VR技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用領(lǐng)域研究實踐

周丹

摘要

目前人們漸漸開始熟悉VR一詞，基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VirtualReality，簡稱VR）的現(xiàn)代信息技術(shù)已經(jīng)使人們進(jìn)入了新的虛擬時代。在生活的各個方面，VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用呈現(xiàn)出蓬勃的發(fā)展態(tài)勢，更多的新領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)入研究階段。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是當(dāng)今世界上最現(xiàn)代的科學(xué)之一。國外經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家一直把它作為發(fā)展高技術(shù)防御的關(guān)鍵技術(shù)，迄今已成為開發(fā)和生產(chǎn)大型復(fù)雜武器裝備和軍事教育訓(xùn)練的重要工具。VR技術(shù)是高度集中人類智慧的具體體現(xiàn)，VR環(huán)境將使人類的智慧得到進(jìn)一步的升華。

【關(guān)鍵詞】VR技術(shù) 數(shù)據(jù) 技術(shù)應(yīng)用

1 VR技術(shù)概述

一些研究人員稱VR技術(shù)為靈境技術(shù)。從虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實際應(yīng)用角度來看，這項技術(shù)是一種可以集計算機技術(shù)，多媒體技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，仿真技術(shù)等技術(shù)于一體的技術(shù)，是計算機研究領(lǐng)域中最先進(jìn)的技術(shù)之一。它還包括數(shù)學(xué)，光學(xué)，力學(xué)和其他學(xué)科的專業(yè)知識。在實際應(yīng)用中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以以模擬方式為人們創(chuàng)建虛擬環(huán)境，使用戶能夠體驗視覺，聽覺和觸覺感知功能，并與虛擬環(huán)境中進(jìn)行聯(lián)系。VR技術(shù)的實時三維空間功能，人機交互環(huán)境帶來了卓越的體驗，改變了人與電腦之間無聊的現(xiàn)狀。不僅為人機交流創(chuàng)造了一個新的研究領(lǐng)域，為各種項目智能工程中的應(yīng)用提供了新的界面，并提供大數(shù)據(jù)的的可視化描述，同時一個新的途徑，也為人們探索宏觀和微觀世界，以及不適宜直接觀察的物質(zhì)運動，提供了極大的方便。美國著名的計算機圖形學(xué)專家曾強調(diào)，VR技術(shù)“可能是計算機設(shè)計最后堡壘中最重要的領(lǐng)域”。

2 VR技術(shù)發(fā)展的狀況

虛擬現(xiàn)實技術(shù)必須基于計算機作為實踐中的規(guī)則，這是計算機和計算機分析的重要工具?？梢杂行Ы鉀Q計算機現(xiàn)有的問題。研究和開發(fā)虛擬現(xiàn)實技術(shù)存在一些問題。自20世紀(jì)90年代以來，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究范圍和應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。在當(dāng)今世界，許多發(fā)達(dá)國家都在大力研究和技術(shù)開發(fā)的VR技術(shù)，VR之所以引起大量研究熱潮，重點在于它的有效性和廣闊的發(fā)展空間。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是21世紀(jì)重要發(fā)展趨勢，其發(fā)展將對許多領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。21世紀(jì)將是全球應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的時代。如果能夠盡快利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)開發(fā)和生產(chǎn)軍事教育和武器訓(xùn)練系統(tǒng)，將對中國的國防工業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

2.1 國外虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

VR源技術(shù)是在美國產(chǎn)生的，美國有大型VR技術(shù)研究機構(gòu)，引領(lǐng)世界和VR技術(shù)的發(fā)展。1980年，美國實驗室創(chuàng)建虛擬研究項目的光學(xué)環(huán)境，后來創(chuàng)造了虛擬界面環(huán)境的運營機構(gòu)。在這個階段，美國虛擬現(xiàn)實技術(shù)研究機構(gòu)開展虛擬行星探索研究的主要目標(biāo)，這項研究工作主要通過對遙遠(yuǎn)行星的研究和虛擬技術(shù)。例如，波音777運輸機屬于無紙化設(shè)計，VR技術(shù)為基礎(chǔ)設(shè)計，設(shè)計師在虛擬環(huán)境中設(shè)計工作，大大減少了處理流程。如圖1所示。

