论文虚拟现实技术的特点与应用，本文是虚拟现实有关在职研究生论文范文跟虚拟现实和虚拟现实技术和特点方面论文怎么写.
摘 要 虚拟现实技术简称VR,又称为临境技术,是在20 世纪末出现的一项基于计算机科学的技术.通过传感设备模拟出视觉、听觉等各种感官,使用户沉浸在虚拟世界,并与其进行实时交互.文章介绍了虚拟现实技术的发展历史、特点、应用,以及对虚拟现实技术未来发展的展望.
关键词 虚拟现实技术；应用；特点
中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2018）222-0127-02
虚拟现实技术是近些年出现并逐渐兴起的一项高新技术,是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合,有很强的学科交叉性.虚拟现实技术通过计算机技术为首的现代先进技术,模拟产生出一个三维的虚拟环境,用户可利用输入输出设备与虚拟环境进行交互,并获得视觉、听觉等感知.目前,它在多个领域中发挥着作用.
1 虚拟现实技术的发展
虚拟现实最早起源于20 世纪五六十年代,莫顿·海利希发明出了世界上第一套虚拟现实设备sensorama.这套设备运用了三面显示屏,十分庞大,但运算能力明显不足.使用者要把头部伸入机器中,才能获得微弱的沉浸感.1968 年,被称为计算机图形学和虚拟现实之父的伊凡·苏泽兰设计创造出了第一款头戴式显示器,但由于机器过于沉重,使用者无法戴在手上,需要借助天花板上的支撑杆.
70 年代时,虚拟现实的技术得到了猛烈的发展.运用当时的技术,已经能造出完整的虚拟现实设备,不过造价十分昂贵,画面也不够清晰.
进入90 年代,虚拟现实技术相对成熟,任天堂等公司纷纷推出VR 产品,却也未能掀起大的波澜,由于高昂的和单调的性能,大多数群众将其拒之门外.在2012 年,oculus 公司利用众筹的方式将VR 设备的价钱降低到了300 美元,这使更多人有能力购买,VR 设备逐渐进入大众视野,2014 年,谷歌公司发布Google CardBoard,三星发布了GearVR,另外苹果、索尼等也相继发布了虚拟现实设备.这时的虚拟现实技术已在充分发展,科学界也意识到它的广阔前景,VR 开始应用在多个领域.
2 虚拟现实技术的特征
2.1 沉浸性
沉浸性是指用户作为主角存在于模拟环境中的真实程度.用户通过使用专用的设备,将自身沉浸入虚拟环境之中,并能使用语言、动作等方式与虚拟环境中的对象相互交流,就像在真实世界中的一样,给予人身临其境之感.影响沉浸感的主要因素是多感知性,人体所具有的感官包括视觉、听觉、触觉和嗅觉等,多感知性就是模拟出人体的多种感知.用户获得的感官刺激越多,自身在虚拟环境中的代入感和主动性就会加强.而理想的虚拟现实就是具有人所有的感知功能.但由于目前的传感技术限制,还不具备模拟所有感官的能力.
VR 电影就是沉浸性的典型应用,观众通过佩戴VR 眼镜看到立体的画面,因其视角的特殊性,会让观众觉得电影的一切就像在自己的身边发生,再辅之以立体环绕的音效,给观众带来宛如身临其境的震撼效果.VR 电影还具有很大的自主性,观众可以放大或缩小画面,看到平常电影所无法观测到的一切细节.
2.2 交互性
交互性是指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.用户通过交互设备与虚拟环境进行交互,比如说,当你在虚拟环境中看到一个箱子,举起它时你能感受到它的重量,这类交互行为很大程度上地增加了用户的沉浸感,使其仿佛身临现实世界.比起被动的执行动作,交互性给用户带来了更真实和多样的体验,也让整个虚拟环境更具创造力和活力,而这正是VR 技术较于传统电子技术的优势的主要所在.
交互性如今应用在许多方面,比如艺术家可通过其更好的创造与修改他们的作品.艺术家通过虚拟现实立体地观察作品,放大想要查看的细节,这增强了艺术家对作品的了解.
2.3 构想性
构想性是指虚拟现实环境为用户提供的构想空间,用户可在虚拟环境中模拟一样未执行的事所具有的多种结果,将各项结果进行对比可得出最佳的执行方案.比如说,在建筑设计上,可以将不同的设计投放在模拟的环境中,方便建筑师选出最与环境相得益彰的设计.同时,有部分事物如武器,不方便在现实世界中模拟,也能在虚拟环境中测试其具有的威力.甚至有些事物在现实中根本不可能存在,我们也能将其呈现出来,像恐龙等已灭绝的生物,可在虚拟环境中构造与展现,满足人们对其的好奇.
3 虚拟现实的应用
3.1 医学领域
虚拟现实技术是从20 世纪80 年始应用在医学方面的.最开始只是对个体的局部做CT 扫描,得到相应的二维图像,后来又研究出了可进行虚拟手术操作的虚拟三维人体视图,并且在90 年代互联网上出现了“ 虚拟解剖手术”,人们可利用互联网对动物进行假想手术操作,进一步推动了虚拟现实在医学上的应用.到了现在,虚拟现实技术在医学上起着多方面的作用.
