虚拟技术与现代生活

学号：20134500 姓名：卢洪亮

学院：材料科学与工程学院 专业：材料物理

虚拟技术简介

虚拟现实技术是在计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒体技术以及传感技术的基础上发展起来的虚拟技术交叉学科，对该技术的研究始于20世纪60年代。直到90年代初，虚拟现实技术才开始作为一门较完整的体系而受到人们极大的关注。虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式，与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比，虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。虚拟现实中的“现实”是泛指在物理意义上或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境，它可以是实际上可实现的，也可以是实际上难以实现的或根本无法实现的。而“虚拟”是指用计算机生成的意思。因此，虚拟现实是指用计算机生成的一种特殊环境，人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中，并操作、控制环境，实现特殊的目的，即人是这种环境的主宰。虚拟现实的本质是人与计算机的通信技术，它几乎可以支持任何人类活动，适用于任何领域。

虚拟技术在生活中的应用

1、动态环境建模技术 2、实时三维图形生成技术 3、立体显示和传感器技术 4、应用系统开发工具 5、多种系统集成技术

虚拟技术在各个领域上的应用 例如：

A、军事上的应用：虚拟现实技术最早应用于军事模拟，最初的模拟是用来训练飞行员，飞行员在模拟器中的感觉与在真的飞机上一样，各种仪器设备如同在真实环境下的一样，它既不会危及人的生命，也不会损坏“飞机”，是一种理想的训练方式!

B、虚拟技术在教学上的应用模式有两种：（1）虚拟课堂，即以学生为虚拟对象或教师为虚拟对象的所谓“虚拟大学”；（2）虚拟实验室，

设备为虚拟对象，即应用计算机建立能客观反映现实世界规律的虚拟仪器用于虚拟实验，可以部分地替代在现实世界难以进行的，或者是费时、费力和费资金的实验，学生和科研人员，在计算机上进行虚拟实验和虚拟预测分析。

C、在制造工业中的应用：虚拟现实技术在制造工业中具有巨大的应用潜力，从初始的市场调查到加工产品乃至售后服务，都可运用虚拟现实技术来实现!近年来，许多国家在虚拟制造领域中开展了研究与应用，主要包括产品外形虚拟设计、产品布局的虚拟设计、产品的运

动和动力学仿真、热加工工艺模拟、加工过程仿真、产品装配仿真、 虚拟样机与产品工作性能测评、产品的广告与漫游、企业生产过程仿真与优化和虚拟企业的可合作性仿真与优化等方面。

D、在建筑、城市规划中的应用：虚拟现实技术的引入，允许设计者在建筑设计阶段就能以可视的、动态的方式全方位展示建筑物所处 的地理环境、建筑物外貌和各种附属设施，人们能够在一个虚拟的环境中，甚至在未来的建筑物内外漫游!因而，虚拟现实技术是建筑规划方案设计、装修效果展示、方案投标、方案论证及方案评审的有力工具，在建筑设计业、房地产业和建筑装修业等领域有着广阔的应用前景。

F、在娱乐业中的应用：娱乐是虚拟现实技术应用最活跃的一个领域， 包括家庭中的桌面游戏、公共场所的各种仿真等!基于虚拟现实技术的游戏主要有驾驶型游戏、作战型游戏和智力型游戏，很多游戏都是联网的，因而允许许多玩游戏的人同时进入一个虚拟境界，相互之间可展开竞争，或者与计算机生成的对手竞争。

G、在医学中的应用：虚拟现实技术已开始对医学领域产生重大影响， 它可用于各种医学模拟。例如为医学院的学生提供人体解剖仿真； 学生们利用虚拟病人学习解剖和做手术；外科医生在做比较复杂的手术之前利用虚拟病人进行练习，然后将练习的成果应用于实际手术之中。

