浅谈虚拟现实技术的实现与发展

　　摘要：虚拟现实技术（virtual Reality），是一沉浸式交互环境。借用虚拟现实技术，人们可以获得目前在现实中无法实现的体验效果。近年来，随着计算机图形技术（Computer Graphy）以及交互体验设备的推陈出新，虚拟现实技术对现代生活的方方面面都产生了深远的影响。该文将介绍普遍的虚拟实现技术的实现方式以及其在各方面的利用价值，并最后对虚拟现实技术的发展前景做了展望。

　　关键词：虚拟现实技术计算机图形技术交互体验设备发展应用

　　中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（a）-0019-01

　　虚拟现实作为一种综合多种科学技术的计算机领域新技术，已经涉及众多研究和应用领域，被公认为是21世纪重要的发展学科以及影响人们生活的重要技术之一。其未来的研究将遵循“低成本、高性能”原则，从软件、硬件上不断展开，不断发展成为一门成熟的科学和艺术。

　　1 虚拟现实技术的发展历程

　　1.1 虚拟现实技术的发展历程

　　20世纪50年代至70年代，是虚拟现实技术的探索阶段，1956年到1960年美国电影摄影师Morton Helling研制出Sensorama的立体电影系统。1965年计算机图形学的奠基者美国科学家Ivan Sutherland博士在国际信息处理联合会上提出终极显示的概念，即观察者直接沉浸在计算机生成的虚拟世界中，虚拟世界将会通过人体的反应做出相应的改变。并之后研究出了一些能够模拟力量和触觉的力反馈装置。

　　20世纪80年代初期至中期，虚拟现实技术系统化，从实验室走向实用阶段20世纪80年代，美国的VPL公司创始人Jaron Lanier正式提出了Virtual Reality一词。同期美国宇航局NASA开发了用于火星探测的虚拟世界视觉显示器。

　　20世纪80年代末期至今，虚拟现实技术的高速发展。1996年10月31日，世界上第一个虚拟现实技术博览会在伦敦开幕。全世界的人们都可以坐在家中通过英特网参观这个完全由虚拟计算机技术构造成的虚拟博览会。

　　1916年12月，世界上第一个虚拟现实环球网在英国投入运行。英特网用户可以在一个由立体虚拟现实世界组成的网络中自由体验。

　　目前随着近些年来迅速发展的计算机硬件技术与不断改进的计算机软件系统，基于大型数据集合的声音和图像的实时动画制作成为可能，人机交互系统设计的不断进步，虚拟现实的可实现性和体验效果获得了极大的提高。同时伴随着虚拟现实设备的小型化和民众化，可以预见在不久的未来，虚拟现实必将拥有着很广阔的市场。

　　1.2 现代虚拟现实技术的实现

　　现代虚拟现实的实现方式大概分为以下三个阶段。

　　1.2.1 前期虚拟场景的建模和渲染

　　一个好的虚拟现实产品其对于视觉效果的要求往往是非常高的，前期模型制作的精细程度以及渲染效果往往在很大程度上决定了一个虚拟现实产品的成败。对于前期的模型制作主要有以下几个软件：3DMAX，CATIA，UG，PROE，其中各有侧重点，3DMAX这一软件主要使用于建筑场景的制作，如街景，房屋，室内用品以及人体模型制作，它以及其强大的非工程建模能力和绚丽的渲染效果一直深受各个虚拟现实技术者的喜爱，在市场上也占据了相当的分量。CATIA，PROE，UG这三个软件可以说是三足鼎力不相上下，它们都以其强大的参数化建模能力而活跃于工程领域，三者也各有侧重点。catia主要偏重于车辆工程以及航空航天领域，UG主要偏重于航空发动机的建模，proe主要用于模具行业。虚拟现实技术者在建模的过程中往往要根据项目的对象而灵活使用不同的建模软件，取其长处，避其短处。前期模型的制作效果直接影响整个项目的实现效果。

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