浅析虚拟现实技术
浅析虚拟现实技术应用与未来发展
摘要虚拟现实技术(Virtual Reality，简称VR)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用计算机模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。本文主要探讨了虚拟现实技术发展历史、当下应用及未来发展展望。
关键字虚拟现实技术历史发展未来趋势应用局限性
虚拟现实技术(Virtual Reality，简称VR)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用计算机模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物【1】。近几年，虚拟现实技术发展迅速，在航空航天、船舶建造与设计、军事模拟、机械工程、先进制造、城市规划、地理信息系统、医学生物等领域中发挥了巨大作用，与网络、多媒体技术并称为2l世纪最具应用前景的三大技术。
一、虚拟现实技术特点简析。
虚拟现实技术涉及计算机图形学、数字图像处理技术、多媒体技术、网络技术、人工智能等等，主要是实时三维计算机图形技术，广角（宽视野）立体显示技术，对观察者头、眼和手的跟踪技术，以及触觉/力觉反馈、立体声、网络传输、语音输入输出技术等的综合。
而虚拟现实技术的三大主要特点则分别是由上述技术组合实现的。
1、沉浸性。
沉浸性是指虚拟现实技术所创造的虚拟环境能使体验者产生“身临其境”感觉，使其相信在虚拟环境中人也是确实存在的，而且在操作过程中体验者可以自始至终的发挥作用，就像真正的客观世界一样。
根据人类视觉、听觉的生理心理特点，由计算机产生逼真的三维立体图像．使用者戴上头盔显示器和数据手套交互设备，便可将自己置身于虚拟环境中，成为虚拟环境中的一员。
2、交互性。
交互性指在虚拟环境中体验者不是被动地感受，而是可以自行改变感受的内容。?体验者是交互的主体，虚拟对象是交互的客体，主体和客体之间的交互是全方位的。
虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互，可通过键盘、鼠标、头盔、数据手套等设备进行交互。使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能，对虚拟环境中的对象进行触摸或操作。
3、多感知性。
多感知性是指除了一般计算机所具有的视觉感知外 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。
虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置，因此，使用者在虚拟环境中可获得多种感知，亲身体验交互操作的反应与感受。
二、虚拟现实技术发展历史
虚拟现实技术演变发展史大体上可以分为四个阶段
1963年以前为有声、形、动态的模拟阶段，1963年到1972年为第二阶段——虚拟现实萌芽阶段，1973年至1989年，虚拟现实概念的产生和理论初步形成为第三阶段，1990年至今虚拟现实理论进一步的完善和应用为第四阶段虚拟现实技术可追溯到中国古代(公元前468年到前376年)的战国时期。据<<墨子.鲁问>>篇记载“公输般竹木为鹊成而飞之三日不下”，这是有关中国古代人试验飞行器模型的最早记载。风筝的拟真、拟声、互动的行为是仿真技术在人们生活中的应用。后来该技术传到西方，西方人利用筝的原理发明了飞机。
1962年 美国Morton Heilig的专利“全传感仿真器”的发明，有振动、声的感觉。该专利也蕴涵了虚拟现实技术的思想。
仿真技术的发展，也是虚拟现实技术的前身，蕴涵了虚拟现实的思想。仿真和计算机的发展促使了虚拟现实技术的萌芽。【2】
60年代到70年代初是虚拟现实思想萌芽阶段。
60年代，Ivan Sutherland 教授提出了感觉真实、交互真实的人机协作新理论并于1968年开发了头盔式立体显示器。后来他开发了一个虚拟系统，该系统“可称得上是第一个虚拟现实系统 它是基于传统习惯、花费又大、模型又过分简化了的一个虚拟世界。”【3】
1973年到1989年为虚拟现实技术的第三阶段。
1973年Myron Krurger提出了“Artificial Reality”这是早期出现的虚拟现实的词。从字面上来看 它具有虚拟现实的含义。
1984年，NASA Ames研究中心虚拟行星探测实验室的M.McGreevy 和J.Humphries博士开发了虚拟环境视觉显示器用于火星探测，将探测器发回地面的数据输入计算机，构造了火星表面的三维虚拟环境。
很快 由美国的Stone和 Hennequin 共同发明了数据手套。第一个数据手套被NASA用于虚拟现实，由Warren Robinett构思和实现手套与虚拟世界的交互技术。
1986年，Robinett与合作者Fisher, Scott S, James Humphries, Michael McGreevy发表了早期的虚拟现实系统方面的论文《The Virtual Environment Display System》【4】是NASA工作站的成果之一。
1987年James. D. Foley教授在具有影响力的科学的美国上发表了一篇题为先进的计算机界面《Interfaces for Advanced Computing》一文【5】。在这篇文章中虚拟现实被用“Artificial Reality”来描述的，他提出了虚拟现实有三个关键元素“Imagination”、“Interaction”、“Behavior”即2IB，从理论上阐述了想象“I”、交互“I”和行为“B”的含义。这篇文章对虚拟现实的含义、接口硬件、人机交互式界面、应用和未来前景作了全面的论述，引起了人们极大的兴趣。从此，虚拟现实的概念和理论开始初步形成。
1989年，Jaron Lanier提出用“Virtual Reality”来表示虚拟现实一词 并且把虚拟现实作为商品，推动了VR技术的发展和应用。
1990年到2004年为虚拟现实技术的第四阶段。
Burdea G 和Coiffet 在1994年出版的《虚拟现实技术》【6】一书中描述了VR的三个基本特征——Imagination、Interaction、Immersion，这是对VR 技术和理论的进一步完善。
1992年Sense8公司开发了“WTK”开发包，为VR技术提供更高层次上的应用。
1994年3月在日内瓦召开的第一届WWW大会上，首次正式提出了VRML这个名字。后来又出现了大量的VR建模语言，如“X3D”、“Java3D”等。增强现实(Augmented Reality)技术成为VR的一个分支。
三、虚拟现实技术的现代研究及应用
