虚拟现实传感器介绍

VR-Sensor Technology

1. 引言

虚拟现实中使用了各种传感设备, 而且虚拟现实对传感器提出了更高的要求, 因此传感器技术是虚拟现实中的一项关键内容。虚拟现实中的传感设备主要包括两部分:一是用于人机交互而穿戴于操作者身上的立体头盔显示器、数据手套、数据衣等传感设备；另一是用于正确感知而设置在现实环境中的各种视觉、听觉、触觉、力觉等传感装置。

人机交互传感器技术：（1）操作者头部跟踪设备（2）操作者手部跟踪设备（3）操作者躯体跟踪设备（4）声音交互设备。

现实环境正确感知传感器技术：（1）三维视觉传感器（2）听觉传感器（3）触、力觉传感器。

详细介绍请见：[1]曾庆军, 黄惟一. 虚拟现实中的传感器技术[J]. 传感器与微系统, 1997, (1):1-4.

2. 技术标准

2.1 简要技术介绍

光纤传感器基本原理详见可见即PPT-optical fiber sensor

2.2 最新国内资讯

人民网宁波2015年4月7日电（方圆圆）记者7日从中国科学院宁波材料所获悉，该所于近日在虚拟现实视觉传感器的研发上取得突破，利用全景成像技术成功研制了“虚拟现实视觉传感器”，实现了国内在此领域内新的突破。

据介绍，“虚拟现实视觉传感器”是一个热门的新事物。通过它可以将周边360度的影像数据无缝且具有深度沉浸感的在虚拟现实设备中进行呈现。使用者通过虚拟现实眼镜等设备，将身临其境的体验到周边360度立体无死角的实时影像，如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。

中科院宁波材料所该科研项目负责人肖江剑研究员说，虚拟现实视觉传感器由8个不同朝向的独立超清视频模组构成，在保证每秒15帧的绘制帧率下，成像分辨率可高达4000万像素。若在覆盖面积为100~400平米的室内，可提供近似裸眼的沉浸式感官体验。

“这将极大的丰富虚拟现实技术在体育直播、影视娱乐等典型领域的应用。”肖江剑说，例如在观看赛事直播时，用户通过虚拟现实设备，可以让目光始终跟随自己喜欢的明星球员，感受赛事现场的精彩纷呈，获得亲临现场的体验。

据了解，目前，国外在虚拟现实系统的硬件构成方面技术相对成熟，而国内没有这种将实时全景视频与眼镜等设备相融合的技术。“虚拟现实视觉传感器”的成功研制，打通了国内实现这项技术的硬件与软件通道。

肖江剑还表示，研究所下阶段将推进“虚拟现实视觉传感器”的市场化。普及这项技术关键点之一是如何降低用户在体验时需花费的成本，据他预计，虚拟现实显示设备的眼镜市场价约在3000-5000元人民币，而全景视频采集端的费用更高，通常需要数万元人民币。

2.3 相机

在单成像传感器全景摄像机中又可以分为球面折反式和鱼眼式。球面折反式是在常规单镜头摄像机前面安装一个球面反射镜, 通过对入射光线的折反来实现对周边区域的360?环视。由于在摄像机的正前方安装了一个反射镜, 会挡住摄像机的正前方入射光，在图像的中心部位形成盲区, 因而只能用于水平方向的360?环视. 典型厂商有美国的Bellissimo公司、中国的普维光电等. Kogeto Dot 是一个小巧的摄影附件, 以三点式固定在iPhone4 上, 在镜头前套上一个全景拍摄用反射镜, 下载免费配套APP 即可实现全景视频拍摄. 鱼眼摄像机设计相对简单, 通常是在普通的成像传感器前加装一个超短焦距的鱼眼镜头, 实现大视场的观测. 典型厂商有德国的Mobotix、中国的海康威视等。然而，这种鱼眼相机由于镜头需要接受大角度的光线，会产生较强的图像畸变，特别是从镜头边缘获取的图像模糊不清。此外，单成像传感器相机整体曝光不能适应所有区域，高像素密度芯片价格更贵，虽然存在上述缺点，但单成像传感器尺寸可以做到很小，除镜头外的其他部分容易开发和加工。

多成像传感器拼接型全景摄像机使用多个相机拼接的方式扩大了图像分辨率，缓解成像过程动态响应不足，解决图像严重扭曲分辨率不均等问题。最为有名的是Google 公司街景采集车上的全景相机，典型产品有美国Immersive Media 的Dodeca 2360、加拿大PointGray的LadyBug、美国Elphel公司的360 全景相机等。其中，PointGray公司的LadyBug 5 全景系统采用6 个5 百万像素的CCD 传感器，可以获得近3 千万像素的全景合成图像。Elphel 公司的Eyesis4Pi 全景系统采用26 个5 百万像素CMOS 传感器，可以获得近亿像素的全景合成图像，其价格高达10 万美元一台。这些产品目前尺寸较大，价格昂贵。国内中科院宁波所研发了8 镜头拼接的360?全景摄像机，并已进入产品化。腾讯等公司的街景由 5 个单反相机的照片后期拼接而成, 随着技术和工艺的成熟, 全景相机的价格有望大幅度降低。

位置与角度传感器

可穿戴增强显示设备

体感交互设备

三维立体显示设备

详见[2]周忠, 周颐, 肖江剑. 虚拟现实增强技术综述[J]. 中国科学：信息科学, 2015, (2).

已在原文件中标识重要部分。

3. 市场与案例

3.1 市场状况

（光传感）

以下是一段节选的对于传感器国内外市场的分析，年代较老，但相对有参考性，价值不高，故未给出原文，仅列出相对有用部分：

近十几年来，传感器产量及市场需求迅速增长，年增长率均在10%以上。1999年全球传感器产量可达870亿只，市场总额约为630亿美元，专家预测2000年产量可达960亿只，市场总额可在700亿美元，同比增长11%。其中美国、欧洲、日本将分别达到150、100、80亿美元。

目前世界上从事传感器研制生产单位已增到5000余家。美国、欧洲、俄罗斯各有从事传感器研究和生产厂家1000余家，日本有800余家，其中不少是世界上著名厂商，例如美国福克斯波罗(Foxboro)公司，霍尼韦尔公司(Honeywell)、恩德福克公司兼并了丹麦BK公司、德国的西门子、荷兰的飞利浦、俄罗斯的科学院半导体所、热工仪表所等。

美国早在80年代就声称世界已进入传感器时代，并成立了国家技术小组（BTG），帮助政府组织和领导各大公司与国家企事业部门的传感器技术开发工作。美国国家长期安全和经济繁荣至关重要的22项技术中有6项与传感器信息处理技术直接相关。关于保护美国武器系统质量优势至关重要的21项关键技术，其中8项即为无源传感器。美国空军2000年举出15项有助于提高21世纪空军能力关键技术，传感器技术名列第二。

