虚拟现实VR

虚拟现实技术VR将如何实施

随着阿里巴巴成立虚拟现实技术(VR)实验室、暴风电视发布首款VR电视、华为发布第一代VR眼镜,VR产业也开始腾飞。 可以预见,在不久的将来,移动互联网、大数据等信息技术的广泛应用将推动VR技术的进一步发展。 那么所谓的虚拟现实技术是如何实现的呢?

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游戏玩家正在美国洛杉矶会议中心体验虚拟现实(VR)设备。

1、软硬件综合应用前沿学科

虚拟现实技术(VR)是一种用于创建和体验虚拟世界的计算机模拟系统技术。 换句话说,VR是利用计算机生成模拟环境,利用交互式三维动态视觉和集成多源信息的实体行为系统模拟,使用户沉浸在环境中。 截至目前,国际上还没有一个普遍适用的定义,但一般可以认为,它是利用各种人机交互技术,在现实空间之外为人类创造另一个真实的、交互式的、沉浸式的环境。 它的虚幻世界让人类在其中漫游,体验最真实的虚拟空间,不受任何限制地在梦想中行走。

VR已广泛应用于新媒体、航空航天、军事、工程等各个前沿科技领域,并将作为一种先进的科技手段更加广泛地运用到我们的日常生活中。 由于人机交互中虚拟现实中使用的显示器大多数是头盔式增强型便携式观看显示系统,因此它是便携式观看显示系统最有前途的应用领域之一。 用户只需戴上头盔、眼镜等虚拟现实设备,即可身临其境地体验设备中设置的各种场景。

VR系统一般包括人体运动监测等用户控制系统,操纵杆、键盘、鼠标等控制设备,以及视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉等人类感官的模拟反馈系统和处理系统。作为人类感知的信息显示。 系统,即显示、音频、三维座椅等。其中,视觉、听觉控制和模拟是目前VR的主要发展方向,而头盔式增强便携式观看显示系统是用户使用的主要产品形态。

2.在电脑中预先构建一个虚拟空间

VR是一门综合应用人工智能、模式识别、图形学、底层接口技术等大量计算机软件技术以及新型显示技术、场传感器技术、力反馈系统、无线技术等的交叉学科。和有线通信技术。 从本质上讲,VR是现实世界的再现、梦想的实现; 从技术角度看,是软硬件领域前沿技术的综合应用和面向对象技术的综合开发。

VR可以让人们在佩戴头盔式增强型便携式观看系统的情况下身临其境地体验梦幻般的虚拟现实。 事实上,这些虚拟现实场景是利用复杂的软件技术,提前在计算机中构建出真实的虚拟空间。 空间中的每个点在 X、Y、Z 三个维度上都有坐标、颜色、法线和逻辑。计算机通过传感器、操纵杆和鼠标等用户输入设备确定人在虚拟场景中的位置,最后通过电脑将画面再现在用户面前,从而创造出一个虚拟的空间。

如果能够将这一系列工作串联起来,并且整个系统在一个周期内的运行时间小于人类视觉暂留时间,那么用户将在头戴式增强型虚拟图像显示屏上看到一个虚拟现实世界。便携式观看显示系统。 流浪的感觉。 VR就是创造一个让你感觉就像是现实的虚拟环境。 通过这个虚构的现实来娱乐和吸引您。

3.MR——打破虚拟与现实的界限

除了VR技术之外,还有增强现实技术,即AR。 目前,全球只有20多家权威公司在进行研究。 谷歌的技术已经比较成熟。 它的目标是将虚拟世界放入屏幕上的现实世界中并与之交互。 。 这项技术于1990年首次提出。随着便携式电子产品计算能力的提高,其用途预计将变得越来越广泛。

本质上,AR是数字媒体与现实世界的交互。 AR的成像理念和VR的沉浸式成像体验创造了一种基于全息投影现实的混合虚拟现实技术,即MR。 在今年6月举行的微软开发者峰会上,微软CEO萨蒂亚·纳德拉向人们强调了“打开”其混合虚拟现实技术设备——Hololens的正确方式,它既不是VR头戴设备,也不是VR头显。 它们也不是 AR 眼镜。 这种混合虚拟现实设备将计算机生成的 3D 虚拟对象全息投影到真实空间中。 Hololens的佩戴者可以与现实空间中的3D虚拟动画进行交互并触发相应的功能。 这类MR设备的成像原理与沉浸式VR设备不同。 它将虚拟图像投射到现实空间中,但投射的全息3D图像具有打破虚拟与现实世界界限的成像效果。

虚拟现实技术的研究与应用

NASA对此技术的研究重点是空间站运行的实时模拟,他们大量使用了面向驾驶舱的飞行模拟技术。 比如哈勃太空望远镜的模拟和“虚拟行星探索”测试计划。 该项目允许“虚拟探险家”使用虚拟环境来考察遥远的行星,第一个目标是火星。

美国北卡罗来纳大学是开展虚拟现实技术研究最早、最著名的大学。 他们的主要研究领域包括分子建模、航空驾驶、手术模拟、建筑模拟等。在显示技术方面,该大学开发了名为Pixel Plane的并行处理系统,可以帮助用户在复杂场景下创建实时动态显示。

麻省理工学院最初是人工智能、机器人、计算机图形学和动画研究的先驱。 这些技术是虚拟现实技术的基础。 1985年,媒体实验室成立,对虚拟环境进行正式研究。

华盛顿大学华盛顿技术中心的人机界面技术实验室在新概念的研究方面发挥主导作用,同时也开展感觉、知觉、认知和运动控制能力的研究。 他们将虚拟现实技术研究引入教育、设计、娱乐和制造领域。 例如,波音公司的V22运输机首先在实验室中作为虚拟机构建,然后投入生产。

伊利诺伊州立大学开发了一种分布式虚拟现实技术系统,支持车辆设计中的远程协作。 来自不同国家和地区的工程师可以通过计算机网络实时协作设计。 在设计车辆的过程中,各个组件可以共享一个虚拟环境,并在任意位置查看彼此的视频传输和相应的定位方向。 系统采用虚拟样机,减少了设计图像和新产品进入市场的时间,使产品在生产前就可以进行估算和测试,产品质量大大提高。

乔治梅森大学开发了动态虚拟环境中流体的实时模拟系统。 在分布式交互式仿真系统中模拟现实世界复杂流体的物理特性,包括模拟船只在水面上行驶、搅拌液体、混合不同颜色的液体、雨水对地形的影响等效果。