跨入21世纪，人类已经迈入数字化时代，网络技术、多媒体技术、可视化技术及虚拟现实系统的不断更新和发展，使虚拟现实系统发展成为数字化多维信息空间技术支撑平台，并成为构建数字虚拟环境的最重要的关键技术之一。虚拟现实语言作为计算机的核心技术已被广泛应用于社会生活的各个领域,例如产品设计与性能评价、教育与娱乐、高难度和危险环境下的训练、医学、房地产等诸多领域。
普通意义上的虚拟现实需要大型计算机、头盔式显示器、立体眼镜、数据手套、洞穴式投影、密封舱等一系列传感辅助设施来实现的一种三维现实。人们通过这些设施以自然的方式，如头的转动、手的运动等向计算机送入各种动作信息并且通过视觉、听觉以及触觉设施使人们得到三维的视觉、听觉及触觉等感觉世界。随着人们不同的动作，这些感觉也随之改变。
事实上，随着科学技术的飞速发展，虚拟现实技术出现了多样化的发展趋势。虚拟现实技术不仅仅是指那些戴着头盔和手套等技术，而且还应该包括一切与之有关的具有自然模拟、逼真体验的技术与方法。它的根本目标就是达到真实体验和基于自然技能的人机交互，能够达到或者部分达到这样目标的系统就称为虚拟现实系统。根据用户参与VR的不同形式以及沉浸的不同程度可以把各种类型的虚拟现实技术大致划分4类。
桌面虚拟现实。桌面虚拟现实利用PC机或工作站进行仿真，将计算机的屏幕作为用户观察虚拟境界的一个窗口。通过各种输入设备实现与虚拟现实世界的充分交互。
完全沉浸的虚拟现实。高级虚拟现实系统提供完全沉浸的体验，使用户有一种置身于虚拟境界之中的感觉。它利用头盔式显示器或其他传感设备把用户的视觉、听觉和其他感觉封闭起来并提供一个新的、虚拟的感觉空间。并利用位置跟踪器、数据手套、其他手控输入设备、声音等使得用户产生一种身临其境、全心投入和沉浸其中的感觉。常见的沉浸式系统基于头盔式显示器的系统、投影式虚拟现实系统、远程存在系统等。
增强现实性的虚拟现实。增强现实性的虚拟现实不仅是利用虚拟现实技术来模拟现实世界仿真现实世界，而且要利用它来增强用户对真实环境的感受，也就是增强现实中无法感知或不方便的感受。
分布式虚拟现实。分布式虚拟现实系统是基于网络的虚拟环境。在这个环境中位于不同物理环境位置的多个用户或多个虚拟环境通过网络相连接，或者多个用户同时参加一个虚拟现实环境，通过计算机与其他用户进行交互并共享信息。在分布式虚拟现实系统中，多个用户可通过网络对同一虚拟世界进行观察和操作以达到协同工作的目的。【7】
虚拟现实不再局限于三维场景的展示制作，更多的向信息化、集成化方向发展，现在得虚拟现实三维场景与企业生产决策的业务操作系统结合，真正实现生产生活的三维化。
另外虚拟现实也在向其他领域延伸，比如三维GIS，地理信息系统的三维虚拟现实场景。
与此同时，VR艺术伴随着“虚拟现实时代”的来临而产生，VR艺术是“以虚拟现实（VR）、增强现实（AR）等人工智能技术作为媒介手段加以运用的艺术形式”，其主要特点是超文本性和交互性。
虚拟现实技术未来将会发展成一种改变我们生活方式的新突破。但是从现在来看，虚拟现实技术真正投入市场大规模使用还存在比较大的技术局限性。
首先，没有真正进入虚拟世界的方法。各种虚拟现实装备依然在阻挡着用户和虚拟世界之间的交流。在技术中中真正身临其境的体验包括了蹲、躲避甚至是攀爬等动作，而这些目前来看无法给使用者带来逼真的沉浸式体验。
其次，如何在虚拟世界中与目标进行互动也是一个巨大挑战。目前还没有明确的方法来知道如何具体的实现虚拟现实技术在手势上的追踪。
再者，行业缺乏统一的标准。虚拟现实技术目前仍处于初级阶段，虽然许多开发者对虚拟现实充满了热情，但是似乎大家都没有一个统一的标准。
所有游戏开发商或电影制作公司都应该了解如何在虚拟现实场景中不同的使用摄像机。移动着观看和静坐观看，二者带来的体验是截然不同的。镜头的加速移动，就会带来不同的焦点，而这些如果运用不当，就会给用户带来恶心的感觉。甚至如果镜头移动的过于迅速，直接会暂时影响用户的视力。
虽然虚拟现实技术现在看起来还非常初级，但是终有一天它将成为我们与计算机交互方式最大的一种转型，改变人们与科技之间的关系。虚拟现实技术未来最终将让我们与虚拟世界之间，更加自然的交互。【9】
客观而论，目前虚拟现实技术所取得的成就，技绝大部分还仅仅限于扩展了计算机的接口能力，仅仅是刚刚开始涉及到人的感知系统和肌肉系统与计算机结合作用问题，还根本未涉及“人在实践中得到的感觉信息是怎样在人的大脑中存储加工处理成为人对客观世界的认识”这一重要过程。只有当真正开始涉及并找到对这些问题的技术实现途径时，人和信息处理系统间的隔阂才有可能被彻底的克服。我们期待着有朝一日，虚拟现实系统成为一种对多维信息处理的强大系统，成为人进行思维和创造的助手和对人们已有的概念进行深化和获取新概念的有力工具。
四、虚拟现实技术的应用前景
虚拟现实技术在船舶建造与设计、企业产品的研发与设计、人力资源网络培训、房产开发与展示、城市规划、室内设计、工业仿真、文物古迹仿真、军事模拟等方面有广阔的应用前景。
通过虚拟现实技术构建的三维虚拟装置及没施．操纵者可以身临其境地融入到整个装置的运动环境与运动过程．可以对三维虚拟设备进行仿真操纵，在低成本的条件下，发现实际产品或设施的缺陷与不足，为产品投入生产提供时间和质量上的保证。
在数字化城市建设与研究方面，利用虚拟现实技术，结合传感器技术、多媒体技术，综合应用全数字摄影测量技术、GIS技术、仿真技术等，在提供相关城市数据的基础上可构建虚拟数字化城市。
虚拟现实技术与多媒体技术、网络技术并称为三大前景最好的计算机技术，其应用场合非常广泛．特别在工程领域中的应用所产生的经济效益和社会效益是非常大的。
虚拟现实技术潜力巨大，应用前景十分广阔，人类在许多领域面临着越来越多前所未有或前所难为而又必须解决和突破的问题，例如，载人航天、核试验、核反应堆维护，包括新武器系统在内的大型产品的设计研究、气象及自然灾害预
报、医疗手术的模拟与训练以及多兵种军事联合训练与演练等。将VR技术?应用于教育可以使学生能够游览海底、遨游太空、观摩历史盛衰，甚至深入原子内部观察电子的运动轨迹和体验爱因斯坦的相对论世界，从而更形象地获取知识，激发思维。虚拟现实设备的价格还过于昂贵，虚拟现实的应用主要处在科学研究和某些商业领域。随着虚拟现实技?术的进一步发展，成本进一步降低，虚拟技术必定会走向实用化、平民化，出现在人类生活的方方面面，改变人类生活。
【1】郭巍．《信息与电脑(理论版)》：中国学术期刊（光盘版）电子杂志社，2010年第05期．
【2】邹湘军、孙健、何汉武、郑德涛、陈新：《虚拟现实技术的演变发展与展望》。
【3】Warren Robinett. Virtual Environment Workstation[EB/OL]. http://www. https://www.360docs.net/doc/538883704.html,/ 2003,05.