日本对开发和利用传感器技术相当重视，并把传感器技术与计算机、通信、激光半导体、超导列为国家重点发展6大核心技术，日本科学技术厅制定的90年代重点科研项目中有70个重点课题，其中有18项是与传感器技术密切相关。日本工商界人士甚至声称“支配了传感器技术就能够支配新时代”。

我国早已把传感器技术列为国家八五重点攻关项目及中长期科技发展重点新技术之一，并先后组建了黑龙江（气敏）、安徽（力敏）、陕西（电压敏）三个产业基地与企业集团。

我国传感器的研制开发虽然不晚，但由于受国民经济发展水平及资金的限制，加之对其重要性认识不足，致使这个行业的技术落后、发展缓慢、规模较小，应用较窄，真正处于方兴未艾的阶段。

我国从事传感器开发生产的单位已达1300余家，主要产品已有3000多种。1990年传感器产量已达1亿只，产值是5.8亿元，利税1.7亿元。其中结构型占67.9%、物理型占31.3%、智能型占0.8%。1999年我国传感器产量估计达8.7亿只，产值达52亿元，预计2000年产量可达10亿只，产值可达60亿元，同比增长15%，并有少量出口。[3] 于凌宇. 国内外传感器技术市场和发展状况[J]. 传感器世界, 2000, (7):1-5.

3.2 知名公司企业及其现售价（部分）

详见[2]周忠, 周颐, 肖江剑. 虚拟现实增强技术综述[J]. 中国科学：信息科学, 2015, (2).已在原文件中标识重要部分。

3.3 国内小公司（仅含产品信息，财务报告未知，公司人力未知）

公司介绍：

上海朗尚科贸有限公司主要从事于各类传感器和相关电子测量仪器的开发

和销售。上海朗尚科贸有限公司成立于2003年，一直专注于惯性传感器在各行各业的应用。

朗尚可以供应：

倾角传感器（水平仪，倾角仪）：从低精度到高精度，从OEM到高防护等

级等一系列倾角传感器。此系列对于测姿，横滚角，俯仰角的测量，对于水平调平等非常适合。同时有低电压，低成本，廉价系列倾角计，水平仪供应。

SCA103T,SCA100T,AT-201-SC,SCA61T,SCA60C

加速度传感器（加速度计），振动传感器：广泛的应用范围，极佳的性能，目前已经在许多行业有非常成功的应用：汽车ABS，ESP等。系列高低精度的

加速度传感器，各种响应频率，各种精度，可适合广泛的应用。应用场合和特点有控制系统，各种报警系统，各种玩具上。SCA610,SCA1000,SCA3000 振动记录仪：长时间震动记录仪，可以让您宝贵的物品在任何时候都在严密的监视下，尤其适合变压器，航空航天器件，各种仪器，能源行业，铁路，物流，艺术品，汽车，电信设备，各种生产设备以及各种高科技产品的运输的检测。

电子罗盘：极高的性价比。能有效测量方位，角度，方向，航向，北极，指北等。应用于地质，GPS，卫星电视接收，各种检测车辆等场合。LP3300,LP3200 角度传感器，适合各种工业和民用上的应用。价格便宜，性能稳定。我公司提供各种技术服务并可集成各种应用系统

压力传感器SCP1000，精确测量大气压，可适用于高度计等场合，提供高精度的数字输出，可以应用于手表，无人机等需要测气压或者高度的场合。同时，提供专业应用于TPMS应用的的气压传感器。

全姿态测量系统：该系统可以测量物体的三维转动速度，三维加速度以及方向和温度，并集成相关的角度运算，可广泛应用于机器人、无人机、船舶，汽车

等各种需要导航或者测量的场合。同时，人体运动检测系统可以完全模拟人体的各种运动，广泛应用于虚拟现实、人体康复，运动等领域。

举例说明：姿态传感器在城市3D地图测绘车上的应用

https://www.sodocs.net/doc/7218360154.html,/html/8543124522.html

3.4美国immersive media（前文提及过）

产品：dodeca2360

传感器：11个索尼1/3英寸传感器，模块化十二面体阵列

控制：常见计时和控制，配有自定义图像增强功能

视域：全矩阵：水平360度；垂直290度(91.7%球体)；最大96%

对准：模块的框架精度：+/- 10弧分(1像素)

滤波片：每个镜头接受标准30.5毫米到37毫米滤波片镜头盖

分辨率：2400x1200最终缝合图像尺寸

电子快门：从1/2秒到1/9000秒，自动及手动白平衡和自定义弱光伽玛选项

框架安装：自动弱光模式

数据传输：摄像机数据通过千兆以太网PHY、5e类电缆(最多350英尺)或备用单模式纤维(超过1英里)传输

详细介绍：https://www.sodocs.net/doc/7218360154.html,/Shop/201004/1132.html#allinfo

About it：After introducing the first 360? full digital camera system in 2004, we’ve gone on to achieve a significant number of industry firsts. We were the driving technology behind Google street view (literally, we supplied cameras and drivers) and developed the w orld’s first viewer for 360? content that worked over the web. We went on to host the world’s first streaming live concert utilizing our imLive system and created the first viewers for iOS and Android. We haven’t stopped yet, we recently created a wireless 4G 360? camera system – and then a patented method for deploying it by helicopter. We could go on about our integration with innovative products like the Samsung GearVR and Oculus Rift, our groundbreaking campaigns for clients like Lexus, AMEX, Land Rover, The Black Eyed Peas, ABC News and others, but we don’t like to brag. Well, maybe we like to brag a little bit.

https://www.sodocs.net/doc/7218360154.html,/

2015-4-15

数字王国集团有限公司，美国数字王国母公司，与虚拟现实技术提供者Immersive Media共组合资公司，一同打造视觉媒体内容，当中当然也包括了虚拟现实内容。

此合资公司，IM360，结合了数字王国在计算器生成图像及动态捕捉方面的专业技术和Immersive Media的360度视频硬件及软件平台。

Immersive Media的360度视频系统－一个可被用在虚拟现实或者更多限定形式浸润式视频的系统－是根据开发用于军事及情报应用软件之技术。虽然Immersive Media这个公司名称不为大众所知，但运用其技术之产品皆十分热门。其摄像头组过去曾为Google Map的街景功能所用。使用其技术的企业还包括了迪斯尼ABC电视集团、美国运通、匡威、透纳广播公司及百事公司旗下品牌激浪。

Immersive Media 的系统已被用于制作在”柯南360(CONAN 360)”应用软件中的”泰勒．斯威夫特- (Taylor Swift Blank Space)”交互式音乐体验，此应用软件能让粉丝们用360度观看方式来享受柯南．奥布莱恩的脱口秀。Immersive Media也为红牛(Red Bull)、梅赛德斯-奔驰、国家地理频道以及MuchMusic打造360度视频体验。其软件能将360度视频传送至智能手持装置、平板计算机以及虚拟现实头戴装置，并且已经被使用在虚拟现实之实时串流上。

