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VR已經開始進入我們的生活,淺談虛擬實境技術發展歷程及發展趨勢

一、虛擬實境的概念和特性

虛擬實境(Viaual Reality, 簡稱VR)作為一種綜合電腦圖形技術、多媒體技術、感測器技術、人機交互技術、網路技術、立體顯示技術以及模擬技術等多種科學技術而發展起來的電腦領域的新技術, 目前所涉及的研究應用領域已經包括軍事、醫學、心理學、教育、科研、商業、影視、娛樂、製造業、工程訓練等。

VR技術已經被公認為是21世紀重要的發展學科以及影響人們生活的重要技術之一。 虛擬實境是利用電腦模擬產生一個三維空間的虛擬世界, 提供使用者關於視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬, 讓使用者如同身歷其境一般,

可以及時、沒有限制地觀察三度空間內的事物。 虛擬實境技術作為一種新的技術, 主要有三個特性, 分別是沉浸性、交互性和構想性。

1、沉浸性

是指利用電腦產生的三維立體圖像, 讓人置身於一種虛擬環境中, 就像在真實的客觀世界中一樣,

能給人一種身臨其境的感覺。

2、交互性

電腦生成的這種虛擬環境中, 人們可以利用一些傳感設備進行交互, 感覺就像是在真實客觀世界中一樣。

3、構想性

虛擬環境可使用戶沉浸其中並且獲取新的知識, 提高感性和理性認識, 從而使用戶深化概念和萌發新的聯想, 因而可以說, 虛擬實境可以啟發人的創造性思維。

二、虛擬實境技術的發展歷程

第一階段:虛擬實境技術的前身。

虛擬實境技術是對生物在自然環境中的感官和動作等行為的一種模擬交互技術, 它與模擬技術的發展是息息相關的。 1962 年, Morton Heilig的“全傳感模擬器”的發明, 就蘊涵了虛擬實境技術的思想理論。 這三個較典型的發明, 都蘊涵了虛擬實境技術的思想, 是虛擬實境技術的前身。

第二階段:虛擬實境技術的萌芽階段。

1968 年電腦圖形學之父Ivan Sutherlan 開發了第一個電腦圖形驅動的頭盔顯示器HMD 及頭部位置跟蹤系統, 是虛擬實境技術發展史上一個重要的里程碑。 此階段也是虛擬實境技術的探索階段,

為虛擬實境技術的基本思想產生和理論發展奠定了基礎。

第三階段:虛擬實境技術概念和理論產生的初步階段。

由M.MGreevy 領導完成的VIEW 系統, 在裝備了資料手套和頭部跟蹤器後, 通過語言、手勢等對話模式, 形成虛擬實境系統。

第四階段:虛擬實境技術理論的完善和應用階段。

在這一階段虛擬實境技術從研究型階段轉向為應用型階段, 廣泛運用到了科研、航空、醫學、軍事等人類。

虛擬實境技術發展趨勢

VR技術是高度集成的技術, 涵蓋電腦軟硬體、感測器技術、立體顯示技術等。 VR技術的研究內容大體上可分為VR技術本身的研究和VR技術應用的研究兩大類。 根據vR所傾向的特徵的不同, 目前虛擬實境系統主要劃分為四個層次:即桌面式、增強式、沉浸式和網路分散式虛擬實境。

VR技術的實質是構建一種人能夠與之進行自由交互的“世界”, 在這個“世界”中參與者可以即時地探索或移動其中的物件。 沉浸式虛擬實境是最理想的追求目標, 實現的主要方式主要是戴上特製的頭盔顯示器、資料手套以及身體部位跟蹤器, 通過聽覺、觸覺和視覺在虛擬場景中進行體驗。

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