《虚拟现实技术案例【优秀4篇】》
虚拟现实技术，又称灵境技术，是90年代为科学界和工程界所关注的技术。这里是美丽的编辑帮助大家找到的虚拟现实技术案例【优秀4篇】，仅供参考，希望能够帮助到大家。
vr虚拟现实技术的原理介绍 篇1
如果眼睛注视着远方，那注视点是无限远的。也就意味着光线是*行的，晶状体处于休息状态。
如果物体像这只小苍蝇靠近你的眼睛，你要一直看着它，那晶状体就会弯曲，光线*行状态就会打破。想要一直看着这只苍蝇的话，所有从苍蝇身上发出的单一的光，都需要聚焦在眼睛的一点上。
如果苍蝇靠近太近的话，晶状体弹性不够，无法弯曲，眼睛就失去了焦点。
这就是为什么头显需要特制的透镜，以便能修正晶状体的光源的角度，重新被人眼读取。
因为光束是从不同角度射到晶状体上的，所以会感觉眼睛与事物的距离较远，而事实上距离并没有那么远。
为了头显透镜能更薄更轻，部分头显使用了菲涅尔透镜。这款透镜与普通透镜的曲率一致，但其一面刻录了大小不一的螺纹。
但使用菲涅尔透镜意味着你需要做出一定的**。你可以制作出多螺纹透镜，从而能看到更清晰的图像。但是光线无法聚焦在一点上，曲率也总是不正确的。
另外，你也可以使用螺纹较少的菲涅尔透镜，有助于光束集中和提高对比度，但图像的清晰度就会受损。
这就是虚拟现实头显透镜的基本工作原理。
vr虚拟现实技术的原理介绍 篇2
显示原理：
人看周围的世界时，由于两只眼睛的位置不同，得到的图像略有不同，这些图像在脑子里融合起来，就形成了一个关于周围世界的整体景象，这个景象中包括了距离远近的信息。当然，距离信息也可以通过其他方法获得，例如眼睛焦距的远近、物体大小的比较等。
在VR系统中，双目立体视觉起了很大作用。用户的两只眼睛看到的不同图像是分别产生的，显示在不同的显示器上。有的系统采用单个显示器，但用户带上特殊的眼镜后，一只眼睛只能看到奇数帧图像，另一只眼睛只能看到偶数帧图像，奇、偶帧之间的不同也就是视差就产生了立体感。
用户(头、眼)的跟踪：在人造环境中，每个物体相对于系统的坐标系都有一个位置与姿态，而用户也是如此。用户看到的景象是由用户的位置和头(眼)的方向来确定的。
跟踪头部运动的虚拟现实头套：在传统的计算机图形技术中，视场的改变是通过鼠标或键盘来实现的，用户的视觉系统和运动感知系统是分离的，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之间就可以联系起来，感觉更逼真。另一个优点是，用户不仅可以通过双目立体视觉去认识环境，而且可以通过头部的运动去观察环境。
声音：
人能够很好地判定声源的方向。在水*方向上，我们靠声音的相位差及强度的差别来确定声音的方向，因为声音到达两只耳朵的时间或距离有所不同。常见的立体声效果就是靠左右耳听到在不同位置录制的不同声音来实现的，所以会有一种方向感。现实生活里，当头部转动时，听到的声音的方向就会改变。但目前在VR系统中，声音的方向与用户头部的运动无关。
感觉反馈：
在一个VR系统中，用户可以看到一个虚拟的杯子。你可以设法去抓住它，但是你的手没有真正接触杯子的感觉，并有可能穿过虚拟杯子的“表面”，而这在现实生活中是不可能的。解决这一问题的常用装置是在手套内层安装一些可以振动的触点来模拟触觉。
语音：
在VR系统中，语音的输入输出也很重要。这就要求虚拟环境能听懂人的语言，并能与人实时交互。而让计算机识别人的语音是相当困难的'，因为语音信号和自然语言信号有其“多边性”和复杂性。
使用人的自然语言作为计算机输入目前有两个问题，首先是效率问题，为便于计算机理解，输入的语音可能会相当啰嗦。其次是正确性问题，计算机理解语音的方法是对比匹配，而没有人的智能。
虚拟现实技术 篇3
关键词：虚拟现实；VRML；3DS MAX；三维建模
虚拟现实技术 简称VR，又称灵境技术，是20世纪90年代以来兴起的一种新型信息技术。虚拟现实技术是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境，具体地说，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，让用户可以从自己的视点出发，利用自然的技能和某些设备对这一生成的虚拟世界中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生亲临等同真实环境的感受和体验。虚拟现实是一项融合了计算机图形学、人机接口技术、传感技术、心理学、人类工程学及人工智能的综合技术。由于其独有的多感知性、沉浸感、交互性及自主性，虚拟现实技术已经广泛应用于航天、军事、医疗，教育甚至游戏领域。VR技术已经被公认为是21世纪重要的发展学科以及影响人们生活的重要技术之一。