美国数字王国－为一间视觉效果公司－为第一个真实的、完全CGI渲染的、3D虚拟现实影片”诗歌的演变(Evolution of Verse)”提供了计算器产生视频，此视频在2015年于日舞影展的新领域展览发布。透过此合资数字王国会持续的往虚拟现实的领域推进。

“为了驱动内容上的革命”数字王国集团有限公司主席/执行长谢安这样说道，”我们和伙伴必须把握先机。Immersive Media与我们对创新有着相同的愿景，而此合资公司也将允许结合我们独特又互补的能量”

4.发展前景

虚拟现实技术简介

虚拟现实简介及行业发展前景 一、虚拟现实简介 虚拟现实(Virtual Reality，简称VR，又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物 百科内容： VR是一项综合集成技术，涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域，它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉，使人作为参与者通过适当装置，自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。使用者进行位置移动时，电脑可以立即进行复杂的运算，将精确的3D世界影像传回产生临场感。该技术集成了计算机图形(CG)技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由计算机技术辅助生成的高技术

模拟系统。 概括地说，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。 二、虚拟现实分类 行业概况： 北京傲唯刃道科技有限公司甘健先生认为：供求关系是一个行业能否快速发展的前提。目前来看，市场需求是很大的，而供应方面却略显不足，尤其是拥有核心知识产权，专利产品及服务质量过硬的企业并不多，行业整体缺乏品牌效应。在需求旺盛的阶段，行业需求巨大，

虚拟现实VR系统开发软件使用说明书V1.0

第一章系统概述 1.1 系统介绍 “虚拟现实VR系统开发软件”是基于客户／服务器模式,其中服务器提供VR文件及支持资源客户通过网络下载希望访问的文件，并通过本地平台上的VR 浏览器交互式访问该文件描述的虚拟境界。因为浏览器是本地平台提供的，从而实现了和硬件平台的无关性。VR象HTML一样，是一种ASCII码描述语言，它是一套告诉浏览器如何创建一个三维世界并在其中航行的指令，这些指令由再现器解释执行，再现器是一个内置于浏览器中或外部的程序。由于VR是一个三维造型和渲染的图形描述性语言，复杂的3D术语转换为动态虚拟世界是高速的硬件和浏览器，又由于其交互性强和跨平台性，使虚拟现实在Internet上有着广泛的应用，例如远程教育、商业宣传等等。 为此本公司研发出“基于VR的虚拟模型软件”,从用户的角度来说，基本上是HTML加上第三维，但从开发者角度来说， VR环境的产生提供了一套完全的新标准，新过程以及新的Web 技术。交叉平台和浏览器的兼容性是首先要解决的问题。设计之前，必须明确指定目标平台（PC、 Mac、SGI的新O2等等）， CPU 速度、可以运行的带宽以及最适合使用的VR浏览器。 1.2系统功能概述 1.建模 “虚拟现实VR系统开发软件”的建造概念和其他工程建模概念相似，必须解决交流的问题，画出草图并研究材质的处理，生成模型、空间、化身，但必须考虑一些技术的限制，如，考虑到目标平台，决定在VR文件中放入多少多边图形；预先考虑到虚拟现实VR系统开发软件执行的动作，把相应的目标归类，用于设定三维物体之间的相互联系，建模与动画相互配合，如果归类正确合适，就会缩小生成动画效果之后文件的体积。虚拟现实的设计中必须考虑加入重力和碰撞的效果，以使虚拟现实的场景和生活中的相似。

虚拟现实系统简介

《虚拟现实》 教学目的和要求： 1、了解虚拟现实的概念； 2、了解虚拟现实的组成及国内 和同外虚拟现实研究的现状。 教学重点： 1、虚拟现实定义； 2、虚拟现实的组成； 3、虚拟现实的应用研究现状； 4、虚拟现实的应用前景。 1.前言 人类有许多梦想，一些梦想已经变为现实，而有一些梦想也许永远都 不可能实现。然而，有一种技术却能使一切梦想全部在感知中实现，这就 是虚拟现实技术 虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）。 虚拟现实是在计算机图形学、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交叉学科，由于它生成的视觉环 境是立体的、音效是立体的，人机交互是和谐友好的，因此虚拟现实技术 将一改人与计算机之间枯燥、生硬和被动的现状，即计算机创造的环境将 人们陶醉在流连忘返的工作环境之中。 虚拟现实（VR）技术是20世纪90年代以来兴起的一种新型信息技术， 它集多媒体、网络技术、传感技术等多种先进技术为一体， 是当今前景最好的计算机技术之一。 虚拟现实 虚拟环境 虚拟房间 虚拟汽车 虚拟人 虚拟现实技术的发展 1965年，Sutherland在篇名为《终极的显示》（The Ultimate Display）的 论文中首次提出了包括具有交互图形显示、力反馈设备以及声音提示的虚拟 现实系统的基本思想，从此，人们正式开始了对虚拟现 实系统的研究探索历程。 1970年，出现了第一个功能较齐全的HMD系统。基于从60年代以来所 取得的一系列成就，美国的Jaron Lanier 在80年代初正式提出了“Virtual Reality”一词。 80年代，美国宇航局（NASA）及美国国防部组织了一系列有关虚拟现实 技术的研究，并取得了令人瞩目的研究成果，从而引起了人们对虚拟现实技 术的广泛关注。1984年，NASA Ames研究中心虚拟行星探测实验室组织开 发了用于火星探测的虚拟环境视觉显示器，将火星探测器发回的数据输入计 算机，为地面研究人员构造了火星表面的三维虚拟环境。 虚拟现实技术的发展 90年代，迅速发展的计算机硬件技术与不断改进的计算机 软件系统相匹配，使得基于大型数据集合的声音和图象的实时 动画制作成为可能；人机交互系统的设计不断创新，新颖、实 用的输入输出设备不断地进入市场。而这些都为虚拟现实系统 的发展打下了良好的基础。 例如1993年的11月，宇航员利用虚拟现实系统成功地完成 了从航天飞机的运输舱内取出新的望远镜面板的工作，而用虚 拟现实技术设计波音777获得成功，是近年来引起科技界瞩目 的又一件工作。

