虛擬現(xiàn)實概述 2

虛擬現(xiàn)實MuRuiAssistantProfessor,Dept.ofMEE,XiamenUniversity,361005,China參考文獻汪成為.人類認識世界的幫手——虛擬現(xiàn)實.清華大學(xué)出版社，暨南大學(xué)出版社，2000年6月周祖德等.虛擬現(xiàn)實與虛擬制造.湖北科學(xué)技術(shù)出版社，2005年2月肖田園等.虛擬制造.清華大學(xué)出版社，2004年8月WilliamR.Sherman,AlanB.Craig.虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)——接口、應(yīng)用與設(shè)計.電子工業(yè)出版社，2004年11月李欣等.虛擬現(xiàn)實及其教育應(yīng)用.科學(xué)出版社，2008年6月張樹生等.虛擬制造技術(shù).西北工業(yè)大學(xué)出版社，2006年2月虛擬制造概述DELMIA——數(shù)字化工廠虛擬現(xiàn)實（VirtualReality）虛擬現(xiàn)實技術(shù)是使用感官組織仿真設(shè)備和真實或虛幻環(huán)境的動態(tài)模型生成或創(chuàng)造出人能夠感知的環(huán)境或現(xiàn)實，使人能夠憑借直覺作用于計算機產(chǎn)生的三維仿真模型的虛擬環(huán)境。

虛擬制造概述豐田公司利用VR技術(shù)改進上車下車的舒適度虛擬與現(xiàn)實Question?知識改變命運，數(shù)碼改變生活，虛擬改變什么？什么是虛擬現(xiàn)實

人類在不斷地認識世界和改造世界時仍迫切需要各種強有力的工具，用工具來增強、延伸、擴大自己的感官、肢體和大腦的功能。能夠基于對研究對象的認識，根據(jù)研究問題的需要，提供一個具有盡可能逼真的虛擬對象、虛擬環(huán)境的虛擬世界；幫助我們沉浸在這個虛實結(jié)合的環(huán)境中，身臨其境地體驗這個虛擬世界中的一切，在這樣的環(huán)境中研究和分析問題；能夠根據(jù)需要，靈活地擴大或縮小虛擬世界的時間尺度和空間尺度。例如，在數(shù)秒內(nèi)觀察地殼的演變歷程，在數(shù)分鐘內(nèi)細細品味子彈穿過玻璃時的精細過程，親眼領(lǐng)略火星探測車降落火星時的壯觀場面。能夠幫助我們跟虛擬世界交流，跟虛擬世界發(fā)生相互作用，我們不只是能夠移動和觸摸虛擬世界中的虛擬物體，還能在虛擬世界的街巷樓宇之間漫游。公眾號：別墅8Dream：晉代儒學(xué)家陸機“文賦”：

觀古今于須臾，撫四海于一瞬。創(chuàng)建一個時域與空域可變的虛擬世界，人與這個世界的關(guān)系是：

沉浸其中，超越其上，進出自如，交互作用。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的前身中國古代（公元前468年-公元前376年）的戰(zhàn)國時期據(jù)“墨子.魯問”記載“公輸般竹木為鵲，成而飛之，三日不下”。人們在風(fēng)箏上系上竹哨，利用風(fēng)吹竹哨，聲如箏鳴，故稱“風(fēng)箏”。虛擬現(xiàn)現(xiàn)實技技術(shù)的的誕生生1961年MortonHeilig——Sensorama“沉浸式式虛擬擬環(huán)境境”概念的的先驅(qū)驅(qū)者1962年被任命命為美美國國國防高高級研研究計計劃局局（DARPA）信息息處的的處長長“人——計算機機共生生”(Man-ComputerSymbiosis)1962年，Licklider主持計計算機機圖形形處理理的研研討會會MIT:IvanSutherland——sketchpad1965年IvanSutherland發(fā)表“終極的的顯示示”將計算算機的的顯示示屏進進化為為“觀看虛虛擬世世界的的窗口口”“只要運運用恰恰當?shù)牡挠嬎闼銠C程程序，