对于人类文化发展历史的考察表明，虚拟现实技术具有悠久的前史。人类不同时期尝试超越文字表现力的局限、超越时间与空间的约束，用形象、色彩和周边条件来创造虚拟化的信息环境的努力。18世纪出现的全景画，可谓构造沉浸式的虚拟体验景象的早期技术。20世纪中叶以来，人们进一步发展出全景电影，创建体验剧场以突破银幕的壁障，然而直到多媒体计算机系统的出现，才真正具有了综合处理音频、视频、图像、数据和文字等多类信息的全面功能。通过利用并集成这种高性能的计算机软硬件并使之与各类先进的传感器相联接，人们才有可能创建一个使参与者具有身临其境的沉浸感和完善的交互作用能力，并能帮助和启发其构思的适人化的多维信息空间，即创建一个比较完备的虚拟现实系统。正如Burdea G.在“Virtual Reality Systems and Application”一文中所概括的，这种虚拟现实系统的基本特征可以简捷地表征为三个“I”，即沉浸性、交互性和构想性（Immersion-Interaction-Imagination）。由于有可贵的3I特性--沉浸性、交互性和构想性，使得沿用固定漫游路径等手段的其他漫游技术和系统无法与之相比。
沉浸性（Immersion），沉浸被通俗地解释为“身临其境”，这意味着参与者将不是以敏锐的双眼和聪慧的大脑介入虚拟环境，而是要以完整的生物个体融入虚拟系统。从这种意义上讲，沉浸意味着体验，意味着逻辑与形象的结合、认知与感知的统一。正是这种特点，使得虚拟现实技术成为“身体在知识探求过程中的能动作用得以保证的第一个智能技术”。
交互性（Interaction），虚拟现实与通常CAD系统所产生的模型以及传统的三维动画是不一样的，它不是一个静态的世界，而是一个开放、互动的环境，虚拟现实环境可以通过控制与监视装置影响或被使用者影响，即计算机使用者可以通过三维交互设备直接操纵计算机所给出的虚拟世界中的对象，虚拟世界中的对象也能够实时地作出相应的反应，是用户对虚拟环境中的物体的可操作程度，对虚拟环境中得到的反馈的自然程度和对虚拟环境进行重新布置的方式。虚拟现实系统中参与者与虚拟环境之间的交互作用，使得虚拟现实技术中的人机关系具有了新的涵义。
构想性（Imagination），构想特性说明了虚拟现实系统可以构造出那些现实中不存在或不易观察到而只出现在人们想象中的情景。虚拟现实技术中人与虚拟环境的交互作用，在本质上意味着它不是预成性的而是生成性的，不是因循的而是创造的，“构想性”所要表达的正是该技术的这一禀性。如果说沉浸性是使人具有真实感并获得体验的根本，交互性是实现人机和谐的关键，那么，构想性则是辅助人类进行创造性思维的基础。
1965年，美国人艾凡・萨瑟兰，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，后来被公认为在虚拟环境领域中起着里程碑的作用。
80年代，美国的杰伦正式提出了“Virtual Reality"一词。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。
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像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。人机交互系统的设计也在不断创新，而这些都为虚拟现实系统的发展打下了良好的基础。其中，利用虚拟现实技术设计波音777获得成功，是近几年来又一件引起科技界瞩目的伟大成果。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。
VRML是描述虚拟环境中场景的一种标准，利用他可以在INTERNET建立交互式的三维多媒体的境界。VRML的基本特征包括分布式，交互式，平台无关，三维，多 媒体集成，逼真自然等，被成为"第二代WEB"，其应用范围相当广泛，包括科学 研究，教学，工程，建筑，商业，娱乐，广告，电子商务等，已经被越来越多的 人们所重视，国际标准化组织1998年1月正式将其批准为国际标准。