虚拟现实技术-综述

浅谈虚拟现实技术在规划领域中的应用 作者：Why 摘要：随着信息时代的到来，越来越多的高新技术应用到社会的各个领域中来，而作为信息技术发展的首要驱动力的“虚拟现实”技术也越来越多地应用到规划领域中来。本文着重论述了虚拟现实技术在城市规划中的应用范围、应用的意义及其为我们带来的便利。 关键词：虚拟现实、范围、发展、迫切性、城市规划 虚拟现实（Virtual Reality，简称VR），又称灵境技术，是90年代为科学界和工程界所关注的技术。它的兴起，为人机交互界面的发展开创了新的研究领域；为智能工程的应用提供了新的界面工具；为各类工程的大规模的数据可视化提供了新的描述方法。它是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境，具体的说，就是采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互使用、相互影响，从而产正亲临其境的真实环境的感受和体验。这种技术的应用，改进了人们利用计算机进行多工程数据处理的方式，尤其在需要对大量抽象数据进行处理时；同时，它在许多不同领域的应用，可以带来巨大的经济效益。 1、虚拟现实技术的发展概述 1965年，Sutherland在篇名为《终极的显示》的论文中首次提出了包括具有交互图形显示、力反馈设备以及声音提示的虚拟现实系统的基本思想，从此，人们正式开始了对虚拟现实系统的研究探索历程。 随后的1966年，美国MIT的林肯实验室正式开始了头盔式显示器的研制工作。在这第一个HMD的样机完成不久，研制者又把能模拟力量和触觉的力反馈装置加入到这个系统中。1970年，出现了第一个功能较齐全的HMD系统。基于从60年代以来所取得的一系列成就，美国的JaronLanier在80年代初正式提出了“VirtualReality”一词。 80年代，美国宇航局（NASA）及美国国防部组织了一系列有关虚拟现实技术的研究，并取得了令人瞩目的研究成果，从而引起了人们对虚拟现实技术的广泛关注。1984年，NASAAmes研究中心虚拟行星探测实验室的M.McGreevy和J.Humphries博士组织开发了用于火星探测的虚拟环境视觉显示器，将火星探测器发回的数据输入计算机，为地面研究人员构造了火星表面的三维虚拟环境。在随后的虚拟交互环境工作站（VIEW）项目中，他们又开发了通用多传感个人仿真器和遥现设备。 进入90年代，迅速发展的计算机硬件技术与不断改进的计算机软件系统相匹配，使得基于大型数据集合的声音和图象的实时动画制作成为可能；人机交互系统的设计不断创新，新颖、实用的输入输出设备不断地进入市常而这些都为虚拟现实系统的发展打下了良好的基矗例如1993年的11月，宇航员利用虚拟现实系统成功地完成了从航天飞机的运输舱内取出新的望远镜面板的工作，而用虚拟现实技术设计波音777获得成功，是近年来引起科技界瞩目的又一件工作。可以看出，正是因为虚拟现实系统极其广泛的应用领域，如娱乐、军事、航天、设计、生产制造、信息管理、商贸、建筑、医疗保险、危险及恶劣环境下的遥操作、教育与培训、信息可视化以及远程通讯等，人们对迅速发展中的虚拟现实系统的广阔应用前景充满了憧憬与兴趣。 2、虚拟现实在规划领域的应用范围 虚拟现实在规划信息存储和查询系统中的应用 例如土质数据库系统，地域信息系统，地理信息系统，城市政策信息系统等。这一类系

虚拟现实概述

虚拟现实技术概述 自从计算机发明以来，计算机一直是传统信息处理环境的主体，它只具有在数字化的单 维信息空间中处理问题的能力。而事实上，人类是依靠自己的感知和认知能力全方位的获取 知识，是在多维化的信息空间中认识问题。这样就产生了人类认识问题的认识空间与计算机 处理问题的信息空间不一致的矛盾，人类被排斥在计算机为主体的信息处理环境之外，而且 较难以直接理解信息处理工具的处理结果，更难以把人类的感知能力和认知经验与计算机信 息处理环境直接联系起来。因此，人们迫切需要突破现有的数字计算机只能处理单纯数字信息的限制，建立一个能包容图像、声音、化学气味等多种信息源的信息空间，人们不但可以 从外部观察信息处理的结果，而且能通过视觉、听觉、嗅觉、口令、手势等多种形式参与到信息处理环境中去，这种信息处理环境被称为虚拟环境。虚拟环境是由计算机生成的，通过视、听、触觉等作用于用户，使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真。 虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统（其中虚拟世界是全体虚拟环境 的总称）。通过虚拟现实系统所建立的信息空间，已不再是单纯的数字信息空间，而是一个包容多种信息的多维化的信息空间（CRberspace）,人类的感性认识和理性认识能力都能在这 个多维化的信息空间中得到充分的发挥。 要创建一个能让参与者具有身临其境感，具有完善地交互作用能力的虚拟现实系统，在 硬件方面，需要高性能的计算机软硬件和各类先进的传感器；软件方面，主要是需要提供一 个能产生虚拟环境的工具集。 国内外虚拟现实技术的研究状况 2.1国外虚拟现实技术的研究 （1 ）、美国的研究状况 美国是从事虚拟现实研究最早、研究范围和水平最高、相关研究对国家发展贡献最大的国家，从事虚拟现实的大学包括MIT、Stanford大学、华盛顿大学、UniversitRofMinoisatChicago、CMU等几乎所有著名的大学，其研究内容侧重新概念发展（如虚拟现实的概念模型）、单项关 键技术（如触觉反馈）和系统实现，并参加了许多有关虚拟现实的国家项目。美国VR研究技 术的水平基本上就代表国际VR发展的水平。目前美国在该领域的基础研究主要集中在感知、 用户界面、后台软件和硬件四个方面。 （2）、日本的研究状况 在当前实用虚拟现实技术的研究与开发中，日本是居于领先位置的国家之一，主要致力

虚拟现实概述

虚拟现实概述． 一、虚拟现实技术概述 自从计算机发明以来，计算机一直是传统信息

处理环境的主体，它只具有在数字化的单维信息空间中处理问题的能力。而事实上，人类是依靠自己的感知和认知能力全方位的获取知识，是在多维化的信息空间中认识问题。这样就产生了人类认识问题的认识空间与计算机处理问题的信息空间不一致的矛盾，人类被排斥在计算机为主体的信息处理环境之外，而且较难以直接理解信息处理工具的处理结果，更难以把人类的感知能力和认知经验与计算机信息处理环境直接联系

起来。因此，人们迫切需要突破现有的数字计算机只能处理单纯数字信息的限制，建立一个能包容图像、声音、化学气味等多种信息源的信息空间，人们不但可以从外部观察信息处理的结果，而且能通过视觉、听觉、嗅觉、口令、手势等多种形式参与到信息处理环境中去，这种信息处理环境被称为虚拟环境。虚拟环境是由计算机生成的，通过视、听、触觉等作用于用户，使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真。 虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的． 计算机系统(其中虚拟世界是全体虚拟环境的总称)。通过虚拟现实系统所建立的信息空间，已不再是单纯的数字信息空间，而是一个包容多种

信息的多维化的信息空间(Cyberspace)，人类的感性认识和理性认识能力都能在这个多维化的信息空间中得到充分的发挥。 要创建一个能让参与者具有身临其境感，具有完善地交互作用能力的虚拟现实系统，在硬件方面，需要高性能的计算机软硬件和各类先进的传感器；软件方面，主要是需要提供一个能产生虚拟环境的工具集。

