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虚拟现实

虚拟现实

作者:未知 发布时间:2018-02-11 13:11 次浏览

1 虚拟现实技术概述 20世纪90年代,虚拟现实技术(Virtual Reality,简称VR)作为一种特殊的信息技术得到科学界的关注,虚拟现实技术就是利用计算机等设备生成一种模拟的环境,并通过多种特殊设备使用户“沉浸”到该环境中,从而实现用户与该环境直接进行自

 【滑屏在线】“虚拟现实”(VirtualReality,简称VR)是近年来出现的高新技术,是指利用计算机和高速多媒体系统产生一个三维空间的虚拟世界,提供给用户视觉、听觉、 触觉等感官的模拟,使用户有身临其境的感觉,用户可以从自己的视点出发实时观察虚拟空间的事物,并与之发生交互。 国内也有人译为“灵境”、“幻真”等,国外同类的术语还有“虚拟环境”、“人工现实”及“电脑空间”等。 

1 虚拟现实技术概述 
20
世纪90年代,虚拟现实技术(Virtual Reality,简称VR)作为一种特殊的信息技术得到科学界的关注,虚拟现实技术就是利用计算机等设备生成一种模拟的环境,并通过多种特殊设备使用户“沉浸”到该环境中,从而实现用户与该环境直接进行自然交互的一门新型的综合性信息技术。其目的是让用户能够对虚拟世界中的物体进行考察或操作,并提供视觉 、听觉、触觉等直观而又自然的实时感知。虚拟现实技术的出现和兴起为人机交互领域的研究发展提供了新的技术支持。 
1.1
定义 
虚拟现实技术(Virtual Reality)就是利用计算机创造的一种人为虚拟环境,这种虚拟的环境是通过计算机构成的三维空间,或是把其他现实环境编制到计算机中去产生逼真的虚拟环境,并通过多种专用设备让用户“投入”到该环境中,从而实现用户与该环境直接进行自然交互并产生沉浸于虚拟环境的感觉的一门信息技术。 
1.2
特点 
与传统的人机交互技术相比,虚拟现实具有三个最突出的特征:交互性、沉浸感和构想性。 
1.2.1
交互性 
交互性是指用户通过特殊的设备,使用人类自然技能,实现对虚拟环境内物体的操作和环境的感知并能够从环境中得到实时的反馈。即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(包括实时性) 
1.2.2
沉浸性 
沉浸性又称临场感,是指用户能够感到作为主角存在于虚拟环境中的真实程度。理想的虚拟环境应该使用户难以分辨真假,使用户完全地投入到计算机创建的虚拟环境中,产生一种身临其境的感觉。 
1.2.3
构想性 
构想性则是能够通过应用虚拟现实技术解决工程、医学、军事等各行业实际应用的问题,并且能够使人有可能从定性和定量综合集成的虚拟环境中得到感性和理性的认识,进而深化用户对概念理解,刺激产生新意和构想,从而改变用户被动接收的状态,使其主动地寻求、探索和接受信息。 
1.3
虚拟现实系统的组成和分类 
1.3.1
组成 
一个典型的虚拟现实系统主要包括以下五大组成部分:虚拟世界、计算机、虚拟现实软件、输入设备和输出设备。 


虚拟现实技术在教育技术中的应用 

 

虚拟现实技术在教育技术中的应用
1 虚拟现实系统的组成   
虚拟现实技术在教育技术中的应用 

虚拟现实技术在教育技术中的应用
   

2 虚拟现实系统结构图 

与虚拟世界交互的过程大致是:用户首先激活头盔、手套和话筒等输入设备为计算机提供输入信号,虚拟现实软件收到传感器传输进来的输入信号后加以解释,然后对虚拟环境数据库作出相应的更新,从而调整当前的虚拟环境的场景,并将这一新视点下的三维视觉图像以及其他(如声音、触觉、力反馈等)信息立即传送给相应的输出设备(头盔显示器、耳机、数据手套等),以便参与者及时获得多种感官上的虚拟效果。 
1.3.2
分类 
教育技术在教育中应用形式是多种多样的,按其交互和浸入程度的不同可以被分为桌面式、沉浸式、叠加式和分布式虚拟现实系统等四类。 
1
)桌面式 
桌面式虚拟现实系统仅使用个人计算机和低级工作站,把计算机的屏幕作为参与者观察虚拟环境的一个窗口,使用简单的外部设备(如:鼠标、力矩球、立体眼镜等)来控制虚拟环境和操纵虚拟物体。 
2
)沉浸式 
沉浸式虚拟现实系统是利用头盔显示器和数据手套等各种交互设备把用户的视觉、听觉和其他感觉封闭起来,使用户真正成为虚拟现实系统内部的一个参与者,并能利用这些交互设备控制和操作虚拟环境,因此具有高度的实时性和沉浸感。 
3
)叠加式 
叠加式虚拟现实系统是通过穿透型头戴式显示器将计算机虚拟图像叠加在现实世界之上,它用于增强或补充人眼所看到的东西,为用户提供与他所看到的现实环境有关的、存储在计算机中的信息。 
4
)分布式 
分布式虚拟现实系统是一种基于网络的虚拟环境,它在沉浸式虚拟现实系统的基础上,将位于不同物理位置的多个用户或多个虚拟环境通过网络相连接,并共享信息,从而使用户的协同工作达到一个更高的境界。 
从技术特点上来分大体上可分为五种: 
1)基于传统教学媒体(如幻灯、投影、视听设备、语音实验室等)的“常规模式”; 
2)基于卫星通信技术的远距离教学形式; 
3)基于计算机多媒体技术的多媒体教学形式; 
4)基于Internet及其它网络技术的网络教学形式; 
5)基于计算机仿真技术的“虚拟现实”教学形式。 
1.4
应用领域 
虚拟现实技术的应用前景是非常广阔的;可应用于任何需要使用计算机来存储、管理、分析和理解复杂数据的领域。其主要应用在教育、娱乐、工程设计、计算机辅助设计(CAD)、数据可视化、飞行模拟、远程医疗、艺术创作、游戏等方面。其中在教育、娱乐艺术等领域,占有较大比重。

 

 

 


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