VR是Virtual Reality的缩写,中文的意思就是虚拟现实(真实幻觉、灵境、幻真),也称灵境技术或人工环境。概念是在20世纪80年代初提出来的,其具体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。虚拟现实是利用电脑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,让使用者如同身临其境一般,可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。
沉浸性(immersion)
又称临场感,指用户对虚拟世界中的真实感。理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假,使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中,该环境中的一切看上去是真的,听上去是真的,动起来是真的,甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的,如同在现实世界中的感觉一样。
交互性( interaction)
指用户对虚拟世界中的物体的可操作性。例如,用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体,这时手有握着东西的感觉,并可以感觉物体的重量,视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。
构想性(imagination)
又称自主性,指用户在虚拟世界的多维信息空间中,依靠白身的感知和认知能力可全方位地获取知识,发挥主观能动性,寻求对问题的完美解决。
由于沉浸性、交互性和构想性三个特性的英文单词的第一个字母均为I,这三个特性又通常被统称为3I特性。
娱乐领域
丰富的感觉能力与3D显示环境使得VR成为理想的视频游戏工具。由于在娱乐方面对VR的真实感要求不是太高,故近些年来VR在该方面发展最为迅猛。如Chicago(芝加哥)开放了世界上第一台大型可供多人使用的VR娱乐系统,其主题是关于3025年的一场未来战争;近几年推出的Oculus Rift是一款为电子游戏设计的头戴式显示器,以虚拟现实为用户提供更好的体验,并推出了开发者版本,如今已有许多游戏对其支持。
军事航天领域
军事领域的研究一直是推动虚拟现实技术发展的原动力,目前依然是主要的应用领域。如模拟训练一直是军事与航天工业中的一个重要课题,这为VR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;美国空军技术研究所( Air Force Institute of Technology)也在利用VR开发培养实际空军操作人员的环境;美国宇航局( NASA)目前已建立了航空、卫星维护VR训练系统,空间站VR训练系统,并建立了能够供全国使用的VR教育系统,用以模拟实际环境培养训练宇航员。
医学领域
虚拟现实技术可以弥补传统医学的不足,主要应用在解剖学、病理学教学、外科手术训练等方面。在教学中,虚拟环境可以建立虚拟的人体模型,借助于跟踪球、HMD、感觉手套,学生可以很容易了解人体各器官结构,这比现有的采用教科书的方式更加有效。在医学院校,学生可在虚拟实验室中,进行“尸体”解剖和各种手术练习。同样,外科医生在真正动手术之前,可以通过虚拟现实技术的帮助,在显示器上重复地模拟手术,完成对复杂外科手术的设计,寻找最佳手术方案,这样的练习和预演,能够将手术对病人造成的损伤降至最低。
艺术领域
虚拟现实技术作为传输显示信息的媒体,在艺术领域有着巨大的潜力应用。例如,VR技术能够将静态的艺术(如绘画、雕塑等)转化为动态的,可以提高用户与艺术的交互,并提供全新的体验和学习方式。
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