2.2 國內(nèi)VR技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

在我國VR研究與技術(shù)與世界發(fā)達(dá)國家之間研制和技術(shù)領(lǐng)域存在一定差距，VR研究工作需要大量資金和先進(jìn)技術(shù)為基礎(chǔ)。但隨著計算機技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的飛速發(fā)展，該技術(shù)在我國各個不同領(lǐng)域都得到了重視，拓展了VR技術(shù)研究的深度?？茖W(xué)技術(shù)委員會和國防部己將VR技術(shù)作為核心研究項目，主要研究機構(gòu)和大學(xué)逐步參與VR研究，并取得了顯著的成果。

例如，北京航空航天大學(xué)航天是在中國列入最早的參與VR技術(shù)的大學(xué)，也VR技術(shù)可靠的研究機構(gòu)和技術(shù)，主要用于VR三維數(shù)據(jù)庫和虛擬環(huán)境等方面的動態(tài)分配數(shù)據(jù)技術(shù)的研究工作，特別是在政府研究領(lǐng)域中VR技術(shù)中對象的處理特性。另外，VR機器人仿真工作，離線編程，遙控過程等多項國內(nèi)外技術(shù)將被用于探索機器人。近年來，在許多應(yīng)用中，并不特別強調(diào)大量的虛擬環(huán)境，使VR技術(shù)更加廣泛。

3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用

3.1 商店體驗——將VR應(yīng)用到購物平臺

購物是新的VR體驗，它打破物理約束，可以使消費者深入其中，感覺親身在購物的商店中，可以對產(chǎn)品進(jìn)行體驗和觸摸，VR購物可能成為新一代的購物方式。但在這個階段，購物VR仍然只是一個有吸引力的營銷工具。但是，如果透過VR購物，它顯著降低了生產(chǎn)成本，因此越來越多的購物中心和交易平臺將面臨重組。

3.2 體驗刺激——體育場內(nèi)的VR應(yīng)用

對于玩家來說，大概沒有什么比在游戲場景中戴上VR頭盔，隨著音樂跳舞，或者拿著手柄進(jìn)行拍攝更加刺激的了。在過去兩年中，虛擬現(xiàn)實設(shè)備，內(nèi)容，便攜式游戲控制器等分化的領(lǐng)域的技術(shù)正在增加。

3.3 感受現(xiàn)場氛圍——VR在直播領(lǐng)域的應(yīng)用

現(xiàn)場觀看比賽時，觀眾在參加全國性活動時，如音樂會或演出，除了看主角或性能的精彩表現(xiàn)，覺得在現(xiàn)場的氣氛，掌聲，甚至是看一些小插曲，讓人回味無窮。以上的感覺是在觀看現(xiàn)場直播是才能真切體會到的。但是目前的電視直播體驗無法與VR體驗相媲美。

3.4 醫(yī)學(xué)界最佳途徑——將VR應(yīng)用于醫(yī)療保健

應(yīng)用于醫(yī)療主要有兩方面，一方面是用于醫(yī)學(xué)教育和培訓(xùn)，使醫(yī)生可以虛擬手術(shù)中感受視覺和觸覺的雙重體驗，從而提高了經(jīng)驗，另一方面是首先用于醫(yī)療，VR技術(shù)可以讓醫(yī)生一次一步地刺激病人，病人慢慢恢復(fù)了傷口，達(dá)到了恢復(fù)的目的。

3.5 房地產(chǎn)中介——在房地產(chǎn)中應(yīng)用VR

VR技術(shù)應(yīng)用于房地產(chǎn)銷售和房地產(chǎn)開發(fā)，更有利于提高和提高交易效率，將為用戶提供360度全景體驗?？蛻舸髦鳹R眼鏡，可以進(jìn)行新的房子，建筑的結(jié)構(gòu)，并能自由行動，不受宣傳冊與規(guī)定的表格上的限制，以前的看房方式可能會消失的房地產(chǎn)機構(gòu)。

3.6 VR技術(shù)的發(fā)源地——VR在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實技術(shù)誕生于軍事領(lǐng)域和應(yīng)用，模擬虛擬現(xiàn)實技術(shù)的場景可以使軍事訓(xùn)練達(dá)到預(yù)期的效果，讓士兵避免死亡或重傷的風(fēng)險。在現(xiàn)代和平時代看來，訓(xùn)練有素的軍隊對國家經(jīng)濟(jì)的競爭是一種挑戰(zhàn)。