国内外虚拟现实技术的研究状况二、国外虚拟现实技术的研究2.1 、美国的研究状况1（）研究范围和水美国是从事虚拟现实研究最早、． 平最高、相关研究对国家发展贡献最大的国家，从事虚拟现实的大学包括MIT、Stanford 大学、华盛顿大学、UniversityofIllinoisatChicago、

虚拟现实系统组成_虚拟现实系统的特征

自从计算机被发明以来，在传统的信息处理环境中一直是以计算机为主体的，是“人围着机器〔计算机) 转”的。例如，在传统的仿真和建模环境中，虽然主观上一直在强调要发挥人的主动作用，但由于在客观上计算机只能在处理数字化的信息时才发挥出强大的威力。人不得不大“凑合”当时的计算机所能提供的技术条件. 人和机器的关系是不甚和谐的。 为了从“机器是主体”改变到“人是主体” ，从“人围着机器转”改变到要让“机器围着人转” .必须首先克服一系列的技术“瓶颈”。以仿真和建模为例. 这些“瓶颈”技术包括:如何实现参与仿真和建模的人的感知能力、认知能力和心理状况在仿真环境中的反应，如何表达和处理定性知识等。归根结底是如何把计算机只善于处理数字化的单调信息改变为计算机也善于处理人所能感受到的、在思维过程中所接触到的. 除了数字化信息之外的其他各种表现形式的多维信息。 为了达到以上所说的目标，我们必须首先回答一个前提性的问题，即“人的思维过程是可以认识的吗” ，如果答案是否定的，又如何能设计出这种多维信息的智能计算机和信息处理系统呢？ 我国著名科学家钱学森同志曾写道:“我们认为人的思维过程是可以理解的。不但如此，而又具有具体的研究途径，即通过四门科学:人工智能、认知科学、神经生理学〔神经解剖学〕和心理学。这个研究范围要比逻辑学广得多，它包括了人的全部思维，包括逻辑思维和形象思维。为了使计算机不仅仅成为人进行逻辑思维的有力工具，而目也是人进行形象思维的帮手. 首先要求计算机应能适应于人所惯用的信息获取形式和思维过程. 例如:人并不是仅仅靠听和看文字（或数字）材料获取信息的. 而是通过他与所处环境的交互作用，利用人本身对所接触事物的感知和认知能力，以全方位的方式获取各式各样表现形式的信息。

虚拟现实文献综述

《VRML虚拟现实技术在数字校园系统中应用研究》文献综述 摘要：教育部在一系列相关的文件中，多次涉及到了数字校园，阐明了数字校园的地位和作用。虚拟数字校园模拟真实世界，提供了一个生动的校园空间。将虚拟现实技术应用在数字校园系统的开发，有助于大学自身的宣传和信息的高度集中、配置和互动。它在数字校园的应用，可以大大提高校园展示效果，也能够体现校园个性方面的优势，对校园今后的推广及展示带来非常大的帮助 关键词：虚拟现实；数字校园；基本概况 前言 教育部在一系列相关的文件中，多次涉及到了虚拟校园，阐明了虚拟校园的地位和作用。建设虚拟三维数字校园可以比较直观的了解校园的各个区域，在这个三维的校园里，空间次序的视觉理解和感知变得非常容易，使浏览者对校园环境产生身临其境的感觉[1]，其中的教学楼、实验楼、图书馆、宿舍楼、食堂、道路及绿化地带和种植的植物，都栩栩如生的呈现在我们的眼前，三维虚拟校园模拟真实世界，提供了一个生动的校园空间。三维虚拟校园可直接嵌入到大学的网站，直接通过网络浏览器察看，其丰富的、人性化的信息查询等功能，有效提高大学的美誉度，有助于大学自身的宣传和信息的高度集中、配置和互动。三维虚拟校园的直观特性，可以优化领导管理，对于校园信息管理、校园规划、建设等能够全局掌控。 一、虚拟现实技术的发展状况的研究 虚拟现实（Virtual Reality）技术是20世纪90年代初崛起的一种实用技术，它由计算机硬件、软件以及各种传感器构成三维信息的虚拟环境，可以真实地模拟现实中能实现的物理上的、功能上的事物和环境[2]。在虚拟现实环境中可以直接与虚拟现实场景中的事物交互，产生身临其境的感受，从而使人在虚拟空间中得到与自然世界同样的感受。该技术的兴起，为科学及工程领域大规模的数据及信息提供了新的描述方法。虚拟现实技术大量应用于建筑设计及其相关领域，该技术提供了“虚拟建筑”这种新型的设计、研究及交流的工具手段[3]。 在虚拟现实的发展过程中总结出虚拟现实系统应具有以下四个特征：（1）多感知性。指除一般计算机所具有的视觉感知外，还有听觉感知、触觉感知、运动感知、甚至还包括味觉、嗅觉、感知等。理想的虚拟现实应该具有一切人所具有的感知功能。（2）存在感。指用户感动作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该达到使用户难辨真假的程度。（3）交互性。指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度。（4）自主性。指虚拟环境中物体依据现实世界物理运动定律动作的程度[4]。 虚拟现实技术自诞生以来，其应用一直受到科学界、工程界的重视，并不断取得进展，虚拟现实蕴藏的技术内涵与艺术魅力不断地激发着人们丰富的想象思维和创造的热情。从本质上讲，虚拟现实技术就是一种先进的人机交互技术[5]，其追求的技术目标就是尽量使用户与电脑虚拟环境进行自然式的交互。因此，虚拟现实技术为我们架起了一座人与数字世界沟通的桥梁。 二、虚拟现实技术在数字校园系统的应用解析 目前，数字校园存在有2个定义，并分别带来不同的研究与实践。一种定义是从信息、网络和媒体技术发展角度，数字校园被理解为一个以计算机和网络为平台的、远程教学为主的信息主体；另一个事从因特网、虚拟现实技术、网络虚

