Page 373 - 江西普通高校专升本信息技术

第 9 章 新一代信息技术

9.5 虚拟现实

虚拟现实技术（简称VR），又称虚拟环境、灵境或人工环境，是指利用计算机生成一种可
对参与者直接施加视觉、听觉和触觉感受，并允许其交互地观察和操作的虚拟世界的技术。虚拟
现实技术具有超越现实的虚拟性，它是伴随多媒体技术发展起来的计算机新技术，它利用三维图

形生成技术、多传感交互技术以及高分辨率显示技术，生成三维逼真的虚拟环境，用户需要通过
特殊的交互设备才能进入虚拟环境中。可以产生亲临对应真实环境的感受和体验虚拟现实是人类
在探索自然、认识自然过程中创造产生，逐步形成的一种用于认识自然、模拟自然，进而更好地

适应和利用自然的科学方法和科学技术随着社会生产力和科学技术的不断发展，各行业对技术的
需求日益旺盛，人们对技术的研究日益重视，技术也取得了巨大进展，并逐步成为一个新的科学
技术领域。这是一门崭新的综合性信息技术，它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技
术、传感器技术等多个信息技术分支，从而大大推进了计算机技术的发展。
9.5.1 虚拟现实系统的分类

虚拟现实的研究对象、研究目标和应用需求都决定了这是一个学科综合交叉、应用领域广
泛、系统种类繁多的科学技术领域。系统从不同的角度出发，可以有不同的分类。
（1）从系统功能角度的分类

从系统的功能和作用，实际上也就是从应用的角度来看，系统可分为训练演练、规划设计和
展示娱乐等几类。训练演练类系统广泛应用于各种危险环境，如核设施、水下设施、作业对象难
以获得如医疗手术、航天器维修，以及耗费巨大如军事演练的行业领域的技术业务训练和演练。
规划设计类系统用于新建设施、设备的演示验证，可以大幅度降低设计成本、缩短设计周期，提
高设计的合理性，如城市、社区、楼宇的规划设计、设备产品的虚拟设计与虚拟组装等。展示娱

乐类系统将现实世界或假想世界场景数字化，供用户逼真地观赏体验，如虚拟景观、数字博物
馆，以及各种游戏、影视制作等。
（2）从沉浸式体验角度的分类

从沉浸式体验角度，系统有非交互式体验、人—虚拟环境交互式体验和群体虚拟环境交互式
体验等几类。这种角度强调用户与虚拟环境的交互，对于非交互式体验来说，用户对虚拟环境的
体验是被动的，体验的内容完全是规划好的。有的系统可以由用户在一定程度上选择视点，引导
虚拟场景数据的调度，但不发生实质性交互行为，如场景漫游、四维影院等在人—虚拟环境交互
式体验系统中，用户可以通过交互设备，如数据手套、手柄、数字兵器、数字手术刀等与虚拟环

境进行交互，虚拟环境中的景物对交互行为做出实时响应，使用户能感受到虚拟环境的变化，从
而产生对相应现实世界的体验，如飞行模拟器、单兵训练环境等。群体虚拟环境交互式体验系统
是人—虚拟环境交互式体验，系统的多机化、网络化多个或群体用户可以共享一个虚拟环境，同

时与包括用户化身在内的虚拟环境进行交互，感受到和虚拟环境及其他用户相互作用的体验，如
军事仿真演练、网上交互游戏等。
9.5.2 虚拟现实的主要特征
（1）多感知性（Multi-Sensory）—所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知
之外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。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感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。

·351·