丁選程

（大連市第十二中學(xué) 高一3班）

摘 要：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是仿真技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域，它作為一種多源信息融合的交互式三維動(dòng)態(tài)視景與實(shí)體行為的一種仿真系統(tǒng)，在許多行業(yè)和領(lǐng)域有著廣泛的重要用途，深入研究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的最新發(fā)展及其應(yīng)用作了簡(jiǎn)要介紹，并對(duì)其技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；技術(shù)發(fā)展；應(yīng)用前景

隨著信息技術(shù)和仿真技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在許多行業(yè)得到應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為能夠創(chuàng)建和感受虛擬空間的計(jì)算機(jī)技術(shù)，它能創(chuàng)建一種模擬環(huán)境。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開(kāi)發(fā)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是融合多源信息交互式的三維動(dòng)態(tài)視景與實(shí)體行為的仿真系統(tǒng)，能通過(guò)多種傳感器，讓人在虛擬空間來(lái)感知和操作虛擬空間中的對(duì)象，從而讓人獲得一種真實(shí)自然的體驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融合了計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、傳感等多種技術(shù)于一身，是一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的交叉技術(shù)、前沿學(xué)科。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展歷程

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展大致經(jīng)歷三個(gè)主要階段。

1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的萌芽階段。20個(gè)世紀(jì)六七十年代是虛擬現(xiàn)實(shí)思想和技術(shù)發(fā)展的萌芽階段。20世紀(jì)六十年代初，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)之父和虛擬現(xiàn)實(shí)之父的伊凡·蘇澤蘭教授在他的博士論文中，對(duì)計(jì)算機(jī)圖形交互系統(tǒng)進(jìn)行了論述，在他的論文中首次提出了感覺(jué)真實(shí)、交互真實(shí)的人機(jī)協(xié)作理論，并于1968年開(kāi)發(fā)出頭盔式立體顯示器，之后還開(kāi)發(fā)出虛擬系統(tǒng)，這便是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)生的萌芽。

2.虛擬現(xiàn)實(shí)概念與理論形成階段。1973年Myron Krurger博士提出“Artificial Reality”，這是最早提出的虛擬現(xiàn)實(shí)概念。之后在20世紀(jì)80年代，美國(guó)的DARPA為坦克部隊(duì)開(kāi)發(fā)了虛擬戰(zhàn)場(chǎng)系統(tǒng)；1984年美國(guó)開(kāi)發(fā)了虛擬環(huán)境視覺(jué)顯示器，構(gòu)建了火星表面三維虛擬環(huán)境；1986年，F(xiàn)urness提出了“虛擬工作臺(tái)”的革命性概念，Robinett發(fā)表了早期虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)論文，Jesse Eichenlaub開(kāi)發(fā)了全新的三維可視系統(tǒng)，其效果達(dá)到三維逼真的虛擬空間；1987年James D.Foley教授提出具有重要影響力的論文“先進(jìn)的計(jì)算機(jī)界面”，把虛擬現(xiàn)實(shí)用“Artificial Reality”來(lái)描述，他對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的含義、接口技術(shù)、人機(jī)交互界面、應(yīng)用和未來(lái)發(fā)展作了論述，從此，虛擬現(xiàn)實(shí)的理論初步形成，之后，虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）用“Virtual Reality”來(lái)描述。

3.虛擬現(xiàn)實(shí)的全面應(yīng)用階段。1990年后虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)理論還在不斷完善，并提出了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三個(gè)基本特征：3I特征（想象、交互和沉浸）。1992年后一些公司開(kāi)發(fā)了程序包和建模語(yǔ)言。隨著VR技術(shù)的發(fā)展，其理論進(jìn)一步得到完善，并將智能化（intelligent）納入VR特征，其3I特征發(fā)展成為4I。之后隨著三屏立體顯示技術(shù)的問(wèn)世，VR技術(shù)得到更廣泛的應(yīng)用。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的最新應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、軍事領(lǐng)域、仿真、醫(yī)學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等方面得到廣泛應(yīng)用，使許多工作發(fā)生了革命性的變化。比如在以下方面的應(yīng)用：

1.在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用。運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在農(nóng)業(yè)方面，利用虛擬制造技術(shù)來(lái)研制生產(chǎn)機(jī)械，能模擬農(nóng)作物的生長(zhǎng)過(guò)程，運(yùn)用多種傳感器可以采集植物、生物的生命過(guò)程，能夠重現(xiàn)農(nóng)作物在生長(zhǎng)過(guò)程的病蟲(chóng)害和防治過(guò)程，通過(guò)該技術(shù)還能計(jì)算出農(nóng)作物污染的程度，這樣能讓農(nóng)產(chǎn)品減少污染，對(duì)我們糧食生產(chǎn)的安全有重要意義。

2.在工業(yè)仿真上應(yīng)用。運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能對(duì)各種設(shè)計(jì)模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)性能分析，以便對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，利用這種技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品模擬實(shí)驗(yàn)，替代了傳統(tǒng)的實(shí)物樣機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，降低產(chǎn)品研發(fā)成本，能提升產(chǎn)品性能和質(zhì)量。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用前景展望

高性能計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的發(fā)展，有效解決了虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境復(fù)雜逼真的運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理問(wèn)題，從而使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)得到更深入的發(fā)展和應(yīng)用。目前，基于互聯(lián)網(wǎng)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展正在成為今后發(fā)展的熱點(diǎn)；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最主要的是真實(shí)感，其體現(xiàn)在視覺(jué)與聽(tīng)覺(jué)上，多感知交互也是目前發(fā)展的熱點(diǎn)之一；體表感受、嗅覺(jué)、味覺(jué)也是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展進(jìn)一步研究的重要內(nèi)容；利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行仿真行為的深入研究，也是虛擬技術(shù)應(yīng)用的重點(diǎn)方面。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)雖然是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展起來(lái)的，但虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展又使計(jì)算機(jī)技術(shù)有了新的發(fā)展靈感，目前虛擬機(jī)、虛擬化的概念和研究也是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)

之一。

總之，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在許多領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其具有廣闊的發(fā)展前景，我國(guó)在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)方面也取得了重要的進(jìn)展，隨著對(duì)該技術(shù)研究的深入發(fā)展，其必將在我國(guó)的多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮更重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]曾令菊.基于Virtools的三維虛擬實(shí)驗(yàn)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].華中師范大學(xué)，2011.

[2]姬洪強(qiáng).淺談虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2008（3）.

指導(dǎo)老師：徐芳 隋向宇

編輯 張珍珍