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虛擬現實是一種由計算機和電子技術創造的新世界,是一個看似真實的模擬環境,通過多種傳感設備,用戶可根據自身的感覺,使用人的自然技能對虛擬世界中的物體進行考察和操作,參與其中的事件,同時提供視、聽、觸等直觀而又自然的實時感知,并使參與者“沉浸”于模擬環境中。
虛擬現實技術(VR)主要包括模擬環境、感知、自然技能和傳感設備等方面。模擬環境是由計算機生成的、實時動態的三維立體逼真圖像。感知是指理想的VR應該具有一切人所具有的感知。除計算機圖形技術所生成的視覺感知外,還有聽覺、觸覺、力覺、運動等感知,甚至還包括嗅覺和味覺等,也稱為多感知。自然技能是指人的頭部轉動,眼睛、手勢、或其他人體行為動作,由計算機來處理與參與者的動作相適應的數據,并對用戶的輸入做出實時響應,并分別反饋到用戶的五官。傳感設備是指三維交互設備。常用的有立體頭盔、數據手套、三維鼠標、數據衣等穿戴于用戶身上的裝置和設置于現實環境中的傳感裝置,如攝像機、地板壓力傳感器等。
VR具有以下四個重要特征:
① 多感知性。指除一般計算機所具有的視覺感知外,還有聽覺感知、觸覺感知、運動感知,甚至還包括味覺、嗅覺、感知等。理想的虛擬現實應該具有一切人所具有的感知功能。
② 存在感。指用戶感到作為主角存在于模擬環境中的真實程度。理想的模擬環境應該達到使用戶難辨真假的程度。
③ 交互性。指用戶對模擬環境內物體的可操作程度和從環境得到反饋的自然程度。
④ 自主性。指虛擬環境中的物體依據現實世界物理運動定律動作的程度。
虛擬現實的關鍵技術主要包括:動態環境建模技術、實時三維圖形生成技術、立體顯示和傳感器技術、應用系統開發工具、系統集成技術。
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