，就有有可能能在計計算機機的屏屏幕上上重現(xiàn)現(xiàn)文學(xué)學(xué)上的的愛麗麗絲漫漫游仙仙境的的絢麗麗奇景景”虛擬現(xiàn)現(xiàn)實技技術(shù)的的發(fā)展展60年代IvanSutherland的“終極顯顯示”，IvanSutherland的博士士論文文:SKETCHPAD:stereoHMD,positiontracking,andagraphicsengine1966年Sutherland在MIT研究了HMD(HeadMountedDisplay)1967，TomFurness:displaysystemsforpilotsIvanSutherland’sHMD(1966+)1966年，Sutherland在MIT林肯實驗室室開始研制制人類的第第一個頭盔盔顯示器（（HMD）TX-2計算機、限限幅除法器器、矩陣乘乘法器、矢矢量生成器器、頭盔和和頭部位置置跟蹤器。。NicolasNegroponte——推動虛擬現(xiàn)現(xiàn)實應(yīng)用的的先鋒1976年提出研制制具有隨機機存取功能能的多媒體體系統(tǒng)。1979年在MIT成立了媒體體實驗室，，特別邀請請建筑大師師貝聿銘設(shè)設(shè)計了一座座在多媒體體技術(shù)、人人機接口技技術(shù)、人工工智能技術(shù)術(shù)、虛擬現(xiàn)現(xiàn)實技術(shù)等等領(lǐng)域中一一直享有盛盛名的建筑筑。1981年，MichaelMcCreevey“空間感知和和先進顯示示”虛擬現(xiàn)實技技術(shù)的誕生生1985年，MichaelMcCreevey建成了供航航空和航天天人員使用用的虛擬現(xiàn)現(xiàn)實環(huán)境。。J.Zimmermn和JaronLanier(MIT)合作發(fā)明了了一種在每每個活動關(guān)關(guān)節(jié)上都配配有傳感器器的特殊手手套。虛擬現(xiàn)實技技術(shù)的誕生生虛擬現(xiàn)實技技術(shù)的發(fā)展展70年代1977，Brooks開發(fā)了力反反饋系統(tǒng)GROPE1977，SandinandSayre發(fā)明了具有彎曲度度感知的數(shù)數(shù)據(jù)手套1979，Raab等人發(fā)明了了Polhemus跟蹤系統(tǒng)GROPE虛擬現(xiàn)實技技術(shù)的發(fā)展展80年代1980年，SIMNET計劃1989年，JaronLanier杜撰了新詞詞“virtualreality”1989年，NASA發(fā)明LCDHMD，開發(fā)了“VirtualInterfaceEnvironmentWorkstation”(VIEW)虛擬現(xiàn)實技技術(shù)的發(fā)展展90年代NASA的VIEW繼續(xù)研究Largesimulationandtrainingneeds;Couldnotsendhumanstootherplanets;RelativelysmallbudgetsSTOW計劃TheSyntheticTheaterofWar-Architecture軍事仿真國內(nèi)DVENET1996年開始清華大學(xué)浙江大學(xué)北京航空航航天大學(xué)上海大學(xué)中科院計算算所虛擬現(xiàn)實技技術(shù)的發(fā)展展虛擬現(xiàn)實技技術(shù)的概念念背景從60年代末起，，在計算機機技術(shù)的支支持下已對對科學(xué)計算算提出可視視化的要求求不僅僅是獲獲得和計算算數(shù)據(jù)，并并且要解釋釋數(shù)據(jù)、理理解數(shù)據(jù)。。