虚拟现实技术及其应用研究

2021-09-10谭恒松

学习与科普 2021年20期

关键词：虚拟现实研究应用

谭恒松

摘要：虚拟现实技术是目前一项引人关注的技术，它能使人在虚拟世界里面得到真实的体验感受，在很多领域都有应用。本文介绍了虚拟现实技术的重要特征以及虚拟现实技术的应用情况，最后对虚拟现实技术进行了展望。

关键词：虚拟现实;应用;研究

近幾年，虚拟现实技术从2016年爆发之后有所沉寂，但虚拟现实技术已经慢慢应用到各行各业，随着虚拟现实技术和5G技术的发展，5G为虚拟现实技术扩展无限可能，虚拟现实技术将影响我们生活的方方面面。

一、虚拟现实技术概述

虚拟现实技术（简称VR），是指利用计算机生成一种可对参与者直接施加视觉、听觉和触觉感受，并允许其交互地观察和操作的虚拟世界的技术。虚拟现实技术将现实中场景或者我们肉眼看不到的物质，通过三维建模表现出来，通过虚拟现实头显让参与者有身临其境的感受。

虚拟现实技术主要具有以下五个重要特征：

（一）沉浸性

沉浸性指的是虚拟环境给参与者带来身临其境的体验。虚拟现实系统根据人的视觉、听觉等产生逼真的三维立体图像，参与者通过各种头显设备来感知虚拟的场景，仿佛置身于真实的客观世界中一样。

（二）交互性

交互性指的是参与者借助手柄等设备与虚拟现实中的物体及场景进行交互，如移动一个球等动作。

（三）多感知性

多感知性表示系统应该拥有很多感知方式，比如听觉，触觉、嗅觉等等。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能，但由于现在技术的限制，虚拟现实技术能实现的感知功能仅限于视觉、听觉、触觉、运动等几种。

（四）想象性

想象性指的是虚拟现实技术能创造出不存在的物体或者场景，拓展人的思维，能启发人的创造性，产生新的构思。

（五）自主性

是指虚拟环境中物体依据物理定律动作的程度。例如，当一个盒子受到力的推动时，盒子会向力的方向移动。

二、虚拟现实技术的应用现状

当前，虚拟现实技术在许多行业和领域中都有着众多的应用，主要涉及到娱乐游戏、教育、工业、医学、军事、等领域。

（一）在娱乐游戏方面的应用

虚拟现实游戏现在慢慢火起来，在STEAM平台上已经上架了几百个虚拟现实游戏。在虚拟游戏中，玩家可以体验不同的场景，如枪战游戏中身临其境地感受战场的残酷。随着虚拟现实技术的发展，电影《头号玩家》中的场景可能会成为现实。除了游戏，虚拟现实技术广泛应用在观影上。市面上有很多虚拟一体机，如创维V901增强版VR一体机可解码1080P、4K、8K等主流视频，可以360°沉浸式观看4K或者8K全景视频，观影画面更加清晰细腻，躺在沙发上也能享受巨幕观影体验。

（二）在教育方面的应用

在教育方面，虚拟现实技术能突破传统教育的局限。现在很多学校都建设了虚拟现实实训室，虚拟现实技术能将现实世界中没法展现的物体通过头显展现出来，让学习者直接、自然地与虚拟环境中的各种对象进行交互作用。虚拟现实技术将为学习者掌握一门新知识、新技能提供最直观、最有效的方式。

（三）在工业领域方面的应用

在工业领域特别是在工业制造方面，虚拟现实技术现在已经应用在生产制造各个环节，虚拟现实技术为一些企业提供了一种全新视角，帮助企业观察产品以及产品被制造的过程。虚拟机械装备用于帮助工程师在不需要实体模型的情况下进行产品虚拟设计，减少了物理样品制作次数，降低了成本，让设计决策更可行。

（四）在医学方面的应用

虚拟现实技术在医学方面有很多应用，如虚拟内科诊断、外科虚拟仿真训练、数字医院医学仿真、VR手术直播等。据报道，路易斯维尔大学的研究人员还尝试用VR来治疗焦虑和恐惧症。瑞金医院在2016年就完成过国内首例VR手术直播，让全国各地的医生能够身临其境般“围观”手术的全过程。

（五）在军事方面的应用

虚拟现实技术在军事方面主要用在和战场相关的模拟训练方面，这样大大降低训练成本，在提高军事训练的效率的同时，也能够保证训练人员的安全。

三、虚拟现实技术的展望

尽管当下虚拟现实技术发展遇到了各种困难，特别是在硬件方面，头盔过于笨重并且价格较贵，严重制约了虚拟现实技术的应用范围。但随着技术的发展，可以预见，虚拟现实技术将会慢慢融入我们生活的方方面面，特别在教育方面会得到很大发展，各种知识将通过虚拟现实技术展现给学生，让学习变得更加轻松。

四、结束语

现在一些大的公司如苹果公司和华为公司都在极力推出新的VR产品，他们都看中了虚拟现实技术的广阔前景。虚拟现实技术在未来将给我们带来很多便利，可能会改变我们的生活方式。