【4】 J.D. Foley. Interfaces for Advanced Computing [J]. Scientific American, 1987, 257(4): 127-135.
【5】 Fisher, Scott S., James Humphries, Michael McGreevy, Warren Robinett. The Virtual Environment Display System [Z] 1986 ACM Workshop on Interactive 3D Graphics,1986.
【6】王涌天 刘越 胡晓明.《户外增强现实系统关键技术及其应用的研究[J]》. 系统仿真学报, 2003, 15(3): 329-331.
【7】虚拟现实的各种特点豆丁网
【8】《虚拟现实艺术：形而上的终极再创造》
【9】《虚拟现实技术想要成主流还需跨越五个障碍》．腾讯数码．2014-10-13
浅谈虚拟现实技术在教育领域的应用
浅谈虚拟现实技术在教育领域的应用 东北师范大学计算机学院 2014级教育技术系王鹏 2014012016【摘要】本文旨在简要介绍虚拟现实技术（含增强现实等分支技术）的定义及其发展现状，通过理论陈述、历史发展及部分实例进行分析，着手于软硬件两方面，结合其他领域中已有的优秀实例，对虚拟现实技术在教育领域的应用提出部分建议。 【关键词】虚拟现实增强现实三维技术教育软件开发 现代社会的电子信息技术自从计算机诞生以来就得到了飞速发展，人们不满足于二维平面等级的人机交互界面，开发了一系列帮助人们进行多元化人机交互的辅助工具。输入设备从最传统的键盘、鼠标，发展到今天的触摸板、眼球测位仪、语音识别，输出设备也从简单的显示屏、扬声器发展出各种形态。在硬件设备进化的同时，人机交互的“内容”即软件与信息层面也发生着急速变化。从最初的二进制数字到后来的命令提示符字符串，再到后来的桌面化操作系统及多媒体声像，时至今日人们已经掌握了足够顶层的技术以使用计算机来模拟日常所见的真实场景，而这种技术的代表作之一、同样也是未来信息技术领域最有发展前景的技术之一，就是虚拟现实技术。 一虚拟现实综述 虚拟现实（Virtual Reality，后文或简称VR）的定义目前为止依然众说纷纭，笔者较为认可的定义如下：一种可供创建并体验高度拟真的虚拟世界的计算机仿真系统。用来实现VR系统的技术被称为VR技术。何谓高度仿真呢？目前为止在技术层面能达到的、符合人们日常生活中实际体验的标准包括如下几个方面： 1 真实性 真实性是VR技术的主要目标。VR旨在用计算机构建真实世界以让用户获得拟真体验，生成的虚拟物件一般要高度仿照真实世界的尺寸、材质等，能够做到静物的“以假乱真”，相应的运动规律也要按照真实世界设置参数，如重力加速度或化学反应速率等，使得它们在变化时看起来仍不失真。 2 交互性 一般来说，交互性是指用户对虚拟世界中物体的可操作程度，和从自然环境中得到信息反馈的程度。计算机系统中生成的虚拟世界不可能仅接受工作人员输入的基本建模参数，也应当接受来自用户的实时输入信息，并给出相应的反馈。例如，用户可以通过特殊的控制器（如摇杆、特制键盘）、体感装置（如传感服、眼球测位仪）以及语音等向系统发送指令，相应地也就要求系统为用户提供多元化的输入接口，输入模式也应当尽可能贴近人类的自然活动。 3 沉浸性 沉浸性是指，用户在体验虚拟世界的时候，不光要体验到场景及运动规律的真实感，也应当同时意识到自己能够沉浸到虚拟世界中，而非一个世界之外的控制者、操作者。理想的VR系统应当以用户为第一视角构建，并能让用户产生真假难辨的感觉。
毕业论文：浅谈虚拟现实技术
论文虚拟现实技术
浅谈虚拟现实技术 摘要虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术是近年来新兴的借助计算机及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段，其核心是建模与仿真。概括介绍了虚拟现实技术的概念、特征及应用领域，涉及的关键技术，最新研究进展，应用与前景展望。 关键词虚拟现实技术，研究现状，相关应用，信息安全 一．虚拟现实的概念、特征及应用领域 虚拟现实是一种由计算机和电子技术创造的新世界，是一个看似真实的模拟环境，通过多种传感设备，用户可根据自身的感觉，使用人的自然技能对虚拟世界中的物体进行考察和操作，参与其中的事件，同时提供视、听、触等直观而自然的实时感知，并使参与者“沉浸”于模拟环境中。虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术是指借助计算机及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段，其核心是建模与仿真。 虚拟现实技术主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设各等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。常用的有立体头盔、数据于套、三维鼠标、数据衣等穿戴于用户身上的装置和设置于现实环境中的传感装置，如摄像机、地板压力传感器等。 （虚拟现实技术穿戴的装备）
GrigoreBurdea和Philippe Coiffet在著作“Virtual Reality Technology”一书中指出，虚拟现实具有三个最突出的特征，即人们称道的“3I”特性：交互性(interactivity) 、沉浸感(Illusion of Immersion) 和构想性(imagination)。交互性主要是指参与者通过使用专门输入和输出设备，用人类的自然技能实现对模拟环境的考察与操作的程度。沉浸感是虚拟现实最主要的技术特征，它是指参与者在纯自然的状态下，借助交互设备和自身的感知觉系统，对虚拟环境的投入程度。构想性是指借助虚拟现实技术，使抽象概念具像化的程度。另外还有多感知性(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。 所以，“3I＋M”就是虚拟现实系统的基本特征。 自1968年Ivan Sutherland发表一篇名为“The Ultimate Display”的论文至今，虚拟现实技术已经伴随着计算机技术的进步得到长足的发展。如今，众多的设备可被用于虚拟现实，包括头戴式显示器、数据手套、动作捕捉系统等[1]。虚拟现实技术已经在诸如建筑设计、军事仿真、虚拟制造、游戏娱乐、医学等领域得到广泛的应用。在教育、心理学、环保、文化艺术领域，虚拟现实技术也得到越来越多的关注[2]。 二．虚拟现实涉及的关键技术[3] 虚拟现实的关键技术主要包括：动态环境建模技术，实时三维图形生成技术，立体显示和传感器技术，应用系统开发工具，系统集成技术，实时三维计算机图形技术，广角立体显示技术，对观察者头、眼和手的跟踪技术，触觉、力觉反馈技术，立体声、语音输入输出技术。 动态环境建模技术：虚拟环境的建立是VR系统的核心内容，目的就是获取实际环境的三维数据，并根据应用的需要建立相应的虚拟环境模型。 实时三维图形生成技术：三维图形的生成技术已经较为成熟，那么关键就是“实时”生成。为了达到实时的目的，至少保证图形的刷新频率不低于15帧/秒，最好高于30帧/秒。
VR行业分析
