數字城市規劃展示類虛拟 /機械運動展示類虛拟/城市公(gōng)用(yòng)設施規劃類虛拟/地産(chǎn)電(diàn)子沙盤類虛拟 ......

VR 是 Virtual Reality 的簡拼，即虛拟現實，20 世紀 60 年代初首次被提出，指借助計算機系統及傳感器技(jì )術 生成一個三維環境，創造出一種嶄新(xīn)的人機交互狀态，通過調動用(yòng)戶所有(yǒu)的感官（視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等），帶來更加真實的、身臨其境的體(tǐ)驗。 廣泛應用(yòng)于遊戲、新(xīn)聞媒體(tǐ)、社交、體(tǐ)育與比賽、電(diàn)影、演唱會、教育、電(diàn)商(shāng)、醫(yī)學(xué)、城市規劃、房地産(chǎn)等。

虛拟現實技(jì )術是仿真技(jì )術的一個重要方向，是仿真技(jì )術與計算機圖形學(xué)人機接口技(jì )術多(duō)媒體(tǐ)技(jì )術傳感技(jì )術網絡技(jì )術等多(duō)種技(jì )術的集合，是一門富有(yǒu)挑戰性的交叉技(jì )術前沿學(xué)科(kē)和研究領域。虛拟現實技(jì )術(VR)主要包括模拟環境、感知、自然技(jì )能(néng)和傳感設備等方面。模拟環境是由計算機生成的、實時動态的三維立體(tǐ)逼真圖像。感知是指理(lǐ)想的VR應該具(jù)有(yǒu)一切人所具(jù)有(yǒu)的感知。除計算機圖形技(jì )術所生成的視覺感知外，還有(yǒu)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(wèi)多(duō)感知。自然技(jì )能(néng)是指人的頭部轉動，眼睛、手勢、或其他(tā)人體(tǐ)行為(wèi)動作(zuò)，由計算機來處理(lǐ)與參與者的動作(zuò)相适應的數據，并對用(yòng)戶的輸入作(zuò)出實時響應，并分(fēn)别反饋到用(yòng)戶的五官。傳感設備是指三維交互設備。

虛拟現實是多(duō)種技(jì )術的綜合，包括實時三維計算機圖形技(jì )術，廣角（寬視野）立體(tǐ)顯示技(jì )術，對觀察者頭、眼和手的跟蹤技(jì )術，以及觸覺/力覺反饋、立體(tǐ)聲、網絡傳輸、語音輸入輸出技(jì )術等。下面對這些技(jì )術分(fēn)别加以說明。

實時三維計算機圖形

相比較而言，利用(yòng)計算機模型産(chǎn)生圖形圖像并不是太難的事情。如果有(yǒu)足夠準确的模型，又(yòu)有(yǒu)足夠的時間，我們就可(kě)以生成不同光照條件下各種物(wù)體(tǐ)的精(jīng)确圖像，但是這裏的關鍵是實時。例如在飛行模拟系統中(zhōng)，圖像的刷新(xīn)相當重要，同時對圖像質(zhì)量的要求也很(hěn)高，再加上非常複雜的虛拟環境，問題就變得相當困難。

人看周圍的世界時，由于兩隻眼睛的位置不同，得到的圖像略有(yǒu)不同，這些圖像在腦子裏融合起來，就形成了一個關于周圍世界的整體(tǐ)景象，這個景象中(zhōng)包括了距離遠(yuǎn)近的信息。當然，距離信息也可(kě)以通過其他(tā)方法獲得，例如眼睛焦距的遠(yuǎn)近、物(wù)體(tǐ)大小(xiǎo)的比較等。

在VR系統中(zhōng)，雙目立體(tǐ)視覺起了很(hěn)大作(zuò)用(yòng)。用(yòng)戶的兩隻眼睛看到的不同圖像是分(fēn)别産(chǎn)生的，顯示在不同的顯示器上。有(yǒu)的系統采用(yòng)單個顯示器，但用(yòng)戶帶上特殊的眼鏡後，一隻眼睛隻能(néng)看到奇數幀圖像，另一隻眼睛隻能(néng)看到偶數幀圖像，奇、偶幀之間的不同也就是視差就産(chǎn)生了立體(tǐ)感。

用(yòng)戶（頭、眼）的跟蹤：在人造環境中(zhōng)，每個物(wù)體(tǐ)相對于系統的坐(zuò)标系都有(yǒu)一個位置與姿态，而用(yòng)戶也是如此。用(yòng)戶看到的景象是由用(yòng)戶的位置和頭（眼）的方向來确定的。

跟蹤頭部運動的虛拟現實頭套：在傳統的計算機圖形技(jì )術中(zhōng)，視場的改變是通過鼠标或鍵盤來實現的，用(yòng)戶的視覺系統和運動感知系統是分(fēn)離的，而利用(yòng)頭部跟蹤來改變圖像的視角，用(yòng)戶的視覺系統和運動感知系統之間就可(kě)以聯系起來，感覺更逼真。另一個優點是，用(yòng)戶不僅可(kě)以通過雙目立體(tǐ)視覺去認識環境，而且可(kě)以通過頭部的運動去觀察環境。

在用(yòng)戶與計算機的交互中(zhōng)，鍵盤和鼠标是目前最常用(yòng)的工(gōng)具(jù)，但對于三維空間來說，它們都不太适合。在三維空間中(zhōng)因為(wèi)有(yǒu)六個自由度，我們很(hěn)難找出比較直觀的辦(bàn)法把鼠标的平面運動映射成三維空間的任意運動。現在，已經有(yǒu)一些設備可(kě)以提供六個自由度，如3Space數字化儀和SpaceBall空間球等。另外一些性能(néng)比較優異的設備是數據手套和數據衣。