浅谈计算机技术在虚拟现实技术中的应用

朱悦云

（开封大学，河南 开封 475000）

0 引言

在科学技术的发展过程中，虚拟现实技术的出现与应用能够为人们创造出真实化的场景。随着计算机技术的发展，信息处理效率不断提高，需要人不断适应计算机。在这种情况下，作为一种工具，计算机的应用将会受到的一定的限制。为了妥善地解决这些问题，需要将计算机作为连接虚拟世界与现实世界的桥梁，更好的应用虚拟现实技术。随着基于计算机技术的虚拟现实技术的发展，可以有效地解决人们遇到的难题，为我们的生活与工作创造便利条件。

1 虚拟现实技术概述

随着信息时代的到来，信息技术的应用水平不断提高，为人们的生活与工作带来了更多便利条件，因此，虚拟现实技术的出现对于社会发展具有重要意义。虚拟现实技术是一项高科技技术，这项技术的快速发展主要依赖于计算机仿真技术、网络并行处理技术及人工智能技术，这些技术都需要计算机技术提供必要的支持，才能有效地提高虚拟现实技术水平。在计算机技术的发展过程中，为了有效地促进虚拟现实技术的发展与应用，需要全面地了解计算机技术发展历程。在这种情况下，才可以合理地应用计算机技术[1]。

2 虚拟现实技术的特点分析

2.1 构想性特点

应用虚拟现实技术，更好地调动人们的创造性思维，利用虚拟现实系统，可以通过定性、定量综合集成虚拟环境中获得理性认知与感性认识，进而加深对概念的印象，启发更多创意的产生，体现出这项技术的构想性特点。因此，对虚拟现实技术进行合理的应用，可以为人们创造出心中构想出的场景，通过先进技术的应用将想象变为现实。与此同时，虚拟现实技术也属于一种新媒体，可以创建高级用户界面，而且能够应用在各个行业中，妥善地解决行业发展中遇到的问题。为了实现这一目标，我们需要重视对这方面应用软件的开发，将人们的想法更好的转换为虚拟现实场景[2]。

2.2 交互性特点

在应用虚拟现实技术的过程中，可以创建出具有交互性特点的虚拟环境，在这个虚拟环境中，能够使人机交互过程更加趋向于自然。在人机交互过程中，我们可以使用鼠标、键盘向计算机输入指令，也可以通过虚拟现实技术中年的传感设备进行。在这种情况下，用户想要控制虚拟环境中的对象，只需要通过语言、动作的方式实现。通过用户的脑部、眼睛、肢体动作以及语言等，计算机可以对虚拟系统的声音与图像进行有效地控制。

2.3 沉浸性特点

在虚拟现实技术的应用过程中，需要通过计算机技术来建立与现实世界一致的虚拟世界，暂时将用户与外界的信息交流切断，将自身的视觉与听觉转移到须弥事业中，具有沉浸性特点。虚拟环境能够跟踪用户的肢体动作，用户可以自由行动，完成与现实世界中相同的动作。一般情况下，虚拟系统中使用的输入设备都需要面向用户的感觉器官，只有这样，才能保证用户在这个过程中能够获得足够的沉浸感。此外，感知性、感知性同样是虚拟现实技术的特点[3]。

3 计算机技术与虚拟现实技术之间的关系

在人们目前的生活与工作中，计算机技术的应用能够带来巨大的便利条件，导致人们对计算机的依赖程度也不断提高，更多的工作需要通过计算机来完成。虚拟现实技术是计算机技术中的一个分支，目前已经被广泛地应用到更多行业的发展中，为人们建立真实的感官环境。对计算机技术进行合理的应用，需要利用系统指令、运算方法、中央处理器设计以及运算器设计等方法实现丰富的功能。因此，计算机技术与电子、数学等学科之间联系紧密，其中包括虚拟现实技术。

对于计算机技术而言，虚拟现实技术属于其中的一个分支，通过虚拟现实技术的应用，能够建设一个虚拟世界，使人们能够全身心地投入其中。这个虚拟世界可以对现实世界中的所有事物进行模拟，具有良好的仿真性，形成一个三维动态实体。对于计算机技术的科学应用，可以大幅度地提高虚拟现实技术中虚拟世界的真实性。随着信息技术的快速发展，虚拟现实技术体现出其独特的优势，已经成为目前最受欢迎的信息化技术之一，已经被广泛地认可并应用在高科技前沿。与此同时，计算机技术的发展是推动虚拟现实技术发展的关键因素，同时也导致虚拟现实技术与其他学科之间形成了更加紧密地联系，社会各界对于虚拟现实技术的重视程度也不断提升，受到了更加广泛地关注[4]。