第一部分 vr行业分析 一、什么是vr行业 VR—Virtual Reality，即虚拟现实，通用的定义是指利用计算机模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如身临其境一般，可以及时、没有限制的观察三度空间内的事物，并与之交互。 虚拟现实技术是虚拟场景系统、知觉管理系统和用户之间的多重信号传导，使用户融入虚拟场景。计算机完成虚拟场景的设计、制作，VR设备实现用户的知觉反馈，这是虚拟现实的内容输入；用户接收知觉信号并通过捕捉设备将用户知觉输入计算机，完成场景响应，这是用户的信号输出；知觉管理系统将信号在虚拟场景系统和用户之间不断传导，形成完整的信号闭环。 VR技术基本原理 资料来源：华泰证券研究所 现今VR设备的光学原理，与1960年Morton Heilig提出的并无二致，即利用人体左右眼视觉差，通过光学镜片的光路设计，让左右分屏格式的内容在人眼视网膜处形成图像叠加，形成立体体验。分屏格式的全景图像，需要专门的拍摄设备和拼接算法。 VR产品可以细分为手机端VR、PC/游戏端VR、一体机。暂且将搭配手机使用的V称为VR眼镜，搭配其它主机（PC、游戏机）使用的VR称为VR头盔，不需要搭配主机就可以独立使用的称为VR一体机。目前大部分的产品属于手机端VR，2016年仍将以手机端VR为主，同时PC/游戏端VR有望成为企业级市场主流，一体机是未来的主流。 VR设备类型 资料来源：互联网，华泰证券研究所 二、vr现状与未来发展 虚拟现实的发展：供给端，产品呈现依赖于技术的成熟，目前初显雏形；需求端，等待杀手级应用激活，大概率出现在游戏领域；未来更大市场规模的爆发，依赖于技术瓶颈的突破，取决于晕眩的解决、行业标准的建立，困于多产业、多场景的复杂融合，VR 将成持久战。 此后，进入“VR+行业”阶段，相对成熟的VR技术，与电商、旅游、体育、社交结合，形成全新的消费场景和商业形态，接近Facebook CEO扎克伯格（Mark Elliot Zuckerberg）所说的“下一个计算平台”；更进一步，VR可以创造出逼真的“虚拟世界”，成为人们生活的一部分；最终，无数个虚拟世界相互打通，最大程度实现生活的虚拟化。随着AI （人工智能）技术进步，“VR+AI”将创造出科幻级的虚拟世界，给予消费者想要的一切。 VR未来发展路径图
基于虚拟现实技术的虚拟农场的研究和实现
技术创新 《微计算机信息》2012年第28卷第10期 120元/年邮局订阅号：82-946 《现场总线技术应用200例》 博士论坛 基于虚拟现实技术的虚拟农场的研究和实现 Research and Implementation of Virtual Farm Based on Virtual Technology (南京农业大学工学院) 李东阳 LI Dong-yang 摘要:本系统基于虚拟现实在农业方面的应用,在VC++6.0的软件平台、在Win32框架下,使用C 语言和行业领域中最为广 泛接纳的2D/3D 图形API---OpenGL,创建一个以真实农场为模板的虚拟农场,通过DirectInput 接口实现逻辑方向盘与计算机的交互性,并通过Socket 编程使系统具有网络传输信息的功能,从而实现相应的远程控制,和现实的农场进行交互。实验系统成功创建了一个三维果园、仓房场景、漫游小车及附属设施,可以根据应用的侧重不同进行改善,从而实现虚拟现实技术在农业方面的相应应用。 关键字:虚拟现实;OpenGL;虚拟农场;交互性;网络通信中图分类号:TP311文献标识码:A Abstract:A system that a virtual farm based on virtual reality technology is created using C language and OpenGL-most widely ac -cepted 2D/3D API,in VC++6.0platform and Win32framework ,is introduced in this paper.This system realizes the interaction be -tween computer and logic steering wheel through the DirectInput interfaces,and it has the function of the transmission of information online to communicate with the reality farm so as to achieve remote control,with the method of Socket programming.This trail sys -tem consists of a 3D orchard,warehouse,a small card wandering in the farm and so on,and it can be improved according to differ -ent application to realize all kind of application in agriculture based on virtual reality technology.Key Words:Virtual reality;OpenGL;Virtual farm;Interactivity;Network communication 文章编号:1008-0570(2012)10-0010-02 1引文 虚拟现实(VR)技术最早在20世纪中期由美国VPL 探索公司和它的创始人Jamn IJaIlier 提出这一概念,后来美国宇航局(NASA)的艾姆斯空间中心利用流行的液晶显示电视和其它设备,开始研制低成本的虚拟现实系统,推动了该技术硬件的进步。虚拟现实,又称灵境技术,是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。他综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术,模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能,使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中,并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互,创建了一种适人化的多维信息空间。虚拟现实具有多感知性、浸没感(Immersion)、交互性(Interactivity)、构想性(Imagination)。在医学、娱乐、教育、科研、军事、航天、城市规划、工业仿真等很多方面都有广泛而重要的应用。但在农业方面却是空白,因此本文就虚拟现实在农业方面的应用进行了研究和探讨。图1、图2、和图3展示了虚拟现实的应用例子及本文所研究的虚拟农场场景图。 图1模拟天宫一号图2城市规划图图3虚拟农场本文研究了基于虚拟现实技术思想的三维虚拟农场的系统的创建,借助于OpenGL 和C/C++语言在VC++6.0的开发环 境下、在Win32程序框架下实现系统的搭建。系统可分为三个部分:三维场景、人机交互、数据通信。系统的三维场景通过创建天空盒、地面、纹理贴图和导入3D Max 创建的3D 模型;人机交互主要是通过Direct SDK 里提供的DirectInput 实现;数据通信则是通过套接字网络编程接口创建C/S 模式的通信连接,实现数据的传输。 研究结果表明通过创建农场的三维场景确实能够给农业装备的研发和测试提供一个非常真实的平台,解决农业装备研发和测试所需的环境的季节性弊端。 2虚拟现实 OpenGL 遵循C 语言的调用约定,可以与Visual C++紧密接口。有七大功能:建模、变换、颜色模式设置、光照和材质设置、:纹理映射、位图显示和图象增强、双缓存动画。OpenGL 还能实现深度暗示、运动模糊等特殊效果。本文将利用这些功能来搭建虚拟农场场景并且实现控制。 OpenGL 被设计成独立于硬件、 以流水线的方式工作,其工作流程和绘图的流程如图4和图5所示。 图4OpenGL 工作流程 图5OpenGL 绘图流程 因此首先当系统收到WM_CREATE 消息后,要首先对OpenGL 进行设置 李东阳:学生 10--
