相信自己正处于所感受到的环境中。
指用户进入虚拟环境后,不仅可以通过各类先进的传感器获得逼真的感受,而且可以用自然的方式对虚拟环境中的物体进行操作。如搬动虚拟环境中的一个虚拟盒子,甚至还可以在搬动盒子时感受到盒子的重量。
浸没
交互
是由虚拟环境的逼真性与实时交互性而使用户产生更丰富的联想,它是获取沉浸感的一个必要条件。
构想