前言 虚拟现实技术 人类有许多梦想，一些梦想已经变为现实，而有一些梦想也 许永远都不可能实现。然而，有一种技术却能使一切梦想全部 在感知中实现，这就是虚拟现实技术（ Virtual Reality ，简称 VR ）。 虚拟现实是在计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口 技术、多媒体技术以及传感技术的基础上发展起来的交叉学科， 由于它生成的视觉环境是立体的、音效是立体的，人机交互是 和谐友好的，因此虚拟现实技术将一改人与计算机之间枯燥、 生硬和被动的现状，即计算机创造的环境将人们陶醉在流连忘 返的工作环境之中。 虚拟现实（ VR ）技术是 20 世纪 90 年代以来兴起的一种新 型信息技术，它集多媒体、网络技术、传感技术等多种先进技 术为一体，是当今前景最好的计算机技术之一。

封面 概念组成 分类特征 技术构成 技术现状 应用于我 封底 我们的推荐 我们的感悟 我们的调查 制作班级 高一（ 4 ）班 制作人员 余兆君 谢文霏 吴淑佩 廖启欣 钟广慧 叶文珊 制作日期 2007 年 12 月 3 日 首先请欣赏一段关于虚拟现实的两段短片

封面封面 概念 组成 分类 特征 技术 构成 技术 现状 应用 于我 封底封底 诚意 推荐 感想 领悟 精彩 调查 调查问卷 １. 你知道什么是虚拟与现实吗 ? Ａ．知道 B. 不知道 ２. 它与网络中的虚拟与现实是同一个概念吗 ? A. 当然不一样 B. 应该差不多 C. 完全一样 ３. 你知道北京奥运会 ” 鸟巢 ” 的效果图是怎么制作的吗 ? A. 知道 B. 不知道 ４. 利用虚拟现实技术可以制作出仿真三维模型吗 ? A. 可以 B. 不可以 ５. 许多的网络 3D 游戏也都是虚拟现实的应用, 你了解吗 ? A. 了解 B. 不了解 通过调查，我 们发现大多数人对 虚拟现实的了解仅 停留在对网络３Ｄ 游戏的表面认识并 未真正了解什么是 虚拟现实

虚拟现实外国有时还称为： “ 信息空间 ” ， “ 人工现实 ” ， “ 合成环境 “ 等，虚拟现实就是一种 先进的计算机用户接口，它通过给用户同时提 供诸如视、听、嗅、触等各种直观而又自然的 实时感知交互手段、最大限度地方便用户的操 作，从而提高整个系统的工作效率。关于虚拟 现实的定义，我们可以简单地理解为：利用计 算机生成的能给人多种感官刺激的人机交互系 统 封面封面 概念 组成 分类 特征 技术 构成 技术 现状 应用 于我 封底封底 诚意 推荐 感想 领悟 精彩 调查

按照虚拟现实系统功能和实现方式的不同，可 以分为三种类型： （ 1 ）沉浸型虚拟现实系统（ “ 可穿戴的 ”VR 系统） （ 2 ）简易型虚拟现实系统（桌面 VR 系统） （ 3 ）共享型虚拟现实系统 （网络虚拟现实，又称为分布式虚拟环境） 封底封底 封面封面 概念 组成 分类 特征 技术 构成 技术 现状 应用 于我 封底封底 诚意 推荐 感想 领悟 精彩 调查

(1) 多感知性 : 所谓多感知是指除 了一般计算机技术所具 有的视觉感知之外，还 有听觉感知、力觉感知、 触觉感知、运动感知， 甚至包括味觉感知、嗅 觉感知等。 (2) 沉浸性 : 又称临场感，让用 户感到作为主角存在于 模拟环境中的真实度， 沉浸被通俗地解释为 “ 身临其境 ” 。 (3) 交互性 : 交互性指用户对 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 （包括实时性）。 (4) 构想性 : 虚拟现实技术中 人与虚拟环境的交互作 用，在本质上意味着它 不是预成性的而是生成 性的，不是因循的而是 创造的． 封面封面 概念 组成 分类 特征 技术 构成 技术 现状 应用 于我 封底封底 诚意 推荐 感想 领悟 精彩 调查

(1) 动态环境建模 例：南京施工动画 封面封面 概念 组成 分类 特征 技术 构成 技术 现状 应用 于我 封底封底 诚意 推荐 感想 领悟 精彩 调查 (2) 实时三维图形生成技术 例：嫦娥奔月 (3) 立体显示和传感器技术 例：三维仿真 (4) 应用系统开发工具 (5) 系统集成技术

（ 1 ）虚拟现实生成设备 （ 2 ）感知设备 （ 3 ）跟踪设备 （ 4 ）基于自然方式的人机交互设备 封面封面 概念 组成 分类 特征 技术 构成 技术 现状 应用 于我 封底封底 诚意 推荐 感想 领悟 精彩 调查 高性能图形计算机 头盔 眼镜 手套 环形屏幕