浅谈我对于虚拟现实的理解
浅谈我对于虚拟现实的理解 我觉得我一直以来对虚拟现实的理解都很浅薄，通过那一天老师的引导之后，我又去在互联网上查阅了各种资料详细了解了一下什么是虚拟现实，让我终于对宏大的虚拟现实的世界有了一定的了解。下面我就简单的谈一谈我现在的了解。 我之前感兴趣买过一个暴风墨镜，想了解一下vr，体验一下虚拟现实是一种怎样的感觉。刚刚开始用的时候感觉特别新奇特别好玩，这个小小的设备给我带来了前所未有的体验，首先画面的代入感就很强，屏幕中的各个东西有了层次感，其次它还会随着我头部的转动而改变视角，仿佛就像真的一样。但是玩了一阵新奇感过去之后，我就没玩过了，第一是因为还是虚拟感不是特别强烈，而且会有眩晕感。这就是我对于虚拟现实的全部接触了。 互联网上对虚拟现实给出的定义是这样的：虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术(VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。通俗点说就是用计算机模拟现实，尽量达到到达以假乱真的效果。 虚拟现实的技术特点：VR艺术是伴随着“虚拟现实时代”的来临应运而生的一种新兴而独立的艺术门类，在《虚拟现实艺术：形而上的终极再创造》一文中，关于VR 艺术有如下的定义：“以虚拟现实（VR）、增强现实（AR）等人工智能技术作为媒介手段加以运用的艺术形式，我们称之为虚拟现实艺术，简称VR艺术。该艺术形式的主要特点是超文本性和交互性。” “作为现代科技前沿的综合体现，VR艺术是通过人机界面对复杂数据进行可视化操作与交互的一种新的艺术语言形式，它吸引艺术家的重要之处，在于艺术思维与科技工具的密切交融和二者深层渗透所产生的全新的认知体验。与传统视窗操作下的新媒体艺术相比，交互性和扩展的人机对话，是VR艺术呈现其独特优势的关键所在。从整体意义上说，VR艺术是以新型人机对话为基础的交互性的艺术形式，其最大优势在于建构作品与参与者的对话，通过对话揭示意义生成的过程。 艺术家通过对VR、AR等技术的应用，可以采用更为自然的人机交互手段控制作品的形式，塑造出更具沉浸感的艺术环境和现实情况下不能实现的梦想，并赋予创造的过程以新的含义。如具有VR性质的交互装置系统可以设置观众穿越多重感官的交互通道以及穿越装置的过程，艺术家可以借助软件和硬件的顺畅配合来促进参与者与作品之间的沟通与反馈，创造良好的参与性和可操控性；也可以通过视频界面进行动作捕捉，储存访问者的行为片段，以保持参与者的意识增强性为基础，同步放映增强效果和重新塑造、处理过的影像；通过增强现实、混合现实等形式，将数字世界和真实世界结合在一起，观众可以通过自身动作控制投影的文本，如数据手套可以提供力的反馈，可移动的场景、360度旋转的球体空间不仅增强了作品的沉浸感，而且可以使观众进入作品的内部，操纵它、观察它的过程，甚至赋予观众参与再创造的机会。” 我通过查阅资料得知，虚拟现实的应用领域有如下的方面。 娱乐业，如果游戏没有成为虚拟现实技术的主要用途，那么必定非娱乐业莫属。电影院的观众已经在享受3D电影了，但是有了类似Oculus Cinema的app，观众可以更加
美国虚拟现实技术
美国虚拟现实技术发展现状、政策及对我国的启示 王健美，张旭，王勇，赵蕴华 (中国科学技术信息研究所，北京100038) 摘要:美国在虚拟现实技术领域拥有着无可争议的优势。不仅美国政府各部门积极资助虚拟现实技术的研发， 而且企业、高校及科研院所竞相掀起虚拟现实技术研究和应用热潮，同时它们还有一套适时有效的科技政策。 对美国虚拟现实技术的发展现状和相关政策法案的阐释，为我国相关技术领域的发展提供有益的借鉴。 关键词:虚拟现实;研发现状;科技政策;启示 中图分类号:G353.11∶TP391.9文献标识码:A Development Status and Policy of the Virtual Reality Technology of United States and their Enlightenment to China WANG Jianmei，ZHANG Xu，WANG Yong，ZHAO Yunhua (Institute of Scientific and Technical Information of China，Beijing 100038) Abstract:There is no doubt that the United States has superiority in the field of virtual reality technology.Several gov- ernment departments have been funding on the research and development of this technology，a surge of research and ap- plication into the technology has been found among large enterprises，universities and scientific research institutes.In ad- dition，they are carrying out a set of proper and effective science and technology policy.This article intends to provide some references for the development of relevant technology in China with a focus on the development status of the virtual reality technology and an good explanation on the policy and act of the technology concerned in US. Key words:virtual reality;current situation of research and development;scientific and technical policy;enlightenment 1引言 虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)技术与多 媒体、网络技术并称为三大前景最好的计算机技术， 是一种综合计算机图形技术、多媒体技术、传感器 技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术以 及仿真技术等多种技术而发展起来的综合性技术 ［1］ 。 根据IEEE(电气和电子工程师协会)的定义，虚拟 现实是指在视、听、触、嗅、味觉等方面高度逼真 的计算机模拟环境 ［2］ 。用户可与此环境进行互动， 产生身临其境的体验。 VR技术起源于1965年Ivan Sutherland在IFIP
虚拟现实方案