1）虚拟医学课堂.在虚拟课堂中,医学研究者可借助传感设备,从各个角度观察人体结构,放大他们想查看的细节,这让他们对人体结构有了更深刻的了解,并减少了观察成本.如果他们对特定的手术不够熟悉,可以在虚拟课堂中不断地练习,直到大致能掌握这类手术,特别是有关心脏和脑部的手术,本身对医生的微操要求很高,而在虚拟医学课堂中练习可以较为有效地提高医者的操作,由于不受器材、场地等的限制,对医者来说十分方便,同时也能极大提高他们的自信.
2）确定手术方案.医生可将患者的信息和相关图像输入计算机内,利用虚拟现实技术可模拟出患者大致的体内情况,模拟手术的过程,帮助医生寻找出安全性最高的手术方案,在一定程度上减少对患者身体造成的伤害.通过此技术医生还可对患者术后的情况进行预测,制定最适合患者的术后恢复计划.
3）心理疾病的医治.对于患有心理疾病或具有心理障碍的患者而言,药物是很难将其治的.而心理医生的治疗周期往往比较长,需要耗费医生的大量精力.此时,虚拟现实技术将会成为治疗的另一手段.通过虚拟现实技术,可以为患者营造一个适宜的虚拟环境,减少他的情绪波动.这种疗法既提高了治疗的效率,同时也方便了患者,具有广阔的前景.
3.2 教育领域
因虚拟现实具有的出色的沉浸性,能让用户获得如同身临其境的感受,如果能与教学相结合,将成为老师的一大助力.而在近些年来,已有许多企业和组织进行了尝试,并取得了一些成就.
1）三维教学场景.有时,学生在学习时会遇到难以理解或想象的知识点,若利用虚拟现实技术可帮助学生理解.如在学习立体几何时,可通过虚拟现实技术建立立体模型,并让学生近距离地多角度地观察模型.运用三维学习场景也是一种提高学生的学习兴趣和专注度的方法.就像学习语文课文《荷塘月色》时,可以将荷塘的美景呈现在学生眼前,让其更好地融入课堂.
2）虚拟实验室.虚拟实验室是在虚拟世界中开辟一块场地,让同学进行实验操作.比起现实的实验室,虚拟实验室能大幅减少资源的使用,也不受场地的限制.同时,一些危险性较大的实验,在现实世界中无法完成,而在虚拟世界中可以实现.但不足的是,受到当前技术水平的限制,实验的拟真程度还不够,要真正达到跟现实生活中的实验一样的话,还有一段路要走.
3.3 军事领域
当今世界的军事实力的比拼,其实也是科技的比拼.其中虚拟现实技术也被各个国家越来越看重.早在20 世纪90 年代,美国就收集许多地点的信息,斥巨资建造了用来进行近战战术训练的系统,建立虚拟作战环境.而在最近,我国也利用虚拟现实进行模拟跳伞的训练,这些都体现了虚拟现实技术在军事上的广泛性.
1）虚拟作战环境.士兵穿戴各式的交互设备,在虚拟战场模拟种种军事行动.他们可以进行对环境的侦查,对士兵在特殊环境下对各项技能的训练,比如说在高压情况下如何瞄准敌方部队.还可以分组实战演练.这无疑减少了成本,节约了更多的作战资源,士兵也不会受到真正的伤害.
由于不受场地的限制,只有佩戴虚拟现实设备,士兵就能多次地进行训练,有效地增强了他们的作战能力,提升他们的心理素质,到了现实的战场上面对紧急情况时他们往往能更冷静地处理.而且虚拟环境让士兵有更多的时间接触和使用武器,提高他们对所用武器的熟练度.在多人同时训练时,战士间将变得越来越默契,队伍也能有更大的凝聚力.
2）军事设备的操控.坦克、军用飞机等军事设备的操控室都占据了设备的些许空间,可能会对设备的功能的发展造成一定的阻碍,也容易遭受到敌方的针对的攻击.虽然有无人机的出现,但其在遇到突发情况时往往表现的很笨拙.此时,利用虚拟现实技术对设备进行操控不失为一个很好的解决办法.通过传感设备,驾驶员进入一个三维立体环绕的操控间,操控和调试设备.这能有效地节约空间,驾驶员也能调整到最适合自己的操作面板距离,使操作更为方便.
4 虚拟现实技术的前景展望
虚拟现实技术的出现,对许多领域带来了积极的影响.但还有所欠缺的是,虚拟现实技术并不完全成熟,它的拟真度还不足,无法模拟出人体全部的感官.而在未来随着技术的发展,这些问题将会得到解决的方案.虚拟现实技术也会像一张网一样覆盖在各个领域,给我们的生活带来巨变.
参考文献
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综上所述：该文是一篇关于虚拟现实和虚拟现实技术和特点方面的相关大学硕士和虚拟现实本科毕业论文以及相关虚拟现实论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.
参考文献：
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