H、在石油工业中的应用：虚拟现实技术在石油工业中更能体现出其应用特色，特别是在地震勘探、油藏模拟、海洋石油工程和特种作业

培训等方面能得到广泛的应用。虚拟现实技术的引入，使几代石油人幻想的“游地宫”成为可操作的现实。

虚拟技术与虚拟现实

虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)，又译为临境，灵境等。从应用上看它是一种综合计算机图形技术、多媒体技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术及仿真技术等多种科学技术综合发展起来的计算机领域的最新技术，也是力学、数学、光学、机构运动学等各种学科的综合应用。这种计算机领域最新技术的特点在于以模仿的方式为用户创造一种虚拟的环境，通过视、听、触等感知行为使得用户产生一种沉浸于虚拟环境的感觉，并与虚拟环境相互作用从而引起虚拟环境的实时变化。现在与虚拟现实有关的内容已经扩大到与之相关的许多方面，如“人工现实”(Artifi- cial Reality)、“遥在”(Telepresence)、“虚拟环境”(Virtual Environment)、“赛博空间”(Cyberspace)等等

虚拟技术（虚拟现实）将来在国内的发展

在我国虚拟现实技术的研究和一些发达国家相比还有很大的一段距离，随着计算机图形学、计算机系统工程等技术的高速发展，虚拟现实技术已经得到了相当的重视，引起我国各界人士的兴趣和关注，研究与应用VR，建立虚拟环境!虚拟场景模型分布式VR系统的开发正朝着深度和广度发展。国家科委国防科工委部已将虚拟现实技术的研究列为重点攻关项目，国内许多研究机构和高校也都在进行虚拟现实

的研究和应用并取得了一些不错的研究成果。北京航空航天大学计算机系也是国内最早进行VR研究、最有权威的单位之一，其虚拟实现与可视化新技术研究室集成了分布式虚拟环境，可以提供实时三维动态数据库、虚拟现实演示环境、用于飞行员训练的虚拟现实系统、虚拟现实应用系统的开发平台等，并在以下方面取得进展：着重研究了虚拟环境中物体物理特性的表示与处理；在虚拟现实中的视觉接口方面开发出部分硬件，并提出有关算法及实现方法。清华大学国家光盘工程研究中心所作的“布达拉宫”，采用了QuickTime技术，实现大全景VR制；浙江大学CAD＆CG国家重点实验室开发了一套桌面型虚拟建筑环境实时漫游系统；哈尔滨工业大学计算机系已经成功地合成了人的高级行为中的特定人脸图像，解决了表情的合成和唇动合成技术问题，并正在研究人说话时手势和头势的动作、语音和语调的同步等。

小结

虚拟技术与我们的生活是密不可分的，虚拟技术为我们的生活提供了诸多的方便，虚拟技术的引进改变了我们实际操作需要极大地风险，资源、责任，它在我们所学习的专业生产生活中创造了更多的有力的条件，正如其它新兴科学技术一样，虚拟现实技术也是许多相关学科领域交叉、集成的产物。随着虚拟我们必须清醒地认识到，虽然这个领域的技术潜力是巨大的，应用前景也是很广阔的，但仍存在着许多

尚未解决的理论问题和尚未客服的技术保障。客观而论，目前虚拟现实技术所取得的成就，绝大部分还仅仅限于扩展了计算机的接口能力，仅仅是刚刚开始涉及到人的感知系统和肌肉系统与计算机的集合作用问题。只有当真正开始涉及并找到对这些问题的技术实现途径时，人和信息处理系统间的隔阂才有可能被彻底地克服了。虽然如此，但它独特的优势特长为各个领域的发展提供了一个全新的突破口，同时，我们也相信，随着计算机技术，尤其是网络技术的飞速发展虚拟现实技术将会得到更为长足的发展，必将更为广泛地应用于各个领域为人类的生产生活带来全新的面貌。虚拟技术必将伴我们共同进步，这是人类科学史上不可遗失的产物。虚拟技术的进步必将为我们的生活而造福，将发展于各种行业。