虚拟现实草案 一、项目总体分析 根据我们和贵方的沟通、以及对本项目的了解，了解到的需求如下：互动的、灵活的、能使用固定的标准模型组合成各种形状和功能的家具的软件，客户在购买前通过软件组合成自己想要的家具，并计算出组合的标准模件，算出总造价，为用户提供方便。 二、创作总体思路 根据上面的分析，我们的整体思路是要简单、灵活，互动趣味性。重点功能要突出，我们将采用虚拟现实技术为主，将组合家具的过程进行游戏化，互动化，使操作者能够身临其境的去感受一切，这样就增加了该目标产品的趣味性。 三、虚拟现实技术简介 虚拟现实技术（Virtual Reality）,又称灵境技术。虚拟现实技术这一名词是由美国VPL 公司创建人拉尼尔（Jargon Lanier）在20世纪80年代初提出的，也称灵境技术或人工环境。 作为一项尖端科技，虚拟现实集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由计算机生成的高技术模拟系统，它最早源于美国军方的作战模拟系统，90年代初逐渐为各界所关注，并且在商业领域得到了进一步的发展。 九十年代初逐渐为各界所关注，在商业领域得到了进一步的发展。 近几年，信息产业的急速发展使一般民用计算机的性能突飞猛进、价格不断下降，VR 技术在各行业的广泛应用成为可能。这种技术的特点在于，计算机产生一种人为虚拟的环境，这种虚拟的环境是通过计算机图形构成的三维数字模型，编制到计算机中去产生逼真的“虚拟环境”,从而使得用户在视觉上产生一种沉浸于虚拟环境的感觉,这就是虚拟现实技
术的浸没感（Immersion）或临场参与感。虚拟现实与通常CAD系统所产生的模型以及传统的三维动画是不一样的，它不是一个静态的世界，而是一个开放、互动的环境，虚拟现实环境可以通过控制与监视装置影响或被使用者影响，这是VR的第二个特征,即交互性（Interaction）。 用户可以使用一个鼠标、游戏杆或其它跟踪器，随意拖动标准模型组合成家具，并通过各种角度来看组合而成的家具模型。 另外，虚拟现实不仅仅是一个演示媒体，而且还是一个设计工具。它以视觉形式反映了设计者的思想，比如当在盖一座现代化的大厦之前，你首先要做的事是对这座大厦的结构、外形做细致的构思，为了使之定量化，你还需设计许多图纸，当然这些图纸只能内行人读懂，虚拟现实可以把这种构思变成看得见的虚拟物体和环境，使以往只能借助传统沙盘的设计模式提升到数字化的即看即所得的完美境界，大大提高了设计和规划的质量与效率。 这是V R所具有的第三类特征，即想象性（Imagination）。 正是由于虚拟现实技术的上述特性，它在许多不同领域的应用，可以大大提高项目规划设计的质量，降低成本与风险，加快项目实施进度，加强各相关部门对于项目的认知、了解和管理，从而为用户带来巨大的经济效益。例如波音公司完全使用虚拟现实技术设计波音77 7新型客机获得成功；加拿大政府使用虚拟现实技术进行多伦多市(Toronto) 的城市规划与管理，并把它作为申办2008年奥运会的重要宣传资料。 在某种程度上，虚拟现实系统其实就是通过计算机系统仿真的数字化沙盘但比传统沙盘和模型功能更多、性能更强、应用更广，是建筑设计和规划表现工具从传统工艺向数字技术发展的又一次革命！ 四、系统特色
基于虚拟现实技术的景物仿真
基于虚拟现实技术的景物仿真 毕业 基于虚拟现实技术的景物仿真摘要：虚拟现实（Virtual Reality，简称VR），是1种基于可计算信息的沉浸式交互环境。具体地说，就是采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉1体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生亲临等同真实环境的感受和体验。本设计是1个基于VRML（虚拟现实建模语言）的虚拟校园系统，它要求实现虚拟现实中基本的场景建立和在场景中漫游，本程序建立场景所需的建筑物均在3DS MAX 中建立，然后以VRML97的格式导出并保存为.wrl文件，这样在VrmlPad编辑器中可以打开这些文件了。然后在VRML编辑环境下，通过添加材质、纹理、传感器、声音、动画等来完善该虚拟校园系统，并通过内联(Inline)、锚点(Anchor)造型节点来实现室外与室内的链接和切换。最后在VRML浏览器中通过键盘和鼠标的移动来漫游观看该虚拟系统。为了使场景漫游更真实，还须在场景图中设置碰撞节点，从而防止观察者从场景中的物体（如教学楼）中穿过或进入不可见的视角观察。关键字：虚拟现实；VRML；漫游；场景；碰撞检测。 Scenery Simulation base on Virtual Reality Technology Abstract: Virtual Reality(VR), It is a immersing type base on the communication that could be calculate. Concretely to say, adopt taking technology of the computer as the core modern Hi-Tech turn into lifelike look ,listen,sense of touch integrated specific fictitious environment of range, users carry on the reciprocation , influence each other with the target in the fictitious environment by way of nature through the essential equipment, thus produced and came personally the feeling and experience of the true environment equally. It is a system of virtual reality school based on VRML technology，and it demands realizing that the basic scene is set up and one can roam in the scene of virtual reality, This procedure sets up buildings of the scene in 3DS MAX then exports and saves them in the format of .wrl files. Under the environment of VrmlPad, we can open these files and perfect the scenes by adding material，texture，sensors，sounds and interpolators.By the node of inline，anchor,we can realize linking or transfering between different scenes.In the end,we can roam the virtual reality system through the movement of the keyboard and mouse in the VRML explorer.In order to approach Reality,a node of collision must be set up to prevent observer from wear or enter impossible visual angle which can’t be observed from object of scene. Keywords: Virtual Reality;VRML;roaming;scene;Collision detecting. 目录前言 1 1 虚拟现实介绍 2 1.1 虚拟现实的定义 2 1.2 虚拟现实系统的发展历史 2 1.3 虚拟现实系统的应用 3 1.4虚拟现实系统的发展方向 4 2 系统开发环境介绍 5 2.1 VRML概