4 计算机技术在虚拟现实技术中的应用

随着信息时代的到来，在计算机技术的发展过程中，必须满足时代发展的要求，对相关技术进行进一步的探索与创新，对新兴技术进行积极的研究与应用，为虚拟现实技术的发展提供必要条件。对于虚拟现实技术而言，计算机技术的应用主要体现在以下方面：

4.1 虚拟现实环境的建立

在虚拟现实技术的应用中，只有保证虚拟现实环境的真实感，才能为用户提供更好的应用体验。在建设虚拟现实环境的过程中，需要得到计算机技术的支持。在建设虚拟现实环境时，需要模拟所有真实对象的物理属性，其中包括形状、纹理以及物体的相对位置。与此同时，实时绘制则需要在用户观点出现变化时，需要更新其能够看到的场景，并且要确保图形的更新速度可以满足用户的观察速度，这样才能避免出现滞后问题。为了妥善地解决滞后问题，需要计算机每秒输出图像10～20帧。一般情况下，我们可以应用现实渲染算法，保证图形的质量与真实性，同时有效地提高每帧的渲染速度。虚拟现实环境的应用需要进行实时3D渲染，对于图形的生成速度要求较高，必须保证生成图形的实时性，通过计算机技术的应用，能够在有限的时间内实现。以目前的计算机图形级别而言，需要保证有足够的时间用于计算，此外使获得的计算机图像的精细度与照片水平一致[5]。然而，虚拟环境中的图形是需要实时产生的，而在受到时间限制的情况下，设计人员需要有效地提高虚拟环境中的集合复杂性及图像质量，还需要运用环境映射、纹理映射等相关技术，使虚拟现实环境拥有更好的真实性。

在这些技术的应用中，环境映射能够将改点作为视点的方式形成环境映照，在一个中间面上投影布局场景，这样的中间面包括球面、圆柱体以及立方体等。在这种情况下，利用该点朝任一视线方向观察场景，环境映照便都能够显示出准确的场景视图。而纹理映射需要在简单物体的几何表面上粘贴纹理图像，这样能够对物体表面的细节进行更加真实的描述，有利于提高虚拟现实环境的真实性，而这些贴图过程就是映射过程。纹理映射是一种快速、有效地提高真实性的方式，能够在有限的计算量中最大限度的优化显示效果的真实性。从本质上来看，纹理映射需要利用二维平面图像实现对三维模型局部的取代。实时绘制技术主要包括几何图形实时绘制技术与图像实时绘制技术。其中几何图形实时绘制技术的应用能够取代先建模后确定光源的绘制方法，利用当前的图像来建立未知视角。而图像实时绘制技术的应用则能够在已经建立的场景中对近视点或者视线方向的画面进行对接，实现图像的交换、插值及变形，以便及时地获取试点画面[6-7]。

4.2 三维虚拟声音的形成

对于虚拟现实技术而言，为了充分发挥作用，需要在虚拟现实环境中形成三维虚拟声音，使用户通过听觉获取更多环境信息，可保证虚拟环境中的交互性、沉浸性，有利于减轻视觉依赖性。与立体声相比，三维虚拟声音来自于围绕用户耳朵的球形空间中的任何一点，声音可以出现在用户的前方、后方或上方。在形成三维虚拟声音的过程中，三维虚拟声音定位技术是最关键的技术，通过这项技术的应用，能够保证三维虚拟声音具有足够的交互性与沉浸性，能够进行三维实时跟踪以及全向三维定位。与此同时，三维虚拟声音的形成还需要应用语音合成技术以及语音识别技术，其中语音合成技术可以通过人工的方式来制造语言，再通过计算机来合成语音，在合成的过程中，需要保证表达正确、语义清晰并且容易理解。而语音识别技术的应用则能够将语音信息转化为计算机能够识别的数字信息，能够更好地识别用户的语音指令。在大部分情况下，语音识别技术的应用需要进行参数信息采集、参考模式构建以及模式识别等步骤[8-9]。

5 结语

综上所述，在虚拟现实技术的应用过程中，需要融合不同的信息，对现实环境中的所有实体进行仿真。在建立虚拟现实环境的过程中，需要应用各类不同的计算机技术，因此，计算机技术与虚拟现实技术之间存在着密不可分的联系。为了促进虚拟现实技术的快速发展，我们必须深刻认识到这项技术的特点，充分利用计算机技术与虚拟现实技术之间的关系，将更多先进的计算机技术应用到虚拟现实技术中，充分发挥其对于虚拟现实技术的作用。