【正文】 信息技術(shù)應(yīng)用與管理專業(yè)（獨立本科段）畢業(yè)論文（設(shè)計） 論虛擬現(xiàn)實的實現(xiàn) 摘要：虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality）技術(shù)成為一項十分熱門的技術(shù)，越來越多的人員投身到這個研究領(lǐng)域，致力于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究、開發(fā)及應(yīng)用推廣。虛擬現(xiàn)實技術(shù)、理論分析和科學實驗已成為人類探索客觀世界規(guī)律的三大手段。虛擬現(xiàn)實技術(shù)所帶來的身臨其境的神奇效應(yīng)正滲透到各行各業(yè)，成為近年來國際科技界關(guān)注的一個熱點。它是建立在計算機圖形學、人機接口技術(shù)、傳感技術(shù)和人工智能等學科基礎(chǔ)上的綜合性極強的高新信息技術(shù)，在軍事、醫(yī)學、設(shè)計、藝術(shù)、娛樂等多個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，被認為是21世紀大有發(fā)展前途的科學技術(shù)領(lǐng)域。本文全方位展現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概念與應(yīng)用前景?！￡P(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù) 教學應(yīng)用 信息技術(shù) 目錄 第一章 緒論 1 1第二章 虛擬現(xiàn)實探秘 2 什么是虛擬現(xiàn)實？ 2 虛擬現(xiàn)實的重要特征 3 虛擬現(xiàn)實的特點 4 虛擬現(xiàn)實的類型 7 虛擬現(xiàn)實的構(gòu)成 8第三章 虛擬現(xiàn)實的發(fā)展 10第四章 現(xiàn)實技術(shù)現(xiàn)狀 12 12 軟件現(xiàn)狀 13 應(yīng)用現(xiàn)狀 14 國內(nèi)虛擬現(xiàn)實技術(shù)現(xiàn)狀 20第五章 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用 23 產(chǎn)品設(shè)計 23 教育培訓 23 電子商務(wù) 26 軍事航天 26 藝術(shù)娛樂 27 旅游休閑 28第六章 總結(jié)語 30參考文獻： 3131 / 35第一章 緒論虛擬現(xiàn)實，又稱為靈境技術(shù),它匯集了數(shù)字圖像處理、計算機圖形學、多媒體技術(shù)、人工智能、人機接口技術(shù)、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以及人體行為學等多項技術(shù)，是計算機技術(shù)的綜合應(yīng)用?！　√摂M現(xiàn)實技術(shù)，又稱“靈境技術(shù)”、“虛擬環(huán)境”、“賽伯空間”等，原來是美國軍方開發(fā)研究出來的一種計算機仿真技術(shù)，其主要目的是用于軍事上的仿真，在美國軍方內(nèi)部使用。一直到20世紀80年代末期，虛擬現(xiàn)實技術(shù)才開始作為一個較完整的體系受到人們極大關(guān)注。虛擬現(xiàn)實是從英文Virtual reality 一詞翻譯過來的，Virtual 就是虛假的意思，Reality 就是真實的意思，合并起來就是虛擬現(xiàn)實，也就是說本來沒有的事物和環(huán)境，通過各種技術(shù)虛擬出來，讓你感覺到就如真實的一樣。