3.7 在宇宙中旅行的夢想——在旅游領(lǐng)域應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)

VR旅游是在VR頭戴式顯示屏，交互式視頻格式的3D顯示，將360度全景視圖傳遞給用戶。虛擬現(xiàn)實將成為未來旅行和考慮的重要指導(dǎo)。用戶可以使用虛擬現(xiàn)實來達(dá)到規(guī)劃和演示的目的，使旅行和計劃更容易。同時，探索一些無法進(jìn)入的行星。虛擬現(xiàn)實技術(shù)將改變?nèi)藗兂鲂械男侣糜误w驗，顛覆未來人們對旅游，旅游和旅游的認(rèn)識，成為文化旅游發(fā)展的重要方向。

3.8 顛覆電影——VR在電影領(lǐng)域的應(yīng)用

相比3D電影，IMAX電影和其他屏幕上的創(chuàng)新，語言和視聽敘事中的VR技術(shù)的變化可以被稱為革命性再創(chuàng)新。傳統(tǒng)電影是二維圖像顯示，而VR電影則是360度，可用于構(gòu)建三維圖像空間。明之電影更像是一部電影游戲，觀眾可以選擇另一個角度，在“內(nèi)部”完全淹沒并參與故事，體驗不同的進(jìn)步和故事結(jié)果的感知。

3.9 做出卓越的設(shè)計——工程中的虛擬現(xiàn)實應(yīng)用

工程仿真數(shù)據(jù)分析軟件和AVS/Express可視化套件的使用，結(jié)合數(shù)據(jù)手套和跟蹤設(shè)備，提供ABC平臺幾何分析數(shù)據(jù)的交互式可視化。將幾何分析數(shù)據(jù)與逼真的模型相結(jié)合，并使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)為用戶提供交互式視覺環(huán)境。

3.10 創(chuàng)建一個虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境——在教育中應(yīng)用VR

VR教育，并改變方式講授抽象的理論課程和實踐訓(xùn)練，VR技術(shù)給學(xué)生提供一個虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，如建筑人體模型，空間電腦上行駛，在廣泛的學(xué)科領(lǐng)域中顯示化合物的分子結(jié)構(gòu)課程，提供了一個虛擬的經(jīng)驗來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)過程。在一方面，人體結(jié)構(gòu)，材料和抽象的知識三部曲和其他方面的結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生直觀學(xué)習(xí)，而另一方面，在化學(xué)反應(yīng)，而高風(fēng)險測試的虛擬化，提高復(fù)讀生的經(jīng)驗，提升自己的技能。

4 VR技術(shù)在未來應(yīng)用暢想探討

4.1 日常家庭生活的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實技術(shù)形成一個購物環(huán)境，可以極大地改善和豐富顧客的網(wǎng)上購物體驗，這對網(wǎng)絡(luò)購物的年輕族來說無疑是美妙的?？蛻艨梢栽诩抑?，并通過點擊世界中央商務(wù)區(qū)，與本品進(jìn)行接觸更多的客戶，省時省力帶來新的網(wǎng)上購物體驗。

老年人往往是相對單一的群體。老年人更適合虛擬現(xiàn)實的實踐經(jīng)驗?，F(xiàn)在的生活是越來越多的老人和缺乏有效的溝通方式，并通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，虛擬現(xiàn)實的親戚，加強溝通和交流與遠(yuǎn)方的親人，朋友和分隔千里之外，甚至數(shù)年，除了穿越了時空，臉對臉，記住過去的美好時光，提高他們的生活質(zhì)量。VR等高科技手段將為老年人帶來更好的生活質(zhì)量。

虛擬現(xiàn)實概念的出現(xiàn)已經(jīng)開始使這些健身活動一開始就非常繁瑣，其無限的可能性。如果你正在使用虛擬現(xiàn)實設(shè)備，你可以利用健身，并通過有趣的生活增加體能，使得身體素質(zhì)可以消除無聊，在跑步機上配置的VR設(shè)備，體驗藍(lán)天白云，花草與大自然連接更親密。切換景點著名的味道，一路上的風(fēng)景，其中，同時增加健身，娛樂，房屋，而且還通過VR可以體驗與攀巖等帶來。