虚拟现实技术在教育中应用的优势与挑战
虚拟现实技术在教育中应用的优势与挑战作者：范安琪袁玖根 来源：《发明与创新（职业教育）》 2019年第4期 范安琪袁玖根 （江西科技师范大学，江西南昌330038） 摘要：如今科技发展的越来越迅速，教育随着科技的发展也不断有新的教学媒体的出现。在多媒体技术后，虚拟现实技术(Virtual Reality）的出现无疑将对教学产生一定的影响。文 章主要探讨虚拟现实技术在教育教学中应用的优势与挑战。 关键词：虚拟现实技术；教育应用；优势与挑战 虚拟现实是以计算机技术为核心，结合相关科学技术，生成与一定范围真实环境在视、听、触感等方面高度近似的数字化环境，用户借助必要的装备与数字化环境中的对象进行交互作用、相互影响，可以产生亲临对应真实环境的感受和体验。 一、虚拟现实技术在教育中应用的现状 虚拟现实技术在20世纪80年代就开始应用于教育了，当时人们还对这方面的研究给予较 少的关注度。而现在世界上许多发达国家都设立了相关项目，如澳大利亚和新西兰于2009年合作成立的虚拟世界工作组和美国林登实验室的Second Life项目等。我国也有很多研究学者在 探索该技术运用于教学中的应用成果。 二、虚拟现实技术在教育应用中的优势 （一）更好地帮助学生学习知识与技能 运用虚拟现实技术可以在仿真的模拟环境中对知识和技能进行不断地巩固和重复学习训练，学习者将处于一个安全的环境中练习观察到的行为和机会，以促进学习者在高效率的环境下达 到预期的教学目标。采用情景记忆（Episodic Memory），这种包含有关生活经历的信息，如特别引人注目的教学活动。通常很难记住课堂上讨论过的学习内容，但是很容易记住教室的样子、老师的桌子的位置。在虚拟技术课堂上通过现代教育技术，创设生动、逼真的教学情境，使用 虚拟现实头戴式显示设备、手柄或传感手套等交互设备从视觉、听觉和触觉这三方面使学生如 临其境。情境记忆为学习者提供一种模式，使他们能够在此基础上掌握知识，发展能力，形成 感情并生成意义。 （二）个性化的学习环境提升学生学习兴趣 个性化学习环境的设计通过虚拟现实技术可以促进学生心流（Flow）的产生，心流是一种 精神状态的运作，在这种状态下，一个人完全沉浸在他所做的事情中，全神贯注。它包含了在 活动过程中的精神投入和持续的参与，是介于无聊和焦虑之间的理想状态。在传统课堂中很难 实现心流，但是通过虚拟现实技术却可以很好地进行相关教学设计。 游戏化学习就是采用游戏化的方式来学习，它是目前比较新颖的教学理论和教育实践。一 个人对一个事物感兴趣，他就会愿意去尝试，努力去做从而做得更好。那么把这个事物换成学习，当学习也变得有趣时，相信学习者也会学有所成。同样对比传统课堂，虚拟现实技术在这
我国虚拟现实技术专利分析
我国虚拟现实技术专利分析 文章采用文献计量学和统计学的方法，从专利申请量、IPC分类号、主要申请人等多个维度对我国虚拟现实技术领域的相关专利数据进行计量分析，提取、挖掘具有重要技术竞争价值的专利情报，希望为该领域的发展提供有益借鉴。 标签：虚拟现实；专利；分析 1.虚拟现实技术专利申请分析 虚拟现实技术在2008年之前发展缓慢，每年的专利量均在200件之下，特别是从1997年至2001年，专利年申请量不到100件，主要是因为这段时期我国虚拟现实技术处于发展初期与技术飞速发展的酝酿阶段[1]。从2008年开始，VR 领域专利申请量呈现逐年上涨的趋势，尤其是2016年，专利申请量出现大幅上升，达到了1131件，比上一年度增长了37.1%。可以预见，2017年虚拟现实技术方面的专利数量将会有进一步的突破。 对申请专利的法律状态进行分析，目前处于授权状态的专利为1927件，而处于实质审查中的专利为1881件，占到专利总量的36.8%，虚拟现实领域的专利三分之一以上的专利量为最近几年申请。可见，我国VR技术虽然起步较晚，相应的产业还未成熟，但是未来的发展势头强劲，技术研发也在不断加大。 2.虚拟现实技术IPC分类分析 虚拟现实领域专利IPC的分布反映了虚拟现实技术研发的主要方向，同时预示着新一代产品和未来市场的发展趋势。我国虚拟现实领域专利主要集中分布在物理领域（G部，占了9个），其中专利数量最多的类别为G06F3/01（用户和计算机之间交互的输入或输出装置），专利量达732件，占到专利总量的14.33%，其次为加盖显示器类别的专利（519件），其余类别的专利均在200件以下。排名前十的IPC分类中，唯一一个非G部的分类为电学领域（H部）中的图像重现装置，专利量为142件。采用IPC大类方式进行分类，A63（运动；娱乐；游戏）方面的专利有487件，并且相关专利主要集中在“使用二维或多维电子显示器显示与游戏有关图像的游戏方面”。由此可见，虚拟现实技术在游戏方面已有了很好的布局，娱乐游戏领域将会是虚拟现实技术发展的趋势。 3.虚拟现实技术申请人分析 針对虚拟现实领域专利申请人的情况进行分析，申请量前十的所属机构以公司为主（占了9个），唯一一个高校机构排名第五。其中乐视公司以223件专利量排在首位，紧随其后的是微软公司（146件），索尼公司（121件），其余机构的专利量均在100件以下。由此可知，虚拟现实技术具有重要的产业价值，诸多企业都是申请虚拟现实技术专利的主力军，虚拟现实技术也具有重要的产业价值，受到企业的重视。
虚拟现实文献综述
《VRML虚拟现实技术在数字校园系统中应用研究》文献综述 摘要：教育部在一系列相关的文件中，多次涉及到了数字校园，阐明了数字校园的地位和作用。虚拟数字校园模拟真实世界，提供了一个生动的校园空间。将虚拟现实技术应用在数字校园系统的开发，有助于大学自身的宣传和信息的高度集中、配置和互动。它在数字校园的应用，可以大大提高校园展示效果，也能够体现校园个性方面的优势，对校园今后的推广及展示带来非常大的帮助 关键词：虚拟现实；数字校园；基本概况 前言 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。建设虚拟三维数字校园可以比较直观的了解校园的各个区域，在这个三维的校园里，空间次序的视觉理解和感知变得非常容易，使浏览者对校园环境产生身临其境的感觉[1]，其中的教学楼、实验楼、图书馆、宿舍楼、食堂、道路及绿化地带和种植的植物，都栩栩如生的呈现在我们的眼前，三维虚拟校园模拟真实世界，提供了一个生动的校园空间。三维虚拟校园可直接嵌入到大学的网站，直接通过网络浏览器察看，其丰富的、人性化的信息查询等功能，有效提高大学的美誉度，有助于大学自身的宣传和信息的高度集中、配置和互动。三维虚拟校园的直观特性，可以优化领导管理，对于校园信息管理、校园规划、建设等能够全局掌控。 一、虚拟现实技术的发展状况的研究 虚拟现实（Virtual Reality）技术是20世纪90年代初崛起的一种实用技术，它由计算机硬件、软件以及各种传感器构成三维信息的虚拟环境，可以真实地模拟现实中能实现的物理上的、功能上的事物和环境[2]。