封面封面 概念 组成 分类 特征 技术 构成 技术 现状 应用 于我 封底封底 诚意 推荐 感想 领悟 精彩 调查 （ 1 ）美国宇航局（ NASA ）的 Ames 实验室完善了 HMD ，并将 VPL 的数据手套工程化，使其成为可用性较高的产品。现在正致 力于一个叫 “ 虚拟行星探索（ VPE ） ” 的试验计划。 （ 2 ）北卡罗来纳大学（ UNC ）的计算机系主要研究：分子建模、航空驾 驶、外科手术仿真、建筑仿真等。 （ 3 ） Linda 大学医学中心以数据手套为工具，将手的运动实时地在计算 机上用图形表示出来；他们还首创了 VR 儿科治疗法。 （ 4 ）麻省理工大学（ MIT ）建立了一个名叫 BOLIO 的测试环境，用于进 行不同图形仿真技术的实验。利用这一环境， MIT 建立了一个虚拟环境下 的对象运动跟踪系统。 （ 5 ） SRI 研究中心建立了 “ 视觉感知计划 ” ，研究现有 VR 技术的进一步发 展。 1991 年后， SRI 进行了利用 VR 技术对军用飞机或车辆驾驶的训练研 究。另外， SRI 还利用遥控技术进行外科手术仿真的研究。 （６） SOFTIMAGE 公司的专家们提出了渗透将有助于扩大虚拟现实的美 学感． （７）乔治梅森大学研制出一套在动态虚拟环境中的流体实时仿真系统， 在一个分布交互式仿真系统中仿真真实世界复杂流体的物理特性。

封面封面 概念 组成 分类 特征 技术 构成 技术 现状 应用 于我 封底封底 诚意 推荐 感想 领悟 精彩 调查 （ 1 ）北京航空航天大学计算机系在虚拟现实中的视觉接口方面开发出了部 分硬件，并提出了有关算法及实现方法；实现了分布式虚拟环境网络设计， 建立了网上虚拟现实研究论坛。 （ 2 ）浙江大学 CAD&CG 国家重点实验室开发出了一套桌面型虚拟建筑环境 实时漫游系统。另外，他们还研制出了在虚拟环境中一种新的快速漫游算法 和一种递进网格的快速生成算法。 （ 3 ）哈尔滨工业大学计算机系已经成功地虚拟出了人的高级行为中特定人 脸图象的合成，表情的合成和唇动的合成等技术问题，并正在研究人说话的 头势和手势动作，语音和语调的同步等。 （ 4 ）清华大学计算机科学和技术系对虚拟现实和临场感的方面进行了研究。 他们还针对室内环境水平特征丰富的特点，提出借助图象变换，使立体视觉 图象中对应水平特征呈现形状一致性，以利于实现特征匹配， 并获取物体三维结构的新颖算法。 （ 6 ）中国科技开发院威海分院主要研究虚拟现实中视觉接口技术，完成了 虚拟现实中的体视图象对算法回显及软件接口。他们在硬件开发上已经完成 了 LCD 红外立体眼镜，并且已经实现商品化。 （ 8 ）国防科技大学开发了一个基于 Internet 的三维虚拟漫游环境地 Universe3D 。

封面封面 概念 组成 分类 特征 技术 构成 技术 现状 应用 于我 封底封底 诚意 推荐 感想 领悟 精彩 调查 教育领域： 虚拟学习环境 虚拟实验室 矿业领域： 模拟矿井开采 矿业人员技术培训 军事领域： 虚拟战场环境 单兵模拟训练与评判 诸军种联合虚拟演习 房地产领域： 最直观的交流方式 最快捷的审批平台 最方便的设计工具 商业领域： 物品外观展示 物品特性展示

封面封面 概念 组成 分类 特征 技术 构成 技术 现状 应用 于我 封底封底 诚意 推荐 感想 领悟 精彩 调查 虚拟现实的发展前景诱人，在某种意义上说它将改变人们的思维方式， 会改变人们对世界、自己、空间和时间的看法。它是一项发展中的、具有深 远的潜在应用方向的新技术。正如其它新兴科学技术一样，虚拟现实技术也 是许多相关学科领域交叉、集成的产物。它的研究内容涉及到人工智能、计 算机科学、电子学、传感器、计算机图形学、智能控制、心理学等。虽然这 个领域的技术潜力是巨大的，应用前景也是很广阔的。但是，仍存在着许多 未解决的理论问题和未克服的技术障碍。我们期待这有朝一日，虚拟现实系 统成为一种对多维信息处理的强大系统，成为人进行思维和创造的助手和对 人们已有的概念进行深化和获取新概念的有力工具。

封面封面 概念 组成 分类 特征 技术 构成 技术 现状 应用 于我 封底封底 诚意 推荐 感想 领悟 精彩 调查 观看影片： 1 、星战前传 3 ； 2 、后天； 3 、星球大战； 4 、哈利. 波特。 上网查看： 1 、 2 、