摘要：最近备受关注的VR技术热点是什么？虚拟现实技术是一种能够创造和体验虚拟世界的计算机仿真系统。它使用计算机生成一个模拟环境。它是一个多源信息融合的交互式三维动态场景和实体行为的系统仿真，用户沉浸在环境中。

【VR技术】虚拟现实技术是什么虚拟现实的关键技术

什么是VR技术

虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向。它是仿真技术与计算机图形学、人机界面技术、多媒体技术、传感器技术、网络技术等技术相结合的具有挑战性的跨学科学科和研究领域。虚拟现实(VR)包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备。仿真环境是由计算机生成的实时动态三维图像。感知意味着理想的VR应该具有每个人都有的感知。除了计算机图形技术产生的视觉感知外，还有听觉、触觉、力、运动等感知，甚至包括嗅觉和味觉，也称为多重感知。自然技能是指人的头部运动、眼睛运动、手势或其他人类行为动作，由计算机和参与者的动作所对应的数据进行处理，并实时响应用户的输入，分别反馈到用户的面部特征上。传感设备是指三维交互设备。

虚拟现实关键技术

虚拟现实是多种技术的融合，包括实时三维计算机图形技术、广角(宽视场)立体显示技术、观察者头、眼、手跟踪技术，以及触觉/力反馈、立体声、网络传输、语音输入/输出技术等。下面将介绍每一种技术。

实时三维计算机图形

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显示

当人们看着周围的世界时，由于眼睛的位置不同，他们得到的图像会略有不同。这些图像在他们的脑海中组合起来，形成了周围世界的整体图景，其中包括距离信息。当然，距离信息也可以通过其他方法获得，比如眼睛焦距的距离，物体大小的比较等等。

在VR系统中，双目立体视觉扮演着重要的角色。用户两只眼睛看到的不同图像分别产生并显示在不同的显示器上。有些系统使用单个显示器，但当用户戴上特殊的眼镜时，一只眼睛只能看到奇数帧，另一只眼睛只能看到偶数帧。奇数帧和偶数帧之间的差异被称为视差，产生了立体感。

用户(头、眼)跟踪：在人工环境中，每个物体都有相对于系统坐标系的位置和姿态，用户也有。用户看到的是由用户的位置和头(眼睛)的方向决定的。

虚拟现实头戴式耳机跟踪头部运动：在传统的计算机图形技术中，视场的变化是通过鼠标或键盘来实现的，将用户的视觉系统和运动感知系统分开，而利用头部跟踪来改变图像的视角，用户的视觉系统和运动感知系统可以连接起来，感觉更加逼真。另一个优点是，用户不仅可以通过双目立体视觉识别环境，还可以通过头部运动观察环境。

到目前为止，键盘和鼠标是用户与计算机交互时最常用的工具，但它们不适合三维空间。由于三维空间中有六个自由度，因此很难找到一种直观的方法将鼠标的平面运动映射到三维空间中的任意运动。目前已经有提供6个自由度的设备，如3Space数字化仪和SpaceBall。其他表现良好的设备是数据手套和数据服。

声音

人们很擅长确定声源的方向。在水平方向上，我们通过声音的相位和强度的差异来确定声音的方向，因为两耳之间的时间或距离是不同的。常见的立体声效果是依靠左右耳在不同的位置听到录制的不同声音来实现的，这样会有方向感。在现实生活中，当头部转动时，听到的声音的方向会发生变化。但目前在VR中，声音的方向与用户的头部运动无关。

感觉反馈

在一个虚拟现实系统中，用户可以看到一个虚拟杯子。你可以试着抓住它，但你的手并没有真正接触到杯子，而且有可能穿过虚拟杯子的“表面”，这在现实生活中是不可能的。解决这个问题的一个常用装置是在手套内安装一些振动触点来模拟触觉。

的声音

语音输入和输出在VR系统中也很重要。这就要求虚拟环境能够理解人类的语言，能够与人实时互动。而对于计算机来说，识别人类语音是非常困难的，因为语音信号和自然语言信号都有其“多边性”和复杂性。例如，在连续的讲话中，单词之间没有明显的停顿，同一单词或单词的发音受到前后单词和单词的影响。不仅不同的人说同一个词会不一样，而且同一个人的发音也会受到心理、生理和环境的影响。

使用人类自然语言作为计算机输入目前存在两个问题，首先是效率问题，为了便于计算机理解，输入的语音可能相当啰嗦。二是问题的正确性，计算机理解语音的方法是比较和匹配，没有人类的智能。

虚拟现实技术的特点

VR艺术是随着“虚拟现实时代”的到来而兴起的一种新兴的、独立的艺术门类。在《虚拟现实艺术：形而上的终极再创造》号文章中，对VR艺术的定义如下：“以虚拟现实(VR)、增强现实(AR)等人工智能技术为手段使用的艺术形式，我们称之为虚拟现实艺术，简称VR艺术。”这种艺术形式的主要特点是超文本和互动性。

VR艺术是现代科学技术的综合体现，是一种通过人机界面对复杂数据进行可视化和交互的新型艺术语言形式。吸引艺术家的重要因素是艺术思维与技术工具的紧密结合，以及两者深度渗透所产生的新的认知体验。相对于传统的Windows操作的新媒体艺术，互动性和扩展的人机对话，VR艺术是呈现其独特优势的关键。从广义上讲，VR艺术是一种基于新型人机对话的互动艺术形式。它最大的优势在于构建了作品与参与者之间的对话，从而揭示了意义生成的过程。