即把計算算所得的數(shù)數(shù)字信息轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為直觀觀的、用視視頻或聲頻頻信息表示示的、隨時時間和空間間變化的物物理現(xiàn)象或或模擬的物物理現(xiàn)象先進的科學(xué)學(xué)計算將能能洞察到傳傳統(tǒng)科學(xué)計計算所不可可能看見的的結(jié)果（Toseetheunsee），可視化化是把某些些不可見對對象或抽象象事物轉(zhuǎn)化化為可見的的、可感知知的結(jié)果“Thepurposeofcomputingisinsight,notnumber”---RichardHamming,NumericalMethodsforScientistsandEngineers虛擬現(xiàn)實技技術(shù)的概念念背景（續(xù)））自90年代初起，，在高性能能計算的支支持下要求求實現(xiàn)沉浸浸式、協(xié)同同式的可視視化計算人機和諧、、定性定量量結(jié)合是創(chuàng)創(chuàng)造性研究究的源泉，，要求不僅僅僅是觀察計算所得的的數(shù)據(jù)，希希望還能感受計算所得的的形象結(jié)果果和全局觀觀念研究人員甚甚至還希望望能沉浸在在計算所得得、計算所所創(chuàng)建的三三維空間中中，能交互互地控制、、駕馭和修修改所“看看見和感受受到”的計計算結(jié)果為研究人員員在認識世世界和改造造世界時，，提供了有有效的、定定性和定量量相結(jié)合的的研究手段段，為創(chuàng)建建和諧的人人機環(huán)境提提供基礎(chǔ)虛擬現(xiàn)實技技術(shù)的概念念背景（續(xù)））自90年代中旬以以來在網(wǎng)絡(luò)絡(luò)計算技術(shù)術(shù)的支持下下要求實現(xiàn)現(xiàn)協(xié)同式的的可視化計計算解決復(fù)雜問問題，必須須跨領(lǐng)域合合作集體攻攻關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已已基本成熟熟，基于網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)計算可可實現(xiàn)資源源共享基于統(tǒng)一的的開放體系系框架結(jié)構(gòu)構(gòu)、應(yīng)用程程序接口和和面向?qū)ο笙蟮闹虚g件件，已能實實現(xiàn)“優(yōu)勢勢互補”、、“即插即即用”的協(xié)協(xié)同式的可可視化計算算虛擬現(xiàn)實技技術(shù)的概念念背景（續(xù)））總之，高性性能計算機機為沉浸式式、協(xié)同式式的可視化化計算提供供基礎(chǔ)高性能計算算機和高性性能網(wǎng)絡(luò)技技術(shù)大量的、快快速的、分分布的、基基于網(wǎng)絡(luò)的的數(shù)值計算算開放體系結(jié)結(jié)構(gòu)、中間間件、人機機接口和經(jīng)經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷牡慕褦?shù)據(jù)映射射成可視化化的、具有有某種物理理屬性的對對象（虛物物實化）把實物轉(zhuǎn)化化為可融入入虛擬環(huán)境境的虛擬對對象（實物物虛化）虛擬現(xiàn)實技技術(shù)的概念念背景（續(xù)））前30年計算機技技術(shù)的發(fā)展展，減少人人的認知空空間和計算算機的處理理空間的差差異人思考問題題

的認知知空間并行的多維的開放的歸納演繹傳統(tǒng)計算機機

