虚拟现实技术在游戏中的应用

高海涵

摘 要 虚拟现实技术是计算机技术衍生出来的高端技术，利用图形显示技术、人机交互技术，生成三维的逼真环境，使得参与者得以和虚拟现实中的各种对象进行实时交互感知和操作，达到身临其境的效果。近年来这项技术在许多领域得到广泛的应用，尤其是游戏领域。

关键词 虚拟现实；游戏中的应用；交换性

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2018）203-0083-02

1 概述

1.1 虚拟现实技术的概念

虚构理想技术使人无论怎样转动视角其所看到的场景均为电脑预先设定的虚拟场景，从而使使用者感到身在其中，产生极强的沉浸感与参与感。尽管玩家内心清楚游戏中的人物与场景全是假的，但环绕视野与声光触觉模拟器使他的潜意识认为自己处于真实的世界，电脑能够立即中止简单的运算，将准确的3D世界影像传回爆发临场感，达到人在房中但心游天下的效果。

这项技术相比传统显示技术最大的不同是以一个360°无死角的屏幕代替了有限的二维屏幕，给人以身临其境之感，与3D技术的结合和传感器的使用更减少了的传统游戏无法避免的人机隔阂，具有广阔的市场前景与应用价值。

1.2 历史的回顾

1）提出。

20世纪80年代由美国VRP公司提出。

2）发展历史。

虚拟现实技术演变发展史大体可分为3个阶段，虚拟现实（VitualReality）是20世纪90年代开始兴起的一项新技术，是计算机技术与艺术设计相结合后产生的一种能够呈现实物模型，并为人们体验理解某一情景、环境带来更真实感的一种创新。使人们对某一种事物的认知与理解不单单停留于想象层次更给人一种身临其境的真实感。它的视、听、触等方面得到新体验已经在各个领域上产生新的影响。

它结合了数字图像处理，多媒體技术，传感器技术等将传统的二维层次的多媒体游戏技术变成三维立体的虚拟数字化游戏设备，创造了一种新型游戏方式。总之，虚拟现实技术在现代化游戏应用中具有重大影响。

2 主要特点及应用前景

2.1 主要特点

1）多感知性。

多感知性（muliti-sensory）给予以宽阔的想象空间，充分调动用户构想，无论是真实存在的还是自发想象到的，都可以被构建出并呈现在使用者眼前，这种虚拟现实技术在各个方面解决了人们内心的想象，在视、听、触等方面给人以逼真地情景。虚拟现实技术的多感知性离不开传感器与模拟器的应用，他使使用者产生了多维度的感觉体验，突破了传统显示技术只有视觉刺激的弱点，给人以更加真实的体验。

2）浸没感。

沉浸感（immersion）指用户可以隔入一个与虚拟环境，在这个高真实化的虚拟环境中，用户很难有对真假辨知所带来的不适感，在这个环境中用户从看、听、触三感上完全融入对环境中物体的体会与认知，以各个角度分析信息，数据，使用户对外物得到新的认识。

尽管用户内心知道虚拟环境是电脑模拟产生，但他的潜意识中却十分认同这是真实存在的，现实感极为强烈。

3）交互性。

交互性（interactivity）指用户对虚拟环境下事物的可操作程度与真实环境下的程度相似，这样就更能增强虚拟环境的真实性。当你身处虚拟环境中，用手或抓举外物时，它带来的质感，可操作感会使你有全身心融入的感觉，它会随着你的操作而改变位置方向。总之，给用户很强的真实感

2.2 主要技术

1）显示技术。

这里的图像不同于日常生活中的二维平面图像，而是抓住用户双眼对物体的视差并利用运动的图像或可以给大脑带来错觉的特殊结构的图像使呈现在人们面前的图像表现为立体三维的，能随客户的观察角度的变化而变化。虚拟现实技术最主要的就是提高精度的传感器，声音传感器可以将平面声音立体化利用时间差与人耳听力的特性是环境更真实；视觉传感器，多方位的视觉点利用人眼观察物体时产生的误差造成三维空间的假象人机交互，将人体运动信号通过传感器传入计算机中，使其对人的行为作为与现实状况相同或相似的反应。