第二章 虛擬現(xiàn)實探秘 關(guān)于虛擬現(xiàn)實的提法，歷來多有爭議。國外有人反對“Virtual Reality這個詞，稱它太玄乎；國內(nèi)也有人認為虛擬現(xiàn)實的譯法不佳，而主張翻譯為“靈境”，這給人一種空靈縹緲的感覺，頗有一些韻味。另外也有一些譯法如實時環(huán)境、虛擬空間、人造現(xiàn)實、仿真技術(shù)等等。但在科學界，大多數(shù)人仍主張直譯為虛擬現(xiàn)實，以求準確和符合現(xiàn)代語法?！　?什么是虛擬現(xiàn)實？人在現(xiàn)實世界中是通過眼睛、耳朵、手指等器官來實現(xiàn)視覺、聽覺、觸覺等功能的，人們可以通過視覺觀察到色彩斑斕的外部環(huán)境，通過聽覺感知豐富多彩的音響世界，通過觸覺了解物體的形狀和特性。一個世紀以來,我們已經(jīng)有一種虛擬現(xiàn)實——電話,或者說是聲音的虛擬現(xiàn)實。對此,我們早就習以為常。但當19世紀,電話初次展現(xiàn)在人們面前時,這也是一種全新的世界。無論人們相隔多遠,一個電話線就能把兩個人聯(lián)系起來,這難道不讓人驚奇么？在人類歷史上,這也是開天辟地頭一遭。 20世紀20年代,誕生了電視，這種以聲音和影像并茂的虛擬現(xiàn)實，打開了人類視覺空間，使人們足不出戶，遍覽天下大事。然而這些遠非真正意義上的虛擬現(xiàn)實。真正的虛擬現(xiàn)實在技術(shù)思想上有著質(zhì)的飛躍,它直接將我們投入到虛擬的三維空間中去，與交互的環(huán)境融為一體。在這個虛擬的世界里，我們能夠自由的運動，觀看風景，就和真實的世界一樣，我們有著足夠的自主性，我們甚至可以撿起一塊石頭攻擊敵人。于是，我們可以認為：虛擬現(xiàn)實是人們利用計算機生成一個逼真的三維虛擬環(huán)境，將模擬環(huán)境、視景系統(tǒng)和仿真系統(tǒng)合三為一，并利用人機交互設(shè)備，把操作者與計算機生成的三維虛擬環(huán)境連結(jié)在一起。操作者通過人機交互設(shè)備，以自然的方式（如頭的轉(zhuǎn)動、手的運動等）向計算機送入各種動作信息，并且通過視覺、聽覺以及觸覺等多種感知獲得三維感覺世界。隨著人們不同的動作，這些感覺也隨之改變。目前，與虛擬現(xiàn)實相關(guān)的內(nèi)容已經(jīng)擴大到了與之相關(guān)的許多方面，像“人工現(xiàn)實”、“遙現(xiàn)”、“虛擬環(huán)境”、“賽伯空間”等，都可以認為是虛擬現(xiàn)實的不同術(shù)語或形式。事實上, 虛擬現(xiàn)實要創(chuàng)建一個酷似客觀環(huán)境又超越客觀時空、能沉浸其中又能駕馭其一的和諧人機環(huán)境，也就是由多維信息所構(gòu)成的可操縱的空間。 虛擬現(xiàn)實的重要特征 虛擬現(xiàn)實技術(shù)是計算機圖形學、人工智能、計算機網(wǎng)絡(luò)、信息處理等技術(shù)綜合發(fā)展的產(chǎn)物 . 它具有以下 4個特征 :(1) 多感知性, 所謂多感知性就是除了一般計算機技術(shù)所具有的視覺感知之外 , 還有聽覺感知、觸覺感知、力覺感知、運動感知 , 甚至包括味覺感知、嗅覺感知等 . 理想的虛擬現(xiàn)實環(huán)境應(yīng)該包含對人自然交互方式的模擬 ,能提供給用戶以視覺、聽覺、觸覺、嗅覺甚至味覺等多感通道 .(2) 存在感, 又稱臨場感, 在虛擬現(xiàn)實的環(huán)境中 , 用戶能感到自己成為了一個“發(fā)現(xiàn)者和行動者” . 例如 , 視場中的景物隨著人的走動或頭部的轉(zhuǎn)動甚至眼球的轉(zhuǎn)動而變動 . 理想的虛擬環(huán)境應(yīng)該達到使用戶難以分辨真假的程度 .