的處理理空間串行的單維的封閉的預(yù)定程序建立和諧人人機環(huán)境境M大規(guī)模并行行M多媒體O開放系統(tǒng)O面向?qū)ο驨網(wǎng)絡(luò)計算逐步減小人人和機機器間的隔隔閡虛擬現(xiàn)實技技術(shù)的概念念背景（續(xù)））后20年計算機技技術(shù)的發(fā)展展，從MMOON到AKV有望實現(xiàn)和諧的人機機環(huán)境ArchiveStorageandProcessing--海量信息存存儲與處理理KnowledgeProcessing--知識處理VisualizedComputing&VirtualReality--可視化計算算與虛擬現(xiàn)現(xiàn)實和諧的人機環(huán)境MMOONAKv虛擬現(xiàn)實技技術(shù)的概念念虛擬現(xiàn)實VirtualReality錢學(xué)森院士士翻譯為“靈境”Virtual的英文本意意是表現(xiàn)上上具有真實實事物的某某些屬性，，但本質(zhì)上上是虛幻的的。Reality的英文本義義是"真實"而不是"現(xiàn)實"是一種基于于可計算信信息的沉浸浸式人機交交互環(huán)境虛擬現(xiàn)實是是利用計算算機構(gòu)造一一個視景真真實、動作作真實、聲聲音真實、、感覺真實實的虛擬環(huán)環(huán)境(VirtualEnvironment)的技術(shù)虛擬現(xiàn)實技技術(shù)的概念念虛擬現(xiàn)實（（續(xù)）采用以計算算機技術(shù)為為核心的現(xiàn)現(xiàn)代高技術(shù)術(shù)生成逼真真的視、聽聽、觸覺一一體化的一一定范圍的的虛擬環(huán)境境，用戶可可以借助必必要的裝備備以自然的的方式與虛虛擬環(huán)境中中的物體進進行交互作作用、相互互影響，從從而獲得親親臨等同真真實環(huán)境的的感受和體體驗（趙沁沁平等定義義）Ahigh-enduser-computerinterfacethatinvolvesreal-timesimulationandinteractionthroughmultiplesensorialchannels(vision,sound,touch,smell,taste)虛擬現(xiàn)實的的定義狹義用于創(chuàng)建人人造世界的的計算機系系統(tǒng)，在這這個世界里里，使用者者有沉浸于于其中的感感覺，能在在其內(nèi)漫游游并能操縱縱其內(nèi)的物物體。廣義指由計算機機技術(shù)所創(chuàng)創(chuàng)建的三維維環(huán)境。這這個環(huán)境既既可以是虛虛擬想象的的三維環(huán)境境（三維可可視化），，也可以是是對真實世世界的三維維模擬。虛擬現(xiàn)實是是利用計算算機生成一一種三維模模擬環(huán)境，，通過多種種傳感設(shè)備備使用戶““投入”到到該環(huán)境中中，實現(xiàn)用用戶與該環(huán)環(huán)境直接進進行自然交交互的技術(shù)術(shù)。虛擬現(xiàn)實的的定義傳感設(shè)備包包括：立體體頭盔、數(shù)數(shù)據(jù)手套、、數(shù)據(jù)衣等等。自然交互指指日常使用用的方式對對虛擬環(huán)境境中的物體體進行操作作并得到實實時立體反反饋。虛擬現(xiàn)實技技術(shù)的概念念VR的特征沉浸感（（Immersion）用戶產(chǎn)生一一種沉浸于于虛擬環(huán)境境的感覺（（視覺、、聽覺等））交互性（Interaction）虛擬現(xiàn)實環(huán)環(huán)境可以通通過控制與與監(jiān)視裝置影響或或被使用者者影響想象性（（Imagination）可感知形式式反映了設(shè)設(shè)計者的思思想沉浸（Immersion）VR系統(tǒng)的核心心，表示用用戶投入到到由計算機機生成的虛虛擬場景中中的能力，，用戶在虛虛擬場景中中有身臨其其境之感。。交互性（Interaction）用戶與虛虛擬場景中中各種對象象相互作用用的能力，，它是人機機和諧的關(guān)關(guān)鍵性因素素。交互性性包含對象象的可操作作程度及用用戶從環(huán)境境中得到反反饋的自然然程度，以以及虛擬場場景中對象象依據(jù)物理理學(xué)定律運運動的程度度等。VR是自主參考考系，即以以用戶的視視點變化進進行虛擬交交換。