虚拟现实技术简介

虚拟现实技术 虚拟现实（简称VR），又称灵境技术，是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。他综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性，而且能够突破空间、时间以及其他客观限制，感受到真实世界中无法亲身经历的体验。 VR技术具有超越现实的虚拟性。虚拟现实系统的核心设备仍然是计算机。它的一个主要功能是生成虚拟境界的图形，故此又称为图形工作站。目前在此领域应用最广泛的是SGI、SUN等生产厂商生产的专用工作站，但近来基于Intel 奔腾Ⅲ（Ⅳ代）代芯片的和图形加速卡的微机图形工作站性能价格比优异，有可能异军突起。图像显示设备是用于产生立体视觉效果的关键外设，目前常见的产品包括光阀眼镜、三维投影仪和头盔显示器等。其中高档的头盔显示器在屏蔽现实世界的同时，提供高分辨率、大视场角的虚拟场景，并带有立体声耳机，可以使人产生强烈的浸没感。其他外设主要用于实现与虚拟现实的交互功能，包括数据手套、三维鼠标、运动跟踪器、力反馈装置、语音识别与合成系统等等。虚拟现实技术的应用前景十分广阔。它始于军事和航空航天领域的需求，但近年来，虚拟现实技术的应用已大步走进工业、建筑设计、教育培训、文化娱乐等方面。它正在改变着我们的生活。 虚拟与现实两词具有相互矛盾的含义，把这两个词放在一起，似乎没有意义，但是科学技术的发展却赋予了它新的含义。虚拟现实的明确定义不太好说，按最早提出虚拟现实概念的学者https://www.sodocs.net/doc/7218360154.html,niar的说法，虚拟现实，又称假想现实，意味着“用电子计算机合成的人工世界”。从此可以清楚地看到，这个领域与计算机有着不可分离的密切关系，信息科学是合成虚拟现实的基本前提。生成虚拟现实需要解决以下三个主要问题：

虚拟现实技术软件VRP简介

虚拟现实技术软件(VRP)简介 什么事虚拟现实技术 虚拟现实技术（简称VR），又称灵境技术，是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。它综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间，具有广阔的应用前景。 虚拟现实技术的实现靠什么？当然是虚拟现实软件。虚拟现实软件品类有很多，但一直以来，VRP虚拟现实软件凭借其强大的功能，在市场上占据主导地位。也是在虚拟现实行业应用最为广泛的一款软件。 VRP是什么 VRP（VR-Platform，简称VRP）VRP三维互动仿真平台是由中视典数字科技（https://www.sodocs.net/doc/7218360154.html,）独立开发的具有完全自主知识产权的一款三维虚拟现实平台软件。可广泛的应用于工业仿真、古迹复原、桥梁道路设计、视景仿真、城市规划、室内设计、军事模拟等行业。该软件适用性强、操作简单、功能强大、高度可视化、所见即所得，它的出现将给正在发展的VR产业注入新的活力。 VRP的目标 低成本、高性能，让VR从高端走向低端，从神坛走向平民。让每一个CG人都能够从VR中发掘出计算机三维艺术的新乐趣。 VRP产品体系 （1）VRPIE-3D互联网平台 软件用途：将VRP-BUILDER的编辑成果发布到互联网，并且可让客户通过互联网进行对三维场景的浏览与互动 客户群：直接面向所有互联网用户 （2）VRP-BUILDER 虚拟现实编辑器 软件用途：三维场景的模型导入、后期编辑、交互制作、特效制作、界面设计、打包发布的工具 客户群：主要面向三维内容制作公司 （3）VRP-PHYSICS 物理系统 软件用途：可逼真的模拟各种物理学运动，实现如碰撞、重力、摩擦、阻尼、陀螺、粒子等自然现象，在算法过程中严格符合牛顿定律、动量守恒、动能守恒等物理原理

虚拟现实简介

虚拟现实技术简介 虚拟现实（VR-Virtual Reality）,也称虚拟实境或灵境，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统，它利用计算机技术生成一个逼真的、具有视、听、触等多种感知的虚拟环境，用户即可以简单的通过网页浏览、应用程序查看时键盘和鼠标的操作甚至通过使用各种交互设备，同虚拟环境中的实体相互作用，使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真和信息交流，是一种先进的数字化人机接口技术。 与传统的模拟技术相比，虚拟现实技术的主要特征是：操作者能够看到三维实体、逼近真实的场景，结合环幕等硬件设备可以使操作者真正进入一个由计算机生成的交互式三维虚拟现实环境中，与之产生互动，进行交流。通过参与者与虚拟仿真环境中对象的相互作用，并借助人本身对所接触事物的感知和认知能力，帮助启发参与者的思维，以全方位地获取虚拟环境所蕴涵的各种空间信息和逻辑信息。这是符合人类认知过程一种计算机技术。 沉浸/临场感和实时交互性是虚拟现实的实质性特征，对时空环境的现实构想（即启发思维，获取信息的过程）是虚拟现实的最终目的。虚拟现实技术的先进特性使得该项技术应用于各行各业的模拟仿真研究中，并切实有效地指导了生产实践。自从虚拟现实技术诞生以来，它已经在军事模拟、先进制造、城市规划/地理信息系统、医学生物等领域中发挥了巨大的经济、军事和社会效益。预言家们预言虚拟现实技术在不远的将来虚拟现实技术就会象当年地计算机一样应用于社会生产实践的各个领域，它与网络、多媒体将并称为21世纪最具应用前景的三大技术。 目前已经众多国内外的公司退出了自己的虚拟现实技术解决方案，包括软件的解决方案和硬件的解决方案，更多的是软硬件结合的解决方案。好的软件也需要好的硬件来配合实现身临其境的效果，因此这是一个系统工程，技术门槛不高，但实际应用难度大。

虚拟现实概述

一、虚拟现实技术概述 自从计算机发明以来，计算机一直是传统信息处理环境的主体，它只具有在数字化的单维信息空间中处理问题的能力。而事实上，人类是依靠自己的感知和认知能力全方位的获取知识，是在多维化的信息空间中认识问题。这样就产生了人类认识问题的认识空间与计算机处理问题的信息空间不一致的矛盾，人类被排斥在计算机为主体的信息处理环境之外，而且较难以直接理解信息处理工具的处理结果，更难以把人类的感知能力和认知经验与计算机信息处理环境直接联系起来。因此，人们迫切需要突破现有的数字计算机只能处理单纯数字信息的限制，建立一个能包容图像、声音、化学气味等多种信息源的信息空间，人们不但可以从外部观察信息处理的结果，而且能通过视觉、听觉、嗅觉、口令、手势等多种形式参与到信息处理环境中去，这种信息处理环境被称为虚拟环境。虚拟环境是由计算机生成的，通过视、听、触觉等作用于用户，使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真。 虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统(其中虚拟世界是全体虚拟环境的总称)。通过虚拟现实系统所建立的信息空间，已不再是单纯的数字信息空间，而是一个包容多种信息的多维化的信息空间(Cyberspace)，人类的感性认识和理性认识能力都能在这个多维化的信息空间中得到充分的发挥。 要创建一个能让参与者具有身临其境感，具有完善地交互作用能力的虚拟现实系统，在硬件方面，需要高性能的计算机软硬件和各类先进的传感器；软件方面，主要是需要提供一个能产生虚拟环境的工具集。

