1.VR思想的起源可追溯到1965年会议上的《终极的显示》报告,一词是80年代初美国公司的创建人之一T Jaron Lanier提出来的。系统在若干领域的成功应用,导致了它在90年代的兴起。虚拟现实是高度发展的计算机技术在各种领域的应用过程中的结晶和反映,不仅包括图形学、图像处理、模式识别、网络技术、并行处理技术、人工智能等高性能计算技术,而且涉及数学、物理、通信,甚至与气象、地理、美学、心理学和社会学等相关。2 O E9 Q' i- b9 R2 B
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总的来说,实物虚化、虚物实化和高性能的计算处理技术是技术的3个主要方面。实物虚化是现实世界空间向多维信息化空间的一种映射,主要包括基本模型构建、空间跟踪、声音定位、视觉跟踪和视点感应等关键技术,这些技术使得真实感虚拟世界的生成、虚拟环境对用户操作的检测和操作数据的获取成为可能。它具体基于以下几种技术: : {. U. ^; d* k5 {5 a6 T! o
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基本模型构建技术。它是应用计算机技术生成虚拟世界的基础,它将真实世界的对象物体在相应的虚拟世界中重构,并根据系统需求保存部分物理属性。例如车辆在柏油地、草地、沙地和泥地上行驶时情况会有所不同,或对气象数据进行建模生成虚拟环境的气象情况(阴天、晴天、雨、雾)等等。空间跟踪技术。主要是通过头盔显示器、数据手套、数据衣等常用的交互设备上的空间传感器,确定用户的头、手、躯体或其他操作物在虚拟环境中的位置和方向。声音跟踪技术:利用不同声源的声音到达某一特定地点的时间差、相位差、声压差等进行虚拟环境的声音跟踪。视觉跟踪与视点感应技术。使用从视频摄像机到平面阵列、周围光或者跟踪光在图像投影平面不同时刻和不同位置上的投影,计算被跟踪对象的位置和方向。 & G( {, g. w L3 e' H2 c
然而,不能把虚拟现实和模拟仿真混淆,两者是有一定区别的。概括地说,虚拟现实是模拟仿真在高性能计算机系统和信息处理环境下的发展和技术拓展。我们可以举一个烟尘干扰下能见度计算的例子来说明这个问题。在构建分布式虚拟环境基础信息平台应用过程中,经常会有由燃烧源产生的连续变化的烟尘干扰环境能见度的计算,从而影响环境的视觉效果、仿真实体的运行和决策。 某些仿真平台和图形图像生成系统也研究烟尘干扰下的能见度计算,仿真平台强调烟尘的准确物理模型、干扰后的能见度精确计算以及对仿真实体的影响程度;图形图像生成系统着重于建立细致的几何模型,估算光线穿过烟尘后的衰减。 而虚拟环境中烟尘干扰下的能见度计算,不但要考虑烟尘的物理特性,遵循烟尘运动的客观规律,计算影响仿真结果的相关数据,而且要生成用户能通过视觉感知的逼真图形效果,使用户在实时运行的虚拟现实系统中产生亲临等同真实环境的感受和体验。* V& q- R$ B) T5 H8 N
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2、分布式虚拟现实技术 # z1 ]7 m8 ^# ~4 T' F+ y
分布式虚拟现实可以看作是基于网络的虚拟现实系统,是可供多用户同时异地参与的分布式虚拟环境,处于不同地理位置的用户如同进入到同一个真实环境中,通过姿势、声音或文字等在一起进行交流、学习、训练、娱乐,甚至协同完成同一件复杂产品的设计或进行同一任务的演练。) z* Z+ }8 Z" P
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目前,分布式虚拟现实的研究基于两类网络平台。一是在Internet上,可追溯到早期基于文本的多参与者游戏,还有基于VRML标准的远程虚拟购物等。虚拟现实建模语言是一种可以发布3D网页的跨平台语言,可提供一种更自然的体验方式,包括交互性、动态效果、延续性以及用户的参与探索。 5 ~) n9 o: P; `' K