構(gòu)想（Imagination）VR不僅僅是一一個用戶與與終端的接接口，而且且可使用戶戶沉浸于此此環(huán)境中獲獲取新的知知識，提高高感性和理理性認識，，從而產(chǎn)生生新的構(gòu)思思。因此，，VR是啟發(fā)人的的創(chuàng)造性思思維的活動動。ImmersionImaginationInteraction虛擬現(xiàn)實特特征—3I圖虛擬現(xiàn)實與與仿真的區(qū)區(qū)別仿真技術(shù)虛擬現(xiàn)實多感知視覺、聽覺視覺、聽覺、觸覺、力覺等存在感用戶被視為“旁觀者”用戶沉浸其中，可視場景隨用戶的視點變化交互性不強調(diào)交互的實時性實時交互設(shè)備：三維維立體眼鏡鏡立體眼鏡是是用于3D模擬場景VR效果的觀察察裝置，它它利用液晶光閥高高速切換左左右眼圖像像原理，有有線和和無線之分分，可支持持逐行和隔隔行立體顯顯示觀察，，也可用無無線眼鏡進進行多人團團體VR效果觀察，，是目前最最為流行和和經(jīng)濟適用用的VR觀察設(shè)備。。設(shè)備：數(shù)據(jù)據(jù)手套數(shù)據(jù)手套是是虛擬現(xiàn)實實應(yīng)用的主主要交互設(shè)設(shè)備，它作作為一只虛虛擬的手或或控件用于于3DVR場景的模擬擬交互，可可進行物體體抓取、移移動、裝配配、操縱、、控制，有有有線和無無線、左手手和右手之之分，可用用于WTK、Vega等3DVR或視景仿真真軟件環(huán)境境中。設(shè)備：頭盔盔顯示器頭盔顯示器器（又稱數(shù)數(shù)據(jù)頭盔或或數(shù)字頭盔）是是虛擬現(xiàn)實實應(yīng)用中的的3DVR圖形顯示與與觀察設(shè)備備，可單獨與主機機相連以接接受來自主主機的3DVR圖形信號。。使用方式式為頭戴式，輔輔以空間跟跟蹤定位器器可進行VR輸出效果觀觀察，同時時觀察者可做空間間上的自由由移動，如如；自由行走、、旋轉(zhuǎn)等，，VR效果非常好，沉浸感感極強，在在VR效果的觀察設(shè)備中，，頭盔顯示示器的沉浸浸感優(yōu)于立體眼眼鏡。設(shè)備：三維維空間交互互球三維空間交交互球是虛虛擬現(xiàn)實應(yīng)應(yīng)用中的另另一重要的的交互設(shè)備備，用于六六個自由度度VR場景的模擬擬交互，可可從不同的的角度和方方位對三維維物體觀察察、瀏覽、、操縱；也也可作為3DMouse來使用；并并可與數(shù)據(jù)據(jù)手套或立立體眼鏡結(jié)結(jié)合使用，，作為跟蹤蹤定位器。。也可單獨獨用于CAD/CAM，(Pro/E、UG)。設(shè)備：位置置跟蹤器三維空間跟跟蹤定位器器是VR系統(tǒng)中用于于空間跟蹤蹤定位的裝裝置，一般般與其他VR設(shè)備結(jié)合使使用，如：：數(shù)據(jù)頭盔盔、立體眼眼鏡、數(shù)據(jù)據(jù)手套等，，使參與者在在空間上能能夠自由移移動、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，不局限限于固定的的空間位置置，操作更加加靈活、自自如、隨意意。產(chǎn)品有有六個自由由度和三個個自由度之之分。位置測量原原理根據(jù)剛體動動力學(xué)分析析，能夠用用運動物體體上參考點點的坐標表表示該物體體的位置坐坐標，并通通過測量該該參考點到到空間三個個靜止的非非共線點之之間的距離離唯一確定定設(shè)備：力反反饋器力反饋器是是VR研究中的一一種重要的的設(shè)備，該該設(shè)備能使使參與者實實現(xiàn)虛擬環(huán)環(huán)境中除視視覺、聽覺覺之外的第第三感覺——觸覺和力感感，進一步增增強虛擬環(huán)環(huán)境的交互互性，從而而真正體會會到虛擬世世界中的交交互真實感感，該設(shè)備備廣泛應(yīng)用用于虛擬醫(yī)醫(yī)療、虛擬擬裝配等諸諸多領(lǐng)域。。觸覺反饋分分為：接觸反饋和和力反饋。