【概论】虚拟现实技术简介

展视网-陈家颉

第一节、虚拟现实技术概念           
      虚拟现实技术（英文名VirtualReality，简称VR），指利用计算机模拟一个三维空间，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官模拟，让使用者在这个空间内可以随意走动，随着位置发生位移，计算机会通过运算变化空间影像给使用者，可以任意观察事物，使之身临其境一般。虚拟现实技术作为一种新型的人机交互仿真技术，其概念最早提出于20世纪60年代，但在当时并没有形成完整概念。直至第一台虚拟现实眼镜原型机“The Sword of Damocles（达摩克利斯之剑）”的诞生，才确立虚拟现实的3个基本特性：沉浸性、交互性和构想性。如图0-1-1所示：

图0-1-1 首台虚拟现实眼镜原型机

      虚拟现实经历了50余年的发展与变革，期间两度进入公众视野，2014年Facebook豪掷20亿美元收购Oculus公司，首次将人们的视线吸引到虚拟现实上，之后Oculus便推出PC端VR头显二代开发者套件DK2，它令国内外的厂商和开发者们为VR激动不已。从此之后，三星的移动VR头显一代GearVR问世，索尼也公布了当时还被称作Project Morpheus的VR头显（图1.1-4），谷歌以DIY纸板眼镜盒快速推动着VR走向大众。2014年，HTC与Valve合作推出PC端头显HTCVIVE头盔设备，实现了一定范围内的极致沉浸感。伴随行业大佬们的加入，VR硬件与软件的发展，似乎昭示着VR行业广阔的发展前景。如图0-1-2所示：

图0-1-2 HTC VIVE设备

展视网-陈家颉

第二节、虚拟现实技术特点
1、沉浸性
      沉浸性，又称进入性，指用户以自然的方式存在于虚拟环境中的真实程度，是虚拟现实技术的主要特征。在该环境中的一切从视觉、听觉，甚至嗅觉等一切感觉都是真的，使人有一种身临其境的感觉。如图0-1-3所示：

图0-1-3 沉浸性展示

2、交互性
      虚拟现实技术的出现使多媒体技术发展的结果，在虚拟的场景中可感受现实氛围。交互性是指用户对虚拟环境中物体的实时操作性，例如，用户可以通过手柄或用手直接拾取、移动及摆放虚拟环境中的物体，甚至可以感受物体的重量；在虚拟场景中开关门窗、开关灯、行走、材质替换等。如图0-1-4所示：

图0-1-4 交互性展示

3、多感知性
      多感知性是除了一般计算机所具有的视觉感知外，还具有听觉、视觉、触觉等各种直观又自然的实时感知交互功能，以获得身临其境的感受。如图0-1-5所示：

图0-1-5 多感知性展示

展视网-陈家颉

第三节、VR技术应用领域
1．娱乐游戏

      丰富的感觉能力与3D显示环境使得虚拟现实技术成为理想的视频游戏工具。近些年来虚拟现实技术在该方面发展最为迅猛。

2. 军事与航天工业

      模拟训练一直是军事与航天工业中的一个重要课题，这为虚拟现实技术提供了广阔的应用前景。

      美国国防部高级研究计划局DARPA自80年代起一直致力于研究称为SIMNET的虚拟战场系统，以提供坦克协同训练，该系统可联结200多台模拟器。利用虚拟现实技术模拟战争过程已成为最先进的多快好省的研究战争、培训指挥员的方法。战争实验室在检验预定方案用于实战方面也能起巨大作用。

3.生物医疗

      虚拟现实技术在生物医疗领域的应用大致分为两方面。一方面是虚拟人体，也就是数字化人体，这样的人体模型医生更容易了解人体的构造和功能；另一方面是虚拟手术系统，医生可以通过VR技术来模拟、指导手术过程，包括手机计划制定、手术教学、手术技能训练、手术引导、术后康复等。

4. 房地产

      虚拟技术在房地产行业的应用主要包括两个方面：一是房产装修；二是房产营销。房产装修主要用于专业的室内设计师，他们可以用VR软件进行室内设计装修，然后将VR版本发送给业主观看，在虚拟的房屋中，业主可以进行3D漫游，体验装修真实场景，设计师可以随时根据业主的意见进行方案修改，如任意更换墙面地面材质、任意更换家具材质、家具摆放位置等，通过“实景样板间”和“效果图”对比达到“所见即所得”的装修效果，这样可以省去装修完成后再次修改所带来的不便，方便快捷，成本低。

5. 制造业

      虚拟现实技术已经和理论分析、科学实验一起，成为人类探索客观世界规律的三大手段。用它来设计新材料，可以预先了解改变成分对材料性能的影响。在材料还没有制造出来之前便知道用这种材料制造出来的零件在不同受力情况下是如何损坏的。

例如利用虚拟现实技术还可以进行汽车冲撞试验，不必使用真的汽车便可显示出不同条件下的冲撞后果。

6. 教育科研

      当前许多高校都在积极研究虚拟现实技术及其应用，并相继建起了虚拟现实与系统仿真的研究室，将科研成果迅速转化实用技术。

虚拟实训基地是利用虚拟现实技术建立起来的虚拟实训基地，其“设备”与“部件”多是虚拟的，可以根据随时生成新的设备。虚拟仿真校园是教育部在一系列相关的文件中，多次涉及到了虚拟校园，阐明了虚拟校园的地位和作用

7. 影视

      Sid Lee Collective为我们带来了一部特别的电影——11:57。这部电影很简短，但是，它是一部恐怖题材的虚拟现实电影，给观众带来了不同寻常的体验。为了拍摄出360度的视觉效果，他们特意制作了器材，使用六台 GoPro HERO3+相机。

展视网-陈家颉

第四节、虚拟现实设计平台介绍

      VDP产品是运用虚拟现实VR、增强现实AR等先进技术的沉浸感、互动感、真实感，结合相关硬件与软件。围绕着学生的识图能力、制图与表现能力、设计能力、施工组织与管理能力，构建以工作过程为导向、以任务为驱动的课程体系，解决理论教学和实践教学方面诸多难题。

      VDP平台完美支持常用的Unity、3Dmax、Revit等3D模型设计软件，通过后台生成AR、VR展示效果，对企业而言，用户可以通过AR进行户型展示、比选、讲解等操作，同时一键生成VR方案，沉浸式体验真实的虚拟样板间户型，在加深对户型认知的同时提升企业品牌形象；对院校而言，将VR、AR技术引进高校教学课堂，有助于提升老师的教学效率，提高学生的学习兴趣。

nihaolai

讨债公司
蓝月传奇辅助
蓝月辅助