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虚拟现实

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“虚拟现实”技术是什么?

  易书科技是一家以内容制作、内容创意、内容运营为核心的多领域融合型发展的企业。本着内容精品化及跨界融合发展的理念,致力于出版(纸质、数字、音频、课程等载体)、影视IP、二维动画、视频等业务。

  “虚拟现实”(Virtual Reality)技术是在计算机绘图等技术的基础上发展起来的一项激动人心的新技术。它利用计算机创造了一个虚拟的世界、一个想像的环境,而且使用者可以亲临这个虚拟的环境,与其相互作用,就像在真实世界中一样。通过这一奇妙的技术,你可以漫游古希腊的城堡,一睹其建筑风格;你还可以体验滑冰运动的刺激和太空行走的滋味……你就是这个虚拟世界的一部分,所有的感觉都将十分“逼真”。

  以视觉效果为例,“虚拟现实”技术与一般的计算机绘图的最大不同是,使用者不再仅仅是某个图像的观察者,而是一个虚拟环境的参与者。为了让使用者完全“沉浸”在虚拟环境中,一个实际的“虚拟现实”系统通常包括:实时的计算机三维绘图系统、高清晰度的宽视场立体显示器、头部跟踪器、手和手势的传感器、触觉反馈器、立体声音响、声音输入输出设施等。可见,这是一项复杂的综合技术。

  我们知道,在真实世界中,人的左右眼分别看到的是具有角度差异的景物,大脑所感受的立体世界是二者相混合的结果。因此,为了使人沉浸于虚拟环境之中,“虚拟现实”的计算机系统必须类似地产生两套具有角度差异的三维立体图像,由显示器分别送到使用者的左右眼,以构造一个三维虚拟世界。

  显示器的典型设计是头盔式,两个小型显像管或液晶显示器分别位于左右眼前,其水平视野和垂直视野分别大于100°和60°,使用者基本上没有透过“窗口”看景物的感觉。

  为了进一步加强使用者身临其境的感觉,在视觉效果方面,除了提高显示器的清晰度外,头部跟踪器是另一项关键技术。在现实中,人们看到的景物取决于观察者头部的位置和方位。据此,在“虚拟现实”系统中,一般采用装在头盔上的头部跟踪器,通过红外线、超声波或磁场准确地追踪头部的位置和方位,并迅速通知计算机随时相应地调整和改变输出的图形。这样,使用者移动头部时,虚拟的景物也跟着变化,从而强化了以假乱真的效果。

  在目前开发的“虚拟现实”系统中,使用者与世界的直接相互作用主要由手来完成。一般的设计采用的是传感手套,它可以将手的位置、方位和手指的角度和手势及时通知计算机,并产生相应的手的图像。以“虚拟现实”的飞行模拟器为例,使用者可以在显示器中看到自己的手操纵虚拟设备的情景。如果将可充气气泡或充电时可以从液体变成固体的材料和记忆材料置于传感手套内,形成触觉反馈器,还可以模拟触觉。

  此外,“虚拟现实”系统还应模拟真实世界中的声音效果。这样,声音与画面的同步、音源的位置和移动等都是必须考虑的问题。声音的输入输出由计算机语音合成系统和语音识别系统来完成,目前使用者在使用该系统前尚需接受一定的训练。

  “虚拟现实”技术在技术训练、科学研究、产品设计、教育培训、商业广告、文化娱乐等领域具有广泛的应用潜力。在技术训练方面,利用“虚拟现实”技术培训飞行员和外科医生可以降低训练的费用和风险。1993年,美国宇航局曾利用此技术模拟失重环境训练宇航员进行太空维修,结果成功地修好了哈勃望远镜。在科学研究上,“虚拟现实”技术可以帮助科学家走进染色体、原子等微观结构“实地考察”。在产品设计方面,工程师可以用虚拟模型取代实物模型,使设计更为方便。在教育培训方面,学生可以进入各种知识和技能的虚拟情境之中,使知识和技能更加容易领会。在商业广告方面,顾客可以先享受各种虚拟的商品及服务,再确定购买与否。在文化娱乐方面,“虚拟现实”将会带来更多有声有色的体验。

  总之,只要你不过于沉迷其中,“虚拟现实”技术将向你展示一个无穷无境的想像空间……

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