(3) 交互性, 是指用戶可以對模擬環(huán)境中的物體直接操作 , 并從環(huán)境得到信息或感受 . 例如 , 用戶可以用手去直接抓取模擬環(huán)境中的物體 , 這時手要有握著東西的感覺 , 并可以感覺物體的重量 ( 其實這時手里并沒有實物 ), 視場中被抓的物體也立刻隨著手的移動而移動 .(4) 自 主性, 是指虛擬環(huán)境中的對象具有依據(jù)物理定律動作的能力 . 例如 , 當受到力的推動時 , 物體會向力的方向移動 , 或反倒 , 或從桌面落到地面等 虛擬現(xiàn)實的特點 虛擬現(xiàn)實最重要的特點就是“逼真”與“交互”性。參與者在虛擬世界中就象身臨其境一樣。環(huán)境象真的，人象在真環(huán)境中與各種物體及現(xiàn)象相互作用。環(huán)境中的物體和特性，按照自然規(guī)律發(fā)展和變化，而人在其中經(jīng)歷視覺、聽覺、觸覺、運動覺、味覺和嗅覺等感受。首先，虛擬現(xiàn)實很“逼真”。電視的空間是二維空間而不是現(xiàn)實世界的三維空間，電視的所謂“立體聲”效果也不同于現(xiàn)實世界的聲音的立體特征。而虛擬現(xiàn)實的視覺空間、視覺形象是三維的，音響效果也是“地道的三維音響”。二維與三維的視覺形象有本質(zhì)的區(qū)分：在一個二維屏幕上看三維的圖像就如同從一個玻璃船底看下面的海水，這時感到自己還是在船上，處于三維環(huán)境的邊緣，從它的邊緣看這個世界的深處。而在一個立體的“屏幕”里看一個視覺世界就像是在潛水。通過一個電腦化的手套來操縱一個三維顯示器，我們進入到虛擬現(xiàn)實的多重感覺的世界中，就如同戴著潛水裝置潛入到深海，我們沉浸在水下環(huán)境中，在礁石間穿行，聽著鯨魚的低鳴，撿起貝殼來仔細端詳，與別的潛水員交談，完全參與到海底探險的經(jīng)驗當中。這種感覺是如此的真實，以至于我們?nèi)轿坏亟]在這個虛幻的世界中。其次，虛擬現(xiàn)實強調(diào)交互性。在系統(tǒng)中，用戶可以直接控制對象的各種參數(shù)，如：運動方向、速度等，而系統(tǒng)也可以向用戶反饋信息，如：模擬駕駛系統(tǒng)中兩車相撞，用戶會感覺到震顫，車在抖動。經(jīng)過不平路面時，汽車會顛簸。在虛擬現(xiàn)實中，視覺無疑是最主要和最常用的交互手段。因為觀察點是在觀察者的眼睛上，這樣，觀察者就可以得到與在真實世界中同樣的感受。隨著圖像的變化，再配以適當?shù)囊繇懶Ч?，就可以使人們有身臨其境的感受。但是，當人們希望用手來觸摸虛擬模型，或用手直接對虛擬模型進行操作時，只是視覺和聽覺就無能為力了，因而需要研制和開發(fā)具有觸覺功能的交互手段，也就是具有力反饋功能的裝置。它可以對使用者的輸入（如手勢，語言命令）作出響應(yīng)。比如你可以拿起一虛擬的火炬并打開其開關(guān)，你一推操縱桿，仿佛可以在里面漫游，你甚至可以用虛擬的手感觸到虛擬物體存在。 虛擬現(xiàn)實的類型虛擬現(xiàn)實可分為仿真、超越、幻象三種類型。(1)仿真型虛擬現(xiàn)實它根據(jù)現(xiàn)實世界的真實存在，由計算機將其模擬出來。它雖然現(xiàn)在并不存在，但一切都是符合客觀規(guī)律的。仿真虛擬現(xiàn)實被廣泛用于培訓中。“虛擬飛機座艙”便是一例。學員坐在座艙里便可獲得和真實飛行中一樣的感受。根據(jù)這種感受做出各種操作，并根據(jù)操作后出現(xiàn)的效果可判斷這樣操作是否正確。旅游業(yè)同樣可以利用仿真虛擬現(xiàn)實招攬游客，讓公眾通過虛擬現(xiàn)實觀賞到名山大川之雄偉、深谷小溪之清幽、名勝古跡之豐富、風土人情之多彩，必能激發(fā)其游興，增加客源。(2)超越型虛擬現(xiàn)實它雖然也是根據(jù)真實存在進行模擬，但所模擬的對象或者用人的五官無法感覺到