在虚拟现实环境中可以直接与虚拟现实场景中的事物交互，产生身临其境的感受，从而使人在虚拟空间中得到与自然世界同样的感受。该技术的兴起，为科学及工程领域大规模的数据及信息提供了新的描述方法。虚拟现实技术大量应用于建筑设计及其相关领域，该技术提供了“虚拟建筑”这种新型的设计、研究及交流的工具手段[3]。 在虚拟现实的发展过程中总结出虚拟现实系统应具有以下四个特征：（1）多感知性。指除一般计算机所具有的视觉感知外，还有听觉感知、触觉感知、运动感知、甚至还包括味觉、嗅觉、感知等。理想的虚拟现实应该具有一切人所具有的感知功能。（2）存在感。指用户感动作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该达到使用户难辨真假的程度。（3）交互性。指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度。（4）自主性。指虚拟环境中物体依据现实世界物理运动定律动作的程度[4]。 虚拟现实技术自诞生以来，其应用一直受到科学界、工程界的重视，并不断取得进展，虚拟现实蕴藏的技术内涵与艺术魅力不断地激发着人们丰富的想象思维和创造的热情。从本质上讲，虚拟现实技术就是一种先进的人机交互技术[5]，其追求的技术目标就是尽量使用户与电脑虚拟环境进行自然式的交互。因此，虚拟现实技术为我们架起了一座人与数字世界沟通的桥梁。 二、虚拟现实技术在数字校园系统的应用解析 目前，数字校园存在有2个定义，并分别带来不同的研究与实践。一种定义是从信息、网络和媒体技术发展角度，数字校园被理解为一个以计算机和网络为平台的、远程教学为主的信息主体；另一个事从因特网、虚拟现实技术、网络虚
浅谈虚拟现实技术特点教学提纲
浅谈虚拟现实技术特 点
浅谈虚拟现实技术特点，组成和分类。常用的虚拟现实软件，硬件和优缺点。 经过3节课的老师的讲解和上网资料的查看，我对虚拟现实技术有了浅显的了解。 一：虚拟现实技术特点: 虚拟现实(VirtualReality)又称灵境技术是利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨显示技术，生成三维逼真的虚拟环境，使用者戴上特殊的头盔、数据手套等传感设备，或利用键盘、鼠标等输入设备，便可以进入虚拟空间，成为虚拟环境的一员，进行实时交互，感知和操作虚拟世界中的各种对象，从而获得身临其境的感受和体会。 虚拟现实技术具有以下五个主要特征： （1）沉浸性使之所创造的虚拟环境能使学生产生“身临其境”感觉，使其相信在虚拟环境中人也是确实存在的，而且在操作过程中它可以自始至终的发挥作用，就像真正的客观世界一样。 （2）交互性是在虚拟环境中，学生如同在真实的环境中一样与虚拟环境中的任务、事物发生交互关系，其中学生是交互的主体，虚拟对象是交互的客体，主体和客体之间的交互是全方位的。 （3）构想性是虚拟现实是要能启发人的创造性的活动，不仅要能使沉浸于此环境中的学生获取新的指示，提高感性和理性认识，而且要能使学生产生新的构思。
（4）动作性是指学生能以客观世界的实际动作或以人类实际的方式来操作虚拟系统，让学生感觉到他面对的是一个真实的环境。 （5）自主性是虚拟世界中物体可按各自的模型和规则自主运动。 二：虚拟现实技术组成和分类: 1 ：虚拟现实系统的组成 用户通过头盔、手套和话筒等输入设备为计算机提供输入信号，虚拟现实软件收到输入信号后加以解释，然后对虚拟环境数据库进行必要更新，调整当前虚拟环境视图，并将这一新视图及其它信息如声音立即传送给输出设备，以便用户及时看到效果。 系统由输入部分、输出部分、虚拟环境数据库、虚拟现实软件组成。 2：虚拟现实系统的分类 虚拟现实系统按照不同的标准有不同的分类，通常分为以下四类：（1）桌面虚拟现实系统(Desktop VR) （2）沉浸式虚拟现实系统(Immersive VR) （3）分布式虚拟现实系统(Distributed VR) （4）增强式虚拟现实系统(Augmented Reality AR) 2.1桌面虚拟现实系统（简称PCVR） 桌面虚拟现实系统是一套基于普通PC平台的小型虚拟现实系统。利用中低端图形工作站及立体显示器，产生虚拟场景，参与者使用位置跟踪器、数据手套、力反馈器、三维鼠标、或其它手控输入设备，实现虚拟现实技术的重要技术特征：多感知性、沉浸感、交互性、真实性。
虚拟现实实验室项目(基于虚拟现实技术的教育解决方案开发应用)
基于虚拟现实技术的教育解决方案的研制与开发 科技项目可行性报告
目录 一、项目提出的目的及意义………………………………………… 二、与项目相关的国内外发展概况及市场需求分析……………… 三、主要攻关内容及技术路线（技术可行性分析）……………… 四、该项目的技术创新点…………………………………………… 五、现有工作基础和条件…………………………………………… 六、申请的基础条件（包括主要研究成果）……………………… 七、进度安排和实施方案（包括运行机制）……………………… 八、预期成果和考核目标…………………………………………… 九、推广及应用前景………………………………………………… 十、经费概算及来源…………………………………………………十一、结论……………………………………………………………附件---虚拟现实沉浸技术实验室条件建设需求……………………
一、项目提出的目的及意义 互联网、虚拟现实和人工智能被喻为改变人类认知世界的三大信息技术。 互联网从少被社会广泛认知，到今天对社会生活的全面颠覆与渗透不过二十余年。如今互联网+已为国家战略。当互联网在我们生活中掀起一个又一个骇浪时，虚拟现实正悄然从幕后走向前台。今天虚拟现实正演绎着当年互联网对人类生活，从无足轻重到全面颠覆的革命性过程。科技以虚拟现实给人类生活再创造出一次惊喜己为期不远。虚拟现实技术与教育： “虚拟现实”（Virtual Reality，英文缩写VR）技术，利用计算机硬件+软件资源+传感器的一种集成技术，构成实时三维图形生成的技术、仿真技术、多传感交互技术以及显示技术等，生成实时的、具有三维信息的人工虚拟环境，演练者（操作人员）根据需要通过多种交互设备（如头盔、数据手套和刚性外骨架衣服等）来驾驭该环境，以及用于操纵环境中的对象，如在真实世界中一样地与该环境中的人和事物进行行为和思想等的实时交流，并产生逼真的身临其境感。虚拟现实技术不是相关技术的简单组合，而是一种创新性的综合，并且在思想方式上有质的飞跃。 虚拟现实技术对教育产生不可估量的作用，主要理由如下： 1.虚拟现实技术创建全新的教育环境 人们普遍认为，虚拟现实技术将使21世纪的教育发生质的变化。虚假现实技术支持下的教育之所以会发生质的变化，是因为虚拟教育环境拥有现实教育培训环境无可比拟的优势。所谓虚拟教育环境，是指由虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟教育的人工环境，它可以是某一现实世界的基础或设施的真实实现，也可以是虚拟构想成的世界。在21世纪，可能兴办起依托虚拟现实技术的各种新型的学校教育，如基础教育、军事教育、各类培训教育，许多学员在虚拟环境中接受各种教育体验与训练。由虚拟现实技术所支撑的教育系统将使得人员可以在虚拟环境中方便地取得感性知识和实际经验。与现实教育基地或设施相比，在虚拟现实技术支持下的虚拟教育环境大致有如下特征和优势： 1.1仿真性 学生通过虚拟设施训练，与在现实教学基地里同样方便。这是因为虚拟环境无论对于现实的环境或是对于想象的环境，都是虚拟的但又是逼真的。理想的虚拟环境应该达到使受训者难以分辩真假的程度（例如可视场景应随着视点的变化而变化），甚至比真