設(shè)備：三維維顯示器這種三維顯顯示器并不不需要使用用者在頭部部佩戴任何何特制眼鏡鏡之類的裝裝備，而是是應(yīng)用當前前的計算機機的計算能能力回放或或?qū)崟r渲染染顯示三維維影像。視覺顯示技技術(shù)立體視覺一般地，人人腦有兩類類用以感知知物體深度度（立體感感）的信息息：絕對距距離和相對對距離。人腦從四個個方面獲得得深度信息息：靜態(tài)圖像的的深度信息息；運動中產(chǎn)生生的深度信信息；生理上的深深度信息（（眼球的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動、晶狀狀體的調(diào)解解）；雙目視差產(chǎn)產(chǎn)生的深度度信息。方法是為每每只眼睛各各產(chǎn)生一幅幅圖象，左左右兩幅圖圖象是通過過把視點左右右各偏移兩兩眼距離的的一半而計計算出來的的，用戶可可以分別用左右眼眼盯著這兩兩幅圖象，，然后將目目光交匯在在一起；或或者使圖象通過不不同偏振濾濾光鏡，用用戶佩帶相相應(yīng)的濾光光眼鏡。此此外，用戶還可以以佩帶顯示示同步的液液晶快門眼眼鏡（LC快門眼鏡））觀察在監(jiān)視器上上快速交錯錯顯示的左左右兩幅圖圖象，大腦腦會將它們們合成為立體景象象。視覺顯示技技術(shù)多通道立體體投影系統(tǒng)統(tǒng)☆專業(yè)的VR-Platform多通道投影影系統(tǒng)☆采用5臺高亮度等等離子顯示示器（最多多可支持24臺）☆每臺等等離子顯示示尺寸為1020X610mm（可替換為為更大尺寸寸）☆可支持持24個通道同步步顯示☆高沉浸浸感的虛擬擬現(xiàn)實仿真真顯示系統(tǒng)統(tǒng)☆演示效效果出色，，適合大中中型機構(gòu)或或項目使用用虛擬現(xiàn)實體體驗的四個個關(guān)鍵要素素虛擬世界沉浸虛擬現(xiàn)實最最簡化的定定義：在另另一個現(xiàn)實實或視點下下的沉浸。。感覺反饋交互性虛擬現(xiàn)實的的類型桌面式虛擬擬現(xiàn)實系統(tǒng)統(tǒng)沉浸式虛擬擬現(xiàn)實系統(tǒng)統(tǒng)分布式虛擬擬現(xiàn)實系統(tǒng)統(tǒng)增強式虛擬擬現(xiàn)實系統(tǒng)統(tǒng)桌面虛擬現(xiàn)現(xiàn)實桌面虛擬現(xiàn)現(xiàn)實利用個個人計算機機和低級工工作站進行行仿真，將將計算機的的屏幕作為為用戶觀察察虛擬境界界的一個窗窗口。沉浸式虛擬擬現(xiàn)實高級虛擬現(xiàn)現(xiàn)實系統(tǒng)提提供完全沉沉浸的體驗驗，使用戶戶有一種置置身于虛擬擬境界之中中的感覺。。桌面虛擬現(xiàn)現(xiàn)實系統(tǒng)和和沉浸式虛虛擬現(xiàn)實系系統(tǒng)比較（1）沉浸度差差異桌面虛擬現(xiàn)現(xiàn)實系統(tǒng)采采用CRT彩色顯示器器和三維立立體眼鏡增加身臨其其境感覺，，而沉浸式式虛擬現(xiàn)實實系統(tǒng)則采采用頭盔顯顯示器（HMD）增強身臨臨其境感覺覺。（2）交互裝置置差異桌面虛擬現(xiàn)現(xiàn)實系統(tǒng)采采用的交互互裝置是六六自由度鼠鼠標器或三維操縱桿桿，而沉浸浸式虛擬現(xiàn)現(xiàn)實系統(tǒng)采采用的是數(shù)數(shù)據(jù)手套和和頭盔。增強現(xiàn)實的的虛擬現(xiàn)實實增強現(xiàn)實性性的虛擬現(xiàn)現(xiàn)實不僅是是利用虛擬擬現(xiàn)實技術(shù)術(shù)來模擬現(xiàn)現(xiàn)實世界、、仿真現(xiàn)實實世界，而而且要利用用它來增強強參與者對對真實環(huán)境境的感受，，也就是增增強現(xiàn)實中中無法感知知或不方便便的感受。。分布式虛擬擬現(xiàn)實如果多個用用戶通過計計算機網(wǎng)絡(luò)絡(luò)連接在一一起，同時時參加一個個虛擬空間間，共同體體驗虛擬經(jīng)經(jīng)歷，那虛虛擬現(xiàn)實則則提升到了了一個更高高的境界，，這就是分分布式虛擬擬現(xiàn)實系統(tǒng)統(tǒng)。