VRML是一种建模语言，其基本目标是建立Internet上的交互式三维多媒体，也就是说，它是用来描述三维物体及其行为的，可以构建虚拟境界（Virtual）World其基本特征包括分布式、三维、交互性、多媒体集成、境界逼真性等。VRML的出现使虚拟现实像多媒体和Internet一样逐渐走进我们的生活。简单地说，以VRML为基础的第二代WWW=多媒体＋虚拟现实＋Internet。
熟悉WWW的人们都知道，受HTML语言的局限性，VRML之前的网页只能是简单的平面结构，就算Java语言能够为WWW增色不少，但也仅仅停留在平面设计阶段，而且实现环境与参与者的动态交互是非常烦琐的。于是，VRML就应运而生了。第一代Web是以HTML为核心的二维浏览技术，第二代Web是以VRML为核心的三维浏览技术。第二代Web把VRML与HTML、Java、媒体信息流等技术有机地结合起来，形成一种新的三维超媒体Web。
第一代WWW是一种访问文档的媒体，能够提供阅读的感受，使那些对Windows风格熟悉的人们容易使用Internet，而以VRML为核心的第二代WWW将使用户如身处真实世界，在一个三维环境里随意探寻Internet上无比丰富的巨大信息资源。每个人都可以从不同的路线进入虚拟世界，与虚拟物体交互，这样，控制感受的就不再是计算机，而是用户自己，人们可以以习惯的自然方式访问各种场所，在虚拟社区中"直接"交谈和交往。Parsons大学数字设计系Anthony Dee的一段话代表了广大VRML爱好者的心情："把三维沉浸式虚拟环境放进WWW上是如此诱人，没有人不想试一试"。更重要的是，虽然创建复杂境界需要对VRML深入掌握，而且往往还需要创作软件的帮助和其他软件的协助，但"学习VRML只需要有限的空间感和具有操作文本编辑器的能力，创建VRML境界最重要的技巧是想象力"，这是VRML得以迅速发展的根本原因。
VRML的出现使得虚拟现实像多媒体和因特网一样逐渐走进我们的生活，简单地说，以VRML为基础的第二代万维网=多媒体+虚拟现实+因特网。第一代万维网是一种访问文档的媒体，能够提供阅读的感受，使那些对Windows风格的PC环境熟悉的人们容易使用因特网，而以VRML为核心的第二代万维网将使用户如身处真实世界，在一个三维环境里随意探究因特网上无比丰富的巨大信息资源。每个人都可以从不同的路线进入虚拟世界，和虚拟物体交互，这样控制感受的就不再是计算机，而是用户自己，人们可以以习惯的自然方式访问各种场所，在虚拟社区中"直接"交谈和交往。
VRML的设计是从在WEB上欣赏实时3D图像开始的。VRML浏览器既是插件，又是帮助应用程序，还是独立运行的应用程序，它是传统的虚拟现实中同样也使用的实时3D着色引擎。这使得VRML应用从三维建模和动画应用中分离出来，在三维建模和动画应用中可以预先对前方场景进行着色，但是没有选择方向的自由。VRML提供了6+1度的自由，用户可以沿着三个方向移动，也可以沿着三个方向旋转，同时还可以建立与其它3D空间的超链接。因此VRML是超空间的。
虚拟现实技术在国内外迅速崛起并快速发展，现在，国内不少高校也已经开始虚拟现实技术的研究工作，虚拟现实漫游系统的研究和运用是其中的一个方面。探讨如何通过三维建模与VRML技术相结合的方法实现快速简捷地建立简单模型的方法。虚拟建筑模型场景漫游系统是虚拟建筑场景建立技术和虚拟漫游技术的结合。前者是基础，后者是系统运行方法。因为虚拟现实技术的特点，所以它可以渗透到我们工作和生活的每个角落。
[1] 阳化冰编著。虚拟现实构造语言VRML［M］. 第一版。北京：北京航空航天大学出版社，2000：5-8.
[2] 张金钊，张金镝，张金锐编著。虚拟现实三维立体网络程序设计语言VRML――第二代网络程序设计语言［M］.第一版。北京：清华大学出版社，2004：89-93
[3] 邹湘军，孙健。 虚拟现实技术的演变发展与展望[J]. 系统仿真学报，2004,16(9):1905-1909.
[4] 姜学智， 李忠华。国内外虚拟现实技术的研究现状[J].辽宁工程技术大学学报，2004,23(2):238-240.
