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2014-2015学年第1学期期末考试
论文
考试科目：虚拟现实技术
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任课教师：黄海
邮电大学
时间：2015年1月8日
虚拟与现实技术概述
〔邮电大学 102209〕
摘要 21世纪的人类社会是信息化社会，以信息技术为主要标志的高新技术产业在整个经济中的比重不断增加，多媒体技术与产品是计算机产业开展的活跃领域。早期的计算机只能处理数和字，现在多媒体计算机能够综合处理声、文、图信息，使多种信息建立逻辑连接集成为一个系统，并具有交互性。虚拟现实技术是目前在计算机领域中一项开展最快的多学科综合技术，已经被广泛地应用于许多领域。本文综述了虚拟现实技术的概念，特征，原理和国内外研究应用进展，以与对于此项课程的总结与建议。
关键词：虚拟现实；研究现状；开展趋势
虚拟现实的简介
虚拟现实的概念
虚拟现实(Virtual Reality，简称VR;又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。
关于虚拟现实的定义，可以从狭义和广义两个层面来理解。
所谓狭义的，被认为是一种先进的人机界面，在这种情况下，虚拟现实技术被称为“基于自然的人工界面〞，它利用计算机技术生成一个逼真的、具有视、听、触等多种感知的虚拟环境，用户通过使用各种交互设备同虚拟环境中的实体相互作用，使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真和信息交流，是一种先进的数字化人机接口技术。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三度空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以与时、没有限制地观察三度空间内的事物。VR是一项综合集成技术，涉与计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域。它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉，使人作为参与者通过适当装置，自然地对虚拟世界进展体验和交互作用。使用者进展位置移动时，电脑可以立即进展复杂的运算将准确的3D世界影像传回产生临场感。
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广义的，即对虚拟想象〔三维可视化的〕或真实三维世界的模拟。它不仅仅是一种界面，更重要的局部是内部的模拟，人机交互界面采用虚拟现实的方式界面，对某个特定环境真实再现后，用户通过自然的方式承受和相应模拟环境的各种感官刺激，与虚拟世界中的人与物体进展思想和行为等方面的交流。该技术集成了计算机图形(CG)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最新开展成果，是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。
概括地说，虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进展可视化操作与交互的一种全新方式，与传统的人机界面以与流行的视窗操作相比，虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。
虚拟现实的特征
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虚拟现实系统提供了一中先进的人机界面，他通过为用户提供视觉、听觉、触觉等多种直观而自然的实时感知交互的方法和手段，最大程度地方便了用户的操作，从而减轻了用户的负担、提高了系统的工作效率。其效率主要由系统的沉浸程度与交叉程度来决定。
沉浸性(Immersion)
沉浸性又称进入性，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假，使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中。该环境中的一切看上去是真的，听上去是真的，动起来是真的，甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的，如同在现实世界中的感觉一样。其中，沉浸包括好多种。除了视觉沉浸之外，还有听觉沉浸、力觉沉浸、触觉沉浸、运动沉浸，甚至包括味觉沉浸、嗅觉沉浸等。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。由于相关技术，特别是传感技术的限制。目前虚拟现实技术所具有的沉浸功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。
交互性 (Interactivity)
在虚拟现实系统中，交互性的现实与传统的多媒体技术有所不同。指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反响的自然程度(包括实时性)。例如，用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体。这时手有握着东西的感觉，并可以感觉物体的重量，视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。
交互性具有以下特点：〔1〕虚拟环境中人的参与与反响；〔2〕人机交互的有效性；〔3〕人机交互的实