1分布式虛擬擬現(xiàn)實系統(tǒng)統(tǒng)的應(yīng)用分布式虛擬擬現(xiàn)實系統(tǒng)統(tǒng)在遠程教教育、工程程技術(shù)、建筑、、電子商務(wù)務(wù)、交互式式娛樂、遠遠程醫(yī)療、、大規(guī)模軍事事訓(xùn)練等領(lǐng)領(lǐng)域都有著著極其廣泛泛的應(yīng)用前景。利用用它可以創(chuàng)創(chuàng)建多媒體體通信、設(shè)設(shè)計協(xié)作系統(tǒng)、實境境式電子商商務(wù)、網(wǎng)絡(luò)絡(luò)游戲、虛虛擬社區(qū)全新的應(yīng)用用系統(tǒng)。虛擬現(xiàn)實技技術(shù)的應(yīng)用用應(yīng)用廣泛Helsel與Doherty曾對全世界界范圍內(nèi)已已經(jīng)進行的的805項VR研究項目作作了統(tǒng)計，，主要分分布在：影視娛樂對對虛擬現(xiàn)實實發(fā)展的影影響1995年11月Disney和Pixar“玩具總動員員”76個角色，11.4萬個畫面1998年11月“蟲蟲蟲特工隊””侏羅紀公園園金剛鋼鐵俠Windows7多點觸摸技技術(shù)2008.5.28JulieLarson-Green虛擬現(xiàn)實技技術(shù)的應(yīng)用用醫(yī)學(xué)在虛擬環(huán)境境中，可以以建立虛擬擬的人體模模型，借助助于跟蹤球球、HMD、感覺手套套，可以很很容易了解解人體內(nèi)部部各器官結(jié)結(jié)構(gòu)Pieper及Satara等研究者在在90年代初基于于兩個SGI工作站建立立了一個虛虛擬外科手手術(shù)訓(xùn)練器器，用于腿腿部及腹部部外科手術(shù)術(shù)模擬。這這個虛擬的的環(huán)境包括括虛擬的手手術(shù)臺與手手術(shù)燈，虛虛擬的外科科工具（如如手術(shù)刀、、注射器、、手術(shù)鉗等等），虛擬擬的人體模模型與器官官等。借助助于HMD及感感覺覺手手套套，，使使用用者者可可以以對對虛虛擬擬的的人人體體模模型型進進行行手手術(shù)術(shù)遠距距離離遙遙控控外外科科手手術(shù)術(shù)，，復(fù)復(fù)雜雜手手術(shù)術(shù)的的計計劃劃安安排排，，手手術(shù)術(shù)過過程程的的信信息息指指導(dǎo)導(dǎo)，，手手術(shù)術(shù)后后果果預(yù)預(yù)測測虛擬擬現(xiàn)現(xiàn)實實技技術(shù)術(shù)的的應(yīng)應(yīng)用用軍事事仿仿真真SIMNET、NPSNET、DVENET（國國內(nèi)內(nèi)北北航航））航天天技技術(shù)術(shù)“火星星探探路路者者”利用用三三維維虛虛擬擬的的環(huán)環(huán)境境對對火火星星車車進進行行全全面面的的仿仿真真，，當當一一切切確確定定無無誤誤后后把把指指令令發(fā)發(fā)送送給給位位于于1.9億公公里里外外的的火火星星車車，，火火星星車車行行進進后后所所獲獲得得的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)經(jīng)經(jīng)過過11分鐘鐘延延遲遲后后送送回回NASA的JPL虛擬擬現(xiàn)現(xiàn)實實模模擬擬仿仿真真的的實實戰(zhàn)戰(zhàn)訓(xùn)訓(xùn)練練案案例例1976年103名以以色色列列人人法國國航航空空公公司司雅典典非洲洲烏烏干干達達“恩德德培培機機場場”VR的四四個個重重要要特特征征多感感知知性性除了了一一般般的的視視覺覺感感知知外外，，還還有有聽聽覺覺感感知知、、觸觸覺覺感感知知、、運運動動感感知知，，甚甚至至還還包包括括味味覺覺、、嗅嗅覺覺感感知知等等。。