4.2 音視頻技術(shù)應(yīng)用

電影業(yè)的未來將會產(chǎn)生巨大的改變，從2D、3D到5D電影創(chuàng)新的方式的日新月異變化，電影作為一個技術(shù)視聽全面，VR技術(shù)運行的音頻和視頻電影自然一流的技術(shù)非常明顯。將深入劇情的方式，通過考慮電影觀眾的喜好，在參與的形式中推進(jìn)劇情，開放式的情節(jié)，用戶體驗VR電影情節(jié)，推動故事感的發(fā)。一些大公司已經(jīng)開始試圖從虛擬現(xiàn)實眼鏡運行音頻和視頻設(shè)備，作為用戶看起來很豐富，并在改項目上進(jìn)行大量投資。

4.3 豐富教育科學(xué)模式

VR技術(shù)創(chuàng)造的環(huán)境，以增強創(chuàng)新和教育的當(dāng)代模型的實際問題，可能是對教學(xué)內(nèi)容的豐富性的典范。VR技術(shù)已經(jīng)滲透到傳統(tǒng)的固件模型中。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，學(xué)生可以接近并加深對理論知識的理解。一個特殊的經(jīng)驗，以改善學(xué)習(xí)環(huán)境，并增加互動作用，使學(xué)習(xí)更有趣，增加感官刺激，你可以模擬相關(guān)的自然和社會環(huán)境，讓學(xué)生通過時間和空間，模擬環(huán)境之間的互動，快速獲取相關(guān)專業(yè)知識;在安全的環(huán)境中體驗其中的樂趣，如沖浪，航空等運動的經(jīng)驗;在生物實驗中，在細(xì)胞內(nèi)，直觀地看到DNA的結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生理解的書籍更好的內(nèi)容。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可應(yīng)用于幫助學(xué)生離開校園進(jìn)入自然實驗室、博物館等，以提供更全面的視角和豐富的學(xué)生感受體驗?？梢灶A(yù)見，VR技術(shù)的發(fā)展可以結(jié)合不同學(xué)科或內(nèi)容制作技術(shù)VR教學(xué)內(nèi)容為教師提供一個平臺，所以在教育中使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)設(shè)備作為加法的教學(xué)方法，與市場潛力和廣闊的。

4.4 旅游的創(chuàng)新應(yīng)用

在推動IT服務(wù)業(yè)時代變革的推動下，旅游可以應(yīng)用以高科技為基礎(chǔ)，以滿足更加豐富，個性化的旅游定制需求。借助VR虛擬游覽模式，交易將增加游客旅行的次數(shù)，以及其他小時間間隔，而虛擬世界游覽的有趣游客將能夠獲得更多。另外，不適合老年人，殘疾人等特殊群體的旅游，在虛擬現(xiàn)實中的旅游用戶群體將會更加穩(wěn)定。除了一些尋求完美的旅行體驗以獲得愛好體驗，為虛擬旅行提供豐富，愉快和安全的旅行體驗以實現(xiàn)虛擬旅游之外，還有希望看到這個世界。旅游業(yè)正試圖成為“綠色產(chǎn)業(yè)”，特別是保護(hù)自然資源，環(huán)境，歷史，文化遺產(chǎn)，使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的VR將成為現(xiàn)實，這將促進(jìn)旅游業(yè)的可持續(xù)和長期發(fā)展。

5 結(jié)論

目前投資機構(gòu)普遍非常重視企業(yè)的研發(fā)，VR技術(shù)開發(fā)也非?；钴S，目前已經(jīng)開始第三波發(fā)展浪潮。從市場的角度來看，VR技術(shù)的推廣還有許多局限，諸如Oculus Rift和三星Gear等主流產(chǎn)品的推出，人們也開始關(guān)注具體的內(nèi)容制作。同時，目前缺乏市場內(nèi)容也是VR技術(shù)的一個重要瓶頸。通過不斷的技術(shù)發(fā)展，VR技術(shù)目前的瓶頸總會解決，除了在本文提到的10個領(lǐng)域中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)外，還將創(chuàng)造新的應(yīng)用領(lǐng)域。

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