虚拟现实关键技术

方斌 罗国强

摘要：虚拟现实技术在目前的社会生活实践中有着重要的应用，而且该技术的发展和应用推动了相关产业的繁荣，所以说虚拟现实技术是具有极高利用价值的高科技技术之一。对虚拟现实技术进行具体的分析会发现该技术涉及较多的内容，其中一项特别突出的技术是图像识别，而且从研究结果来看，图像识别在虚拟现实技术的具体价值和功能实施中发挥着重要的作用，因此在虚拟现实技术利用的过程中必须要强调图像识别技术的分析与应用。简单来讲，虚拟现实技术的关键性技术内容之一是图像识别，所以文章对图像识别技术进行具体的分析与讨论，旨在为技术利用和研究深入提供参考。

关键词：虚拟现实技术;图像识别;应用

中图分类号：TP311 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）33-0178-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

对我国现阶段的产业发展做具体的分析会发现，产业发展专业化、规模化和技术化与技术的应用是密不可分的，所以诸多产业中的先进技术利用实现了产业的跨越式发展，使其进入了全新的局面。虚拟现实技术在我国较多的产业领域有所应用，且有效地推动了产业进步，比如影视娱乐、教育、设计和医学方面的虚拟现实技术应用有效地推动了相关产业的发展与进步，而且解决了不少产业发展实践中的难题。可以说，虚拟现实技术是目前社会实践中有较高利用价值的高新技术之一，所以对其进行分析与讨论有突出的现实价值。图像识别作为虚拟现实技术的关键性技术之一，对虚拟现实技术的价值发挥着重要的作用，因此分析研究图像识别技术并了解其应用，这对于相关工作开展有积极的作用。

1 虚拟现实技术

要了解虚拟现实技术中的关键技术之一——图像识别技术，首先要对虚拟现实技术有全面的认知。所谓虚拟现实技术，又称之为灵境技术，日常实践中提到的VR指的就是虚拟现实技术，其是20世纪发展起来的一项全新的实用技术。对虚拟现实技术进行具体的分析会发现其囊括了较多的技术内容，比如计算机技术、电子信息技术、仿真技术等[1]。就虚拟现实技术的具体实现来看，其主要的方式是利用计算机模拟虚拟环境，从而使人在环境中产生沉浸感。在社会生产力不断进步和技术研究不断深化的情况下，各行各业对虚拟现实技术的应用需求不断增大，市场需求的扩大推动了技术的研发和进步，所以目前的虚拟现实技术依然处在蓬勃发展阶段，其影响和应用范围在不断地扩展。

虚拟现实技术产生于20世纪，发展到今天，其一共经历了四个阶段：第一阶段为1963年以前。虚拟现实技术的相关思想与思考在此之前产生，并且有了相关的实验;第二阶段是1963年到1972年，这个阶段称之为虚拟现实萌芽阶段;第三阶段是1973年到1989年，这个阶段，虚拟现实的概念产生便初步形成了完整的理论;第四个阶段是1990年后，这个阶段，虚拟现实理论有了进一步的完善，其也开始在各个行业中进行应用。

对目前社会中的虚拟现实技术应用进行分析可知，从不同的角度对技术进行划分，其会有不同的种类，比如基于沉浸式体验角度进行分类，其会划分为非交互体验、虚拟环境交互式体验等几类[2]。如果是按照系统功能进行划分，其又会被划分为规划设计类、娱乐展示类、训练演练类的。总的来讲，无论是何种类型的划分，虚拟现实技术应用都有五个方面的突出特点，分别是沉浸性、交互性、多感知性、构想性和自主性。

2 图像识别技术

图像识别是虚拟现实技术中的关键技术之一，对虚拟现实技术的具体利用效果有显著的影响。从现实分析来看，图像识别属于人工智能的一个领域，其具体指的是对图像进行对象识别，所以图像识别技术就是识别各种不同模式的目标和对象的一种技术[3]。从图像识别技术的具体利用来看，该技术的利用是以图像主要特征为基础的，举个简单的例子，要利用图像识别技术识别字母A、P和Y，需要把握三个字母的特征，其中A有个尖，而P则有个圈，Y的中间位置有个锐角。三个字母的特征不同，所以在特征把握的基础上其可以被有效识别。

研究具体的视觉影响资料等发现人类在图像识别的时候总是会将焦点集中在图像的主要特征方面，比如在认识一个人的时候，目光会集中在其无关方面，如眼睛的大小、眉毛粗细、形状、鼻梁是否高挺等[4]。基于视觉规律，图像识别技术在应用的过程中，其焦点也在图像的主要特征上，也就是说技术利用会将焦点集中在图像轮廓曲度最大或者是轮廓方向突然发生改变的地方，这些地方的信息量是最大的，所以对识别图像是最有效的。简单来讲，图像识别的基础是图像特征的掌握，所以在图像识别技术的具体利用中，强调特征的集中概括是非常必要的。

在目前的虚拟现实技术利用实践中，图像识别技术的应用对于虚拟现实有非常重要的作用。举个简单的例子，要利用虚拟现实技术进行场景的模拟和人物的虚构，需要对场景的特点进行掌握，同时还要对人物形象进行构建，要想让体验者在虚拟环境中真正地获得沉浸感，则人物、环境需要能够被识别，而具体的识别工作就需要利用图像识别技术。简单来讲，在虚拟现实技术应用实践中，如果缺少了图像识别技术，相应的场景构建和模拟便无法实施，所以图像识别技术在虚拟现实技术中的利用是无可替代的。明确图像识别技术的具体应用，这于进一步的研究图像识别技术等有突出的现实意义。

