体感交互式VR在数字娱乐中的应用及发展

张爽

【摘要】 随着数字化体验时代的发展，体验式与沉浸式的人机互动成为热点，人机交互方式日益趋向自然化。VR设备被高效的利用在数字娱乐，虚拟博物馆，医疗等多领域。本文通过对虚拟现实技术广泛应用、发展历程及发展前景的展现，希望对今后虚拟现实技术运用提供理论参考。

【关键词】 虚拟现实 数字媒体 人机体感交互 用户体验

一、虚拟现实技术的人机交互方式及原理

1、虚拟现实技术的交互特征。虚拟现实技术（VR）也被称为是灵境技术，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，通过计算机设备创造视听感受逼真的三维虚拟环境。具有多感知性、交互性、自主性、沉浸式特征。交互性体现在以用户为主体，在虚拟现实系统中近乎自然的三维立体交互与多感知的人机交互。沉浸性体现在使得用户能把自己置身在计算机产生的三维虚拟环境中，让用户能够在虚拟环境中感知各对象的相互作用[1]。自主性的特征则体现在让人能从定量定性的综合系统中来获得感性或理性的认识，从中能够获得相应的启发和深化概念的过程，从而萌发新意。虚拟现实技术在交互特征方面得以显著的提现。

2、虚拟现实技术的系统的构成。在系统的模块上包括传感器模块、反馈模块、检测模块、控制模块等。传感器模块用来接收用户操作命令，应用在虚拟环境中，把操作后所产生的结果运用反馈形式提供给用户。反馈模块则接收传感器信息，及时反馈给用户。检测模块是对用户操作命令的监测，然后通过传感器作用于虚拟环境。控制模块用于构建现实与虚拟的环境。数字娱乐中运用最广泛的，基于Unity3D的体感游戏开发的Kinect传感器，是通过骨骼动作捕捉和感知外界的CMOS红外传感器是通过黑白光谱感知环境，黑白间的灰色地带对应物体到传感器的物理距离 [2]。

二、虚拟现实技术的应用现状及发展历程分析

1、虚拟现实技术的应用现状分析。虚拟现实技术的应用日趋商业化与广泛化，尤其在数字娱乐领域中的体感游戏设计、3D展示、实景还原等应用中。在工智能中提升计算机自学功能，增强其趣味性与高效运作能力。而作为传输显示信息的媒体，在虚拟现实技术的应用下，能够将静态艺术通过转化成为动态的艺术，提升艺术的欣赏度和艺术感染力[3]。在教育领域中，教学中的应用，通过建立虚拟的校园通过师生间以及学生间的信息交流，加强彼此的沟通。通过虚拟课堂的建立，推动在线教育和数字校园的发展，而通过模拟实验的建立就能够通过虚拟技术对虚拟的仪器进行制作，让学生能够不受环境以及时空等条件的限制，在实验的安全性上也能得到保障。在城市规划中用于展示宣传城市建设，系统根据城市的当前状况和对未来的规划，将城市的过去、现在、未来展现在市民面前。[4]虚拟现实技术在医学领域以及工业领域中的应用，虚拟人体让医生对人体的构造以及功能。在手术系统的虚拟过程中，能够提高手术的技术。而将这一技术在工业领域进行应用，就能进行虚拟装配以及工控仿真等[3]。现在社会各个领域出现的多媒体电子装置，包括3G重力感应手机，移动互动电视、巨型投射银幕交互投影展示，小巧的电脑装置等以不同的形式改变着我们的生活，而包含多种感应器官的互动媒体的研究也成为必然，而综合运用多种器官来实现互动的虚拟现实技术称为互动多媒体系统。2010年11月4日美国微软退出了XBOX，体感周边设Kinect，使体感游戏与虚拟技术的融合，在以人为中心的交互设计中呈现出炫酷的核心玩法和机制。

2、虚拟现实技术的发展历程分析。虚拟现实技术在发展中经历了几个重要的阶段，从上世纪五十年代到七十年代是虚拟现实技术发展的探索阶段，美国的相关研究人员首次提出了有交互图形显示力反馈设备和声音提示的虚拟现实系统基本思想。到了1966年就对头盔式显示器研制工作进行了实施，在1975年的时候提出了人工现实这一思想。构想了液晶显示器以及立体输出装置以及跟踪装置三部分所构成的头盔显示器系统，并进行设计了双目潜望式全景器[5]。在九十年代初期宇航员对虚拟现实系统在航天飞机领域进行了应用，并获得了成功。在进入到新的发展阶段，虚拟现实技术的发展又有了新的进展，在世界最大的虚拟现实技术软件公司之一的英国超景公司组织开发出了，在电脑屏幕上进行游览超级城市的立体图像，对人们的生活场景进行了真实性的模拟，并在诸多的领域也有了更广泛的应用。

结语：虚拟现实技术将会发展成为一种改变我们生活方式的新突破，目前，卡发着如何为用户提供一个真正的身临其境的体验还存在技术局限性，现阶段虚拟现实技术还需要加深理论的研究与实践方法总结，从而更好的促进实际的技术应用和推广，为用户提供更好的交互体验。

参 考 文 献

[1] 陆辉，缪明月. 基于虚拟仿真技术的应急管理实验教学系统研究[J]. 教育教学论坛. 2015（27）

[2] MICHELLE MENARD. Game developer with Unity[M].史晓明，李强译.北京：机械出版社2012

[3] 刘桐. 虚拟现实技术在房产展示系统中的应用[J]. 现代交际. 2015（03）

[4] 张菁，张天驰，陈怀友，虚拟现实技术及应用[M]。北京：清华大学出版社，2011

[5] Williamr Sherman ，Understanding virtual reality：interface，application and design 2002