2）跟踪系统。

每个物体相对于系统的球极座标都是被事先设定好的，而跟踪头部运动的虚拟现实头盔是用户的视觉系统和运动感知系统之间联系起来。

3）声音技术。

人们之所以能很好地判定声音的方向，是因为声音到达耳朵的时间和距离有所不同，因而产生的相位差和强度差来确定声音的方向。常见的立体声效果就是靠左右耳听到在不同位置录制的不同声音来实现的。

2.3 应用前景

近日，美国空军宣布将斥巨资打造一个虚拟现实技术中心，以期利用这项技术提高美军的实战战斗力。虚拟现实技术正逐渐走入我们的生活在现实生活中应用日益广泛。

1）医学应用。

在我国的医学院校实践操作用具十分短缺，如果能够采用虚拟现实系统进行医学培训学习和研究。

2）工业仿真。

已经被世界上的许多大型企业广泛的应用的工业生产中，提高了企业的开发效率，增强了企业的数据采集分析处理能力。

3 虚拟显示技术在游戏中的应用

3.1 虚拟现实技术在游戏中应用的关键技术

1）人机交互技术。

人机交互技术（human computer interaction technology）是通过计算机输入输出设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术。它是虚拟现实技术的核心。计算机通过传感器感知的人类的反应，也就是输入信号，在通过预先设置好的程序，对输入信号进行处理，并调控系统内的图像声音等输出信号，给计算机系统赋予生命。

2）立体显示技术。

我们对客观的世界的认知是三维的，我们通过感知器官如眼睛获取三维世界的图像并传输到大脑，显示出来。立体显示技术通过特定的成像设备，向大脑中传输模拟世界的图像使人产生对模拟世界的认识。2014年世界杯运用了三维成像技术，场外裁判在观看比赛时可以通过大屏幕将是否进球是否犯规的行为判断出来。

3）计算机仿真技术。

计算机系统中通过对模拟世界声音画面的模拟，达到以假乱真的目的。通过对人眼视觉体验的模拟，产生立体感。

3.2 虚拟现实技术在电脑游戏中应用的优势

1）有利于提高游戏的交互性与真实性。自从电脑游戏诞生，以来人们一直都渴望电脑游戏中的场景能变得更加真实、更加逼真。为此早期的电脑游戏设计师不断地对游戏中的场景进行优化来达到这个目的，但是无论场景多么真实，电脑屏幕存在使用给人一种置身事外的感觉。虚拟现实技术很好的解决了这个缺点，人机交互技术保障人和游戏之间能够不断沟通，仿真技术给人以身临其境之感，可以料想到，今后的游戏摄影师，大可不必将精力放在提高游戏的真实性上，而是提高游戏画面上。

2）虚拟现实技术的出现改变了游戏行业发展的方向。传统的游戏是通过设置某游戏场景，人对于这个游戏场景，只是一个参与者，好像游客一样。然而虚拟现实技术游戏使娱乐者变为游戏的主动参与者甚至参与游戏场景的设置。就像著名游戏《我的世界》一样，在游戏中并没有复杂的情节，设计者通过创造虚拟世界的方式，使玩家在其中自由发挥，通过移动方块构建具有自己特色的世界，使人乐此不疲。

3.3 不足

1）设备过于昂贵而且十笨重。虚拟现实社备发展到这个阶段，价格仍然居高不下，而且需要数据网络的支持，所以只能在特定空间的使用，并没有发展出便携式设备。

2）让人感觉疲劳。由于虚拟现实设备具有沉浸性的特点，难以避免的有少数玩家沉迷其中，甚至无法区分虚拟与现实社会。

4 展望

1）发展无线设备及便携式设备。

2）设立统一的标准。endprint