存在在感感指用用戶戶感感到到作作為為主主角角存存在在于于模模擬擬環(huán)環(huán)境境中中的的真真實實程程度度。。交互互性性指用用戶戶對對模模擬擬環(huán)環(huán)境境內(nèi)內(nèi)物物體體的的可可操操作作程程度度和和環(huán)環(huán)境境得得到到反反饋饋的的自自然然程程度度。。自主主性性指虛虛擬擬環(huán)環(huán)境境中中的的物物體體依依據(jù)據(jù)現(xiàn)現(xiàn)實實世世界界物物理理運運動動定定律律動動作作的的程程度度。。實現(xiàn)現(xiàn)虛虛擬擬現(xiàn)現(xiàn)實實的的關(guān)關(guān)鍵鍵技技術(shù)術(shù)支支持持硬件件方方面面跟蹤蹤系系統(tǒng)統(tǒng)：：確確定定參參與與者者頭頭、、手手和和軀軀干干的的位位置置；；觸覺覺系系統(tǒng)統(tǒng)：：提提供供力力與與壓壓力力的的反反饋饋；；音頻頻系系統(tǒng)統(tǒng)：：提提供供立立體體聲聲源源和和判判定定空空間間位位置置；；圖像像生生成成和和顯顯示示系系統(tǒng)統(tǒng)：：產(chǎn)產(chǎn)生生空空間間圖圖像像和和立立體體顯顯示示；；高性性能能計計算算機機處處理理系系統(tǒng)統(tǒng)：：具具有有高高處處理理速速度度，，大大存存儲儲容容量量、、強強聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)特特性性。。軟件件方方面面能夠夠接接收收高高性性能能傳傳感感器器的的信信息息，，如如頭頭盔盔的的跟跟蹤蹤信信息息；；能生生成成立立體體的的顯顯示示圖圖形形，，并并可可對對虛虛擬擬環(huán)環(huán)境境作作實實時時渲渲染染；；能提提供供對對各各種種數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫庫、、各各種種CAD軟件件進進行行調(diào)調(diào)用用和和互互聯(lián)聯(lián)的的集集成成環(huán)環(huán)境境。。在虛虛擬擬現(xiàn)現(xiàn)實實系系統(tǒng)統(tǒng)中中，，為為了了使使人人與與計計算算機機能能夠夠融融洽洽的的交交互互，，讓讓人人沉沉浸浸到到計計算算機機所所創(chuàng)創(chuàng)造造的的虛虛擬擬環(huán)環(huán)境境中中去去，，必必須須配配備備相相應(yīng)應(yīng)的的硬硬件件設(shè)設(shè)備備。。常常用用的的交交互互設(shè)設(shè)備備包包括括：：跟蹤蹤系系統(tǒng)統(tǒng)跟蹤蹤系系統(tǒng)統(tǒng)的的任任務(wù)務(wù)是是要要實實時時檢檢測測出出虛虛擬擬現(xiàn)現(xiàn)實實系系統(tǒng)統(tǒng)中中人人的的頭頭、、身身體體和和手手的的位位置置與與指指向向，，以以便便把把這這些些數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)反反饋饋給給控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)，，生生成成隨隨視視線線變變化化的的圖圖象象。。電磁磁跟跟蹤蹤電磁磁跟跟蹤蹤系系統(tǒng)統(tǒng)由由勵勵磁磁源源、、磁磁接接收收器器和和計計算模模塊塊組組成成。。勵勵磁磁源源由由3個磁磁場場方方向向相相互互垂垂直直的的交交流流電流產(chǎn)生的雙雙極磁源構(gòu)成成，磁接收器器由3套分別測試3個勵磁源的方方向上相互垂垂直的線圈組組成，經(jīng)3次測量，可以測得得9個數(shù)據(jù)，由此此可確定被測測目標的6個參數(shù)，即空間坐坐標x、y、z和旋轉(zhuǎn)角α、β、γ。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)統(tǒng)的硬件聲學(xué)跟蹤利用不同聲