中國虛擬現實技術在各大領域的應用

唐文婷

摘要：本文從教育，軍事，醫(yī)療三個方面介紹了虛擬現實技術在中國的應用， 并指出，虛擬現實技術是“熠熠發(fā)光”的新技術，它將伴隨著極大地經濟效益，給我們的生活提供更多的便利。

關鍵詞：虛擬 現實 技術 應用

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）08-0086-01

1 什么是虛擬現實技術

虛擬現實（簡稱VR），又稱靈境技術，是以沉浸性、交互性和構想性為基本特征的計算機高級人機界面。他綜合利用了計算機圖形學、仿真技術、多媒體技術、人工智能技術、計算機網絡技術、并行處理技術和多傳感器技術，模擬人的視覺、聽覺、觸覺等感覺器官功能，使人能夠沉浸在計算機生成的虛擬境界中，并能夠通過語言、手勢等自然的方式與之進行實時交互，創(chuàng)建了一種適人化的多維信息空間。使用者不僅能夠通過虛擬現實系統(tǒng)感受到在客觀物理世界中所經歷的“身臨其境”的逼真性，而且能夠突破空間、時間以及其他客觀限制，感受到真實世界中無法親身經歷的體驗。虛擬現實是一種模仿現實事物的一種技術，用來解決現實中人類無法或難以實現的一種手段。能在虛擬的真實三維空間中完成設計、驗證、完成、銷售推廣。它已滲透到科學、技術、工程、醫(yī)學、文化、娛樂的各個領域了，受到人們極大地關注。

2 虛擬現實技術的關鍵技術

虛擬現實是多種技術的綜合，其關鍵技術和研究內容包括：虛擬環(huán)境的建立，目的是獲取實際三維環(huán)境的三維數據，并根據應用需要，利用獲取的三維數據建立相應的虛擬環(huán)境模型；立體聲合成和立體顯示技術，在虛擬現實系統(tǒng)中消除聲音的方向與用戶頭部運動的相關性，同時在復雜的場景中實時生成立體圖形；觸覺反饋技術，在虛擬現實系統(tǒng)中讓用戶能夠直接操作虛擬物體并感覺到虛擬物體的反作用力，從而產生身臨其境的感覺；交互技術，利用數字頭盔、數字手套等復雜的傳感器設備，三維交互技術與語音識別、語音輸入技術成為重要的人機交互手段；系統(tǒng)集成技術，包括信息同步技術、模型標定技術、數據轉換技術、識別和合成技術等等。

3 虛擬現實技術在中國各領域的應用

從2008年奧運會的數字圖像到上海世博的“在線世博”，為中國贏得了極高的聲譽。尤其是上海世博會上，“永不落幕”的網上世博開世界之先河，仍為人們所津津樂道，或許正是通過世博會這扇大門，讓中國走進了世界人的眼中，也讓我們這些尋常老百姓與虛擬現實技術有了進一步的接觸與了解。由此可見，虛擬現實技術已不再是活在實驗室中的一個專業(yè)名詞，它已走下神龕，走入尋常百姓家。主要從以下三個方面介紹其應用。

（1）教育方面。主要有虛擬校園，虛擬培訓，虛擬教學三方面。

虛擬校園是虛擬現實技術在教育領域最早的具體應用，虛擬現實技術提供的活的瀏覽方式，全新的媒體表現形式都具有非常鮮明的特點。天津大學早在1996年，最早開發(fā)了虛擬校園，可以領略近代史上久富盛名的大學。在虛擬教學方面，可以應用教學模擬進行演示、探索教學。利用簡易型虛擬現實技術表現某些系統(tǒng)的結構和動態(tài)，為學生提供一種可供他們體驗和觀測的環(huán)境。建立教學模擬的關鍵工作是創(chuàng)建被模擬對象的模型，然后用計算機描述此模型，通過運算產生輸出。這些輸出能夠在一定程度上反映真實世界的行為。例如中國地質大學開發(fā)的地質晶體學學習系統(tǒng)，利用虛擬現實技術演示它們的結構特征，直觀明了。虛擬現實技術的沉浸性和交互性，使學生能夠在虛擬學習環(huán)境中扮演一個角色，這非常有利于學生的技能訓練。

（2）軍事方面?？哲姷诙娇諏W院研制的飛行訓練模擬系統(tǒng)可使操作者在虛擬環(huán)境下產生與現實一致的身臨其境的視覺、觸覺效果。通過視、聽、手的動作參與虛擬環(huán)境中事物的運動過程，該技術的開發(fā)和應用將使模擬訓練以全新的面貌出現，為解決貴重裝備的訓練開拓了新的重要途徑。目前已研制成功了國內第一套頭盔式大視場、立體視覺顯示系統(tǒng)，數據手套和軟件系統(tǒng)，超聲波、全方位、六自由度空間位置檢測系統(tǒng)，用于計算機成像的立體顯示和控制軟件系統(tǒng)。

（3）醫(yī)療方面。在解剖教學方面，繼美國、韓國之后，我國也在2003年3月，由廣州第一軍醫(yī)大學完成了第一套虛擬中國人女性數據集的獲取，并將數據交由首都醫(yī)科大學圖像實驗室進行圖像處理和三維町視化的工作。利用“虛擬人”數字化數據集進行三維重組與重建是一種“人體數字化解剖學”研究，可以創(chuàng)立虛擬解剖輩包括橫斷面解剖學、矢狀面解剖學、冠狀面解剖學、斜剖面解剖學等，同時可以提供CT、MRI及PET等方面的斷層圖像，還可以進行一系列醫(yī)學臨床、教學及研究的虛擬模擬瞄。其優(yōu)點是在窄間中具有準確的定位，可以立體地從各個角度觀察各解剖結構、測量各種數據。通過虛擬現實系統(tǒng)，借助重組技術中的多層面重組、曲面重組、最大密度投影、最小密度投影、表面遮蓋顯示、透明顯示、CT仿真內窺鏡等技術及重建技術中的面繪制與體繪制等技術，可以直觀地顯示組織、器官、肌肉、血管、神經等的系統(tǒng)解剖、局部解剖及斷層解剖結構，并且可以通過測量、旋轉、剖切等操作更加形象、逼真地全面了解人體各解剖結構的內部構造、各解剖面與功能。

4 結語

虛擬現實技術在生活中最廣泛的應用或許就是3D電影，但是它不僅僅滿足于帶你“看”見阿凡達的世界，而是帶你“進入”阿凡達的時間。你可以看見，聽見，感覺那個世界，就像你在真實世界中一樣。而實現虛擬現實技術的設備也不是一般意義上的“游戲機”，它更復雜，更真實，更人性化，能做到的事也不僅僅是娛樂。虛擬現實技術在各大領域上的應用雖然還在開發(fā)中，但它無疑是一個十分有前景的行業(yè)。

參考文獻

[1]梁琨，黃小麗.《虛擬現實技術在教育中的應用探討》.百度百科.

[2]姜紅，王利，張兆臣.《虛擬現實技術在醫(yī)學中的應用》.

[3]王彪，鄒煜，張穎，林德群.《虛擬現實技術在軍事模擬訓練中的應用》.endprint