二、国外虚拟现实技术的研究状况 2.1 国外虚拟现实技术的研究 （1）、美国的研究状况 美国是从事虚拟现实研究最早、研究围和水平最高、相关研究对国家发展贡献最大的国家，从事虚拟现实的大学包括MIT、Stanford大学、华盛顿大学、UniversityofIllinoisatChicago、CMU等几乎所有著名的大学，其研究容侧重新概念发展(如虚拟现实的概念模型)、单项关键技术(如触觉反馈)和系统实现，并参加了许多有关虚拟现实的国家项目。美国VR研究技术的水平基本上就代表国际VR发展的水平。目前美国在该领域的基础研究主要集中在感知、用户界面、后台软件和硬件四个方面。 （2）、日本的研究状况 在当前实用虚拟现实技术的研究与开发中，日本是居于领先位置的国家之一，主要致力于建立大规模VR知识库的研究。另外在虚拟现实的游戏方面的研究也做了很多工作。但日本大部分虚拟现实硬件是从美国进口的。 （3）、英国的研究与开发 在VR开发的某些方面，特别是在分布并行处理、辅助设备（包括触觉反馈）设计和应

虚拟现实技术介绍

虚拟现实技术介绍 虚拟现实（VR-----Virtual Reality），也称灵境，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机技术，它汇集了计算机图形学、多媒体技术、人工智能、人机接口技术、传感器技术、高度并行的实时计算技术和人的行为学研究等多项关键技术。它利用计算机技术生成一个逼真的、具有视、听、触等多种感知的虚拟环境，用户通过使用各种交互设备，同虚拟环境中的实体相互作用，使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真和信息交流。 虚拟现实的主要特征是：多感知性（Multi-Sensory）、浸没感（Immersion）、交互性（Interactivity）、构想性（Imagination）。虚拟现实系统具有融合海量信息、逼真再现实景、表现形式新颖直观、传播范围遍及全球、异地浏览方便快捷、内容更新快速简单、互动参与趣味多多等独特优势和特征。 本公司采用空间信息技术和虚拟现实技术开发的系统具有如下功能特点： （1）、支持虚拟漫游，临场体验 实现场景虚拟漫游，用户可以自由的漫步其间，可以快速到达想去的地方，这一切都由用户亲手控制。本系统可以通过键盘、鼠标或操纵杆实现前、后、左、右、上、下方向的位移，同时可以实现左转、右转、仰视、俯视等功能。用户观看不受限制时间、空间的限制，能根据他们的意志探索整个环境，选择他们自己想体验的东西。

（2）、支持建筑或设备的信息查询及定位功能 我们将在系统中建立建筑或设备的信息数据库，通过输入建筑或设备名称，可快速定位到相应的区域或者对象上，同时可以迅速获得相关的数据信息，包括文字介绍、图像、视频、动画、背景音乐以及配音解说等等。 （3）、支持多媒体资源超链接 可以将与该建筑或设备相关的视频、音频、实景图片、动画、电子文档等多媒体资源整合在该系统中，采用超链接形式，只需用鼠标轻轻一点，即可调出所需资料。 （4）、支持导航地图 可建立一个平面导航地图，使用户清楚了解自身所处地理位置，并可以利用该地图迅速到达指定地点，该地图可以缩小、放大或隐藏。 （5）、支持自动漫游和自主漫游的切换 可以在没有任何人工操作的时候，进入自动漫游模式，画面将沿着实现录制好的路径进行自动漫游，同时音乐会随着到达不同的地点而切换，在自动漫游的时候，用户也可随时控制停止，进入自主漫游。 （6）、支持多方案替换对比 在系统中实现不同设计的方案切换，为设计方案的选择提供一个方便直观的讨论环境，可以对比不同的设计所反映的效果，如方案对比、建筑高度调整、光影分析等。 （7）、支持分区规划 这个功能在数字城市中用途非常广泛。可以将整个城市分成几个

虚拟现实技术的英文文献综述

Virtual Reality and its prospect No matter you are a video game player, a movie lover or an industrial designer, you must have learned a lot about the VR (virtual reality). Many media reports 2016 as the first year of VR. At present, the Steam VR platform has been able to experience the virtual reality game through Vive HTC. Google has invested $0.54 billion in the virtual reality company Magic Leap. It is said that Apple and Facebook also formed a large team composed of virtual reality and augmented reality experts to compete with the other companies in this new, high tech field[2]. Even famous director Spielberg declared that he would produce a film about family cooperating with VRC company. VR (virtual reality) technology can be widely used in urban planning, interior design, industrial simulation, monuments restoration, road and bridge design, real estate sales, tourism, education, water conservancy and electric power, geological disasters, education and training and many other fields, to provide feasible solutions[2]. And the video game is the most eagerly awaited application now. Not long ago, a video game company, Valve, released a promotional video of its VR: Steam VR. In this footage, players are invited to wear VR equipment and experience all kinds of games, and other people can see their experience in "another world" in a variety of events on the screen. Everyone no matter player or viewer say it’s really awesome. So what is VR? How does it work? Virtual reality, multi-media and network technology are known as the three computer technology with best major prospects. This technology is the use of computer simulation to generate a three-dimensional virtual world, to provide users with visual, auditory, tactile and other simulation, so that users can be in an immersive unlimited observation of things within three dimensional space[3]. When the user moves the position, the computer carries on the complex computation, maintaining the spot feeling. In a word, VR technology can bring the user's perception into the virtual world it creates, and let users believe that it is true. In general, a normal VR equipment consists of one helmet which have a micro processer and a special optic system to produce parallax and make the stereoscopic there dimensional pictures, two handles for operating and getting sensation like touching and two speakers to produce the three dimensional sounds. And it also needs to connect to a computer which deals with the information, runs program and help the CPU and special optic system produce scene. It’s really obvious that the most important thing for VR equipment is to make the virtuality like reality. The following are several key technologies to achieve that[4].

虚拟现实技术概述

虚拟现实技术 ——让所有的“白日梦”得以“实现” F0503028 5050309224 龚启豪 摘要：本文介绍了虚拟现实技术的基本概念、该技术的系统组成、还有实现该技术所需要的一些设备、并重点论述了分布式虚拟现实系统的应用和发展前景。 关键字:虚拟现实技术 虚拟现实前景 虚拟技术的代表设备 导读：人类有许多梦想，一些梦想已经变为现实，而有一些梦想也许永远都不可能实现。然而，有一种技术却能使一切梦想全部实现，这就是虚拟现实技术(Virtual Reality，简称VR)。 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。 就像电影《黑客帝国》里描述的那样，未来的我们竟可以生活在一个由电脑控制的虚拟世界里。在这个世界里，我们同样拥有各种感觉，同样拥有亲戚朋友，同样拥有工作，同样拥有现实世界的一切“真实”。只是，这一切都是虚拟的。 人类有许多梦想，一些梦想已经变为现实，而有一些梦想也许永远都不可能实现。然而，有一种技术却能使一切梦想全部实现，这就是虚拟现实技术(Virtual Reality，简称VR)。 基本概念 概括地说，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。