3 图像识别技术的应用

在虚拟现实技术应用实践中，图像识别技术的利用比较广泛。当然，要在实践中充分地利用虚拟现实技术的关键技术——图像識别，需要对图像识别的原理进充分理解，这样，技术应用的专业性和规范性才会全面提升。

3.1 图像识别的原理和过程

明确图像识别的原理和过程对该技术的具体应用有突出的现实价值。就目前的分析来看，图像识别技术的基本过程包括五个环节，以下是识别原理图和过程详解。

首先是信息的获取[5]。信息获取主要利用的是传感器。传感器可以将光、声音等信号进行电信息转化。就信息而言，其既可以是二维的图像，比如文字、图像等，也可以是一维的波形，比如声波、心电图等，同样还可以是物理量或者是逻辑值。

其次是信息的预处理。在获取了基本的信息找内容之后对转换所得的电信号进行预处理。具体的处理包括了A＼D、二值化、图像的平滑、变换、增强、恢复等。一般来讲，信息的预处理主要是进行图像处理。

再次是进行特征的抽取和选择[6]。在上文的分析中提到，图像识别的关键是进行特征的识别，所以在具体实践中，要识别图像，需要对图像的特征进行抽取。举个简单的例子，如果是一副64x64的图像，其可以得到4096个数据。这种处于测量空间中的原始数据通过变换后可以获得特征空间，而特征空间在反映分类本质特征方面有积极的意义。可以说，原始数据变换、提取过程实际上就是图像特征提取和选择的过程。

第四是分类设计[7]。就分类设计而言，其主要的功能是通过训练实现判决规则的确定。在确定了判决规则后利用该规则进行具体分类，错误率会较低。

最后是进行分类决策。在特征空间中对识别对象进行分类，最终可以获得识别结果。

3.2 图像识别技术的利用

从实践分析来看，图像识别技术是立体视觉、运动分析、数据融合等使用技术的基础，其在多个领域发挥着重要的作用，所以就图像识别技术的具体使用进行分析与讨论有突出的现实价值。

首先是遥感图像识别。就图像识别技术的具体应用分析来看，其在航空遥感和卫星遥感中有重要的应用。利用图像识别技术可以进行有用信息的提取，这对于地质地形勘测、森林、农业调查等有积极的作用[8]。举个简单的例子，每年夏季，长江中下游地区，比如江西北部、安徽南部等会受到洪水灾害的威胁。利用遥感图像识别技术进行河流范围、湖泊面积等的测量分析可以发现河流、湖泊的变化趋势，这对于灾害预警工作的推进有积极的意义。简言之，强调图像识别技术的分析与应用对目前的社会工作实践有积极的作用。

其次是在生物医学图像识别。对现代医学进行总结分析会发现图像识别的应用非常的广泛。在医学实践中，图像识别技术的显著特点是直观、无创伤和安全方便，其能够为临床诊断和病例研究提供更加丰富的参考资料。举个简单的例子，在患者的疾病诊疗中，并不是所有的疾病都会表现在外部，所以要想真正地确定疾病，还需要对脏器进行检查。利用图像识别技术，不需要通过手术便可以对患者的脏器等进行检查，基于检查结果和患者的具体表现，疾病诊断的准确性会更加突出。

最后是机器视觉领域的应用。机器视觉是智能机器人的重要感觉器官，其可以实现对3D图像的理解和识别，该技术是目前研究的热门主题之一。就机器视觉的应用来看，其领域十分广泛。举个简单的例子，工程实践需要做全面的区域勘察与测评，但是部分区域具有危险性，人类是无法进入其中做相关测量和分析的，比如深水环境、有大量化学污染的环境等。在这些环境中利用机器人进行相关测量，其可以获得相应的数据，而机器人在自主工作的过程中，其借助的重要感官便是机器视觉。再比如在2020年初发生的新冠肺炎疫情防治中，为了有效地规避人员接触，切断传染源，在一些场合利用具有自主性的机器人进行服务成为一大亮点。机器人在服务过程中能够科学避让障碍物，准确地达到服务效果，这与图像识别技术的有效利用是不可区分的。

4 结束语

综上所述，虚拟现实技术在目前的各个领域有重要的应用，且产生了显著的应用成果，所以积极地发展虚拟现实技术并扩大其应用有突出的现实价值。就虚拟现实技术分析来看，其中一项不可缺少的技术内容是图像识别技术，该技术的具体利用对虚拟现实技术应用效果的增强起到了重要的作用，而且在大多数条件下，图像识别技术的利用出现问题往往会直接导致虚拟现实技术应用失效，所以分析该技术的相关内容有突出的现实价值。

参考文献：

[1]魏晓光，唐潇，张倩，基于真实感的虚拟现实关键技术研究[J].现代电子技术，2019，42（9）：111-114.

[2]罗术通，吕伟力.计算机虚拟现实关键技术浅析[J].科技资讯，2019，17（33）：24-25.

[3]华子荀，虚拟现实技术支持的学习者动觉学习机制研究[J].中国电化教育，2019（12）：16-23.

[4]李波.计算机虚拟现实关键技术分析[J].网络安全技术与应用，2019（6）：84-85.

[5]邱振青，一体式虚拟现实头盔关键技术分析[J].中国科技纵横，2019（12）：30-31.

[6]尹進，基于计算机虚拟现实关键技术分析[J].电脑迷，2019（1）：32.

[7]冷艳萍，关于计算机虚拟现实关键技术的探讨[J].佳木斯职业学院学报，2019（10）：205.

[8]孙志伟，李小平，张琳，等，虚拟现实技术下的学习空间扩展研究[J].电化教育研究，2019，40（7）：76-83.

【通联编辑：李雅琪】