从本质上来说，虚拟现实就是一种先进的计算机用户接口，它通过给用户同时提供诸如视觉、听觉、触觉等各种直观而又自然的实时感知交互手段，最大限度地方便用户的操作。 虚拟现实的定义可以归纳如下：虚拟现实是利用计算机生成一种模拟环境（如飞机驾驶舱、操作现场等），通过多种传感设备使用户“投入”到该环境中，实现用户与该环境直接进行自然交互的技术。虚拟现实技术因此具有以下四个重要特征： 多感知性 ：所谓多感知性就是说除了一般计算机所具有的视觉感知外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知、甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实就是应该具有人所具有的感知功能。 存在感：又称临场感，它是指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该达到使用户难以分辨真假的程度。 交互性：交互性是指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度（包括实时性）。例如，用户可以用手去直接抓取环境中的物体，这时手有握着东西的感觉，并可以感觉物体的重量，视场中的物体也随着手的移动而移动。 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，当受到力的推动时，物体会向力的方向移动、或翻倒、或从桌面落到地面等。 虚拟现实系统的构成 虚拟现实系统的模型表示如图（1）。用户通过传感装置直接对虚拟环境进行操作，并得到实时三维显示和其它 反馈信息（如触觉、力觉反馈等）。当系统与外部世界通过传感装置构成反馈闭环时，在用户的控制下，用户与虚拟环境间的交互可以对外部世界产生作用（如遥操作等）。

虚拟现实技术简介

三、空间信息可视化的形式 地图是空间信息可视化的最主要的形式，也是最古老的形式。在计算机上，将空间信息用图形和文本表示，是在计算机图形学出现的同时也就出现了。这是空间信息可视化的较为简单而常用的形式，可以说是一维形式，多媒体技术的产生和发展，使空间信息可视化进入一个崭新的时期。可视化的形式也五彩缤纷，呈现多维化的局面，并正在发展，现把空间信息可视化主要形式介绍于下： 1、地图：它有两种形式：纸质或其它介质地图及屏幕上的电子地图。由于计算机技术的发展，这两种形式仅是计算机上数字地图的硬、软拷贝的差别。硬拷贝的是纸质地图，软拷贝--屏幕上的电子地图比前者具有更多的优点：其制作灵活，形式极其多样，修改制作方便，周期短，色彩丰富，动态性强，查询方便、快捷。从而使人们能从不同的高度、不同的方式、不同的角度和不同的详细程度来观察空间客体信息； 2、多媒体地学信息：综合、形象地表现空间信息的使用文本、表格、声音、图像、图形、动画、音频、视频各种形式逻辑地联接并集成为一个整体概念，是空间信息可视化的重要形式。各种多媒体形式能够形象、真实地表示空间信息某些特定方面，作为全面地表示空间信息的不可缺少的手段。 3、三维仿真地图三维仿真地图是基于三维仿真和计算机三维真实图形技术而产生的三维地图，经具有仿真的形状、光照、纹理……，也可以进行各种三维的量测和分析。

4、虚拟现实虚拟现实是空间信息可视化进一步研究和发展的新 方式。它是由计算机和其它设备如头盔、数据手套等组成的高级人--机交互系统，以视觉为主，也结合听、触、嗅甚至味觉来感知的环境，使人们有如进入真实的地理空间环境之中并与之交互作用。 四、地学可视化的类型 GIS的多维可视化是指采用2.5维、3维和4维等地图表现形式反映地理实体的多维特征。包括： 地图可视化 GIS可视化 专业应用领域可视化 1、地图可视化类型 （1）虚拟地图，在计算机屏幕上产生的地图。 （2）动态地图，由于地学数据存储于计算机内存，可以动态显示地学数据的不同角度的观察，不同方法的表示结果，或者随时间的变化结果。 （3）交互交融地图，是指人可与地图进行相互作用和信息交流。交互即相互改变显示行为，交融即投入感和沉浸感。 （4）超地图，多媒体地图。是与超文本概念对应的。 地理可视化的范围大于地图可视化。

沉浸式虚拟现实VR一体机系统

沉浸式虚拟现实VR一体机系统 系统概述 VR是Virtual Reality的缩写，译为中文即“虚拟现实”，该技术融合了计算机3D图形技术、计算机仿真技术、传感器技术、显示技术等多种科学技术，在多维信息空间上创建一个虚拟信息环境，能使用户具有身临其境的沉浸感和模拟现实环境的交互性，有助于加深感受、启发认知。因此，VR系统环境具备沉浸感、交互性、构想性这三个基本特性。 VR虚拟现实的关键技术主要包括模拟环境三维图形处理技术、位置追踪技术、触觉或力觉反馈、智能传感设备各等。理想的VR体验，是基于计算机生成逼真的三维立体虚拟环境，借助VR输入/输出设备体会到人体正常应感应到的视觉、听觉、触觉、力觉、运动等所有感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，并利用位置追踪技术，对头部转动、眼睛、手势等其它行为动作进行采集，由计算机处理体验者动作的相应数据，并做出实时响应和反馈。 随着移动互联网技术、人工智能技术的发展，推动了VR虚拟现实技术在工业、医疗、教育、军事等多个领域的应用，沉浸式虚拟现实设备因实用便携、最能展现虚拟现实效果而成为未来主要的发展趋势，由于沉浸式交互技术、VR外 设硬件技术的不断突破，VR技术也逐步朝着完整成熟的产业化方向发展。 VR产业现状分析 VR产业覆盖了硬件、系统、平台、开发工具、应用以及消费内容等诸多方面，

作为一个处于技术创新井喷期的产业，VR虚拟现实的想象空间和市场前景十分广阔，全球科技巨头纷纷投身其中。目前，VR作为新兴产业，其技术要求高、资源投入大，产业链的部分环节相对比较单薄，国内VR产业主要集中在硬件制作环节，而内容与工具提供商，尤其是内容平台搭建者，主要以国际大型IT科技公司为主。 尽管目前VR/AR行业都处于起步阶段，但整个市场未来增长潜力巨大：根据Digi Capital预测至2020年，全球AR与VR市场规模将达到1500亿美元，而根据市场研究机构BI Intelligence的统计，2020仅年头戴式VR硬件市场规模将达到28亿美元，未来5年复合增长率超过100%。在过去的2015年，VR毫无疑问成为资本市场最受热捧的风口。 2016年，VR将在全世界范围内迎来行业大爆发，成为互联网科技界新一代的智能硬件入口。由于VR带来的时代颠覆性，国内外各大型知名高新科技公司纷纷进驻VR产业，寻求下一个发展切入点： ?国内：腾讯进入VR领域，发布“TOS+”智能硬件开放平台，布局虚拟现实产品在内的智能硬件生态圈；百度视频成立VR频道，成为BAT中投入VR 领域的首一家；暴风、360、小米、迅雷、京东等知名互联网公司也纷纷开发其VR产品迅速占据国内主流市场。 ?国外：索尼PS VR、HTC Vive、Facebook旗下的Oculus、三星GearVR、微软VR Kit、谷歌Cardboard成为国际VR消费级市场主流产品；Magic Leap