(作者单位：浙江理工大学 信息电子学院)
虚拟现实技术 篇4
【关键词】虚拟现实技术 舞台技术 虚拟舞台
舞台技术的变迁历史是伴随着演出艺术的变化而发展的。新的技术被引进到剧场以后，方便了舞台技术人员的同时，也为戏剧艺术家的创作带来了新的艺术灵感。在当今科学技术手段日新月异的年代显得尤为明显，伴随着各地方对文化产业的投入不断增加，许多种类的舞台戏剧得到了蓬勃的发展，与此同时，伴随着各地新老剧场的建设与改造，更多新的技术也在不断的引入到剧场中。于是被科技力量所武装的舞台让戏剧在内容、形式上都有了天翻地覆的变化。而伴随着变化而来的也有让人不能忽视的问题。为了实现舞台景物与现实的高度还原，舞美设计师往往将景物设计得非常逼真，于是很多大型景物被搬到舞台当中。虽然满足了视觉上的效果，但是不能否认的安全隐患也会成倍的提高。那么对其安装以及演出时的安全性进行预判也就变得尤为重要了。而现代化虚拟现实技术正好可以满足这个需要，于是舞台系统的设计人员着手将这一功能引进到了舞台操作的系统中。
1 演出所引发的的技术需要
舞台艺术是一门由来已久的表演艺术，其中包含歌剧、戏曲、音乐、舞蹈等多种艺术形式，舞台戏剧不同于电影电视剧等其他艺术表达方式，它更偏向于一次性的艺术表演。随着近些年来舞台戏剧事业的发展状况以及方向来看，很多歌剧为了追求完美再现场景的艺术效果，正在越来越频繁的使用一些大型或超大型的景物。这样一来就需要比较长的时间来进行搭建，不单如此，在技术合成中也经常会出现因设计师考虑不周而出现的景物尺寸不合适等问题。结果就导致了装台时间超过预期安排，产生加班、熬夜等情况。而且会连锁影响到之后的技术合成以及彩排的时间。不单提高了制作成本，也增大舞台技术人员的疲劳度。彩排时间上的压缩会使舞美人员与演员的节奏配合不熟练，休息不足的现场指挥与控制操作人员也会出现失误的可能。而这些都会成为演出中的安全隐患。正因为如此，充足的彩排与技术合成在正式演出之前就显得尤为重要。在初期的装台时间舞台机械往往是以被动配合为主。大部分问题往往不会在这个阶段暴露，只有在技术合成阶段才会体现出来。而此时各方面而来的信息量往往是呈现几何式的增长，让人难以招架。若能够将其中的工作进行有效分散，将一些明显的问题工作提前到项目前期去做，不但可以有效减少返工情况，也会让舞台机械自动化部门在合成彩排和演出中应对得更从容，避免事故的发生。排练过程也会更流畅，达到提高效率，节约成本的目的。
综上所述，我们可以看出，通过三维模拟提前对舞台剧目进行预演设计在整个演出系统中是很有必要的。为此虚拟现实技术被引入到舞台系统中。
2 虚拟现实技术
虚拟现实（Virtual Reality） 也称灵境是近年来出现的高新技术。它是利用电脑模拟产生一个三维的虚拟世界，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。现如今随着计算机技术，以及与之相关的网络、可编程处理器的发展，虚拟现实技术已成为各个方面的热点，并且已被广泛应用到医学、军事、工程设计、电子娱乐等社会的各个领域当中。并且已经深入到人们日常生活的方方面面。它的功能就是让用户可以在虚拟的环境下模拟、推演真实场景的变化。而这一功能的特点也恰巧符合之前提到的舞台艺术快速发展的需要。
3 虚拟现实技术可以解决的问题
而现如今，虚拟现实技术渐渐也进入了舞台系统当中，将现代科学技术与传统艺术结合了起来。虚拟现实技术被应用到舞台中，其目的并不仅是将剧院、布景等简单的三维化，而且希望通过2D或3D图纸建模之后使得虚拟工作可以代替现实工作。这样通过科技手段来减轻舞台技术人员的工作量，其目的在于提高工作效率。如今为了最大化收益，各个演出公司都在研究如何将技术合成时间压缩到更短的情况下。剧目的演出规划时间也在缩短，这样一来就更加需要虚拟现实技术在剧院中应用的成熟。在这种需求的推动下虚拟技术在剧院中的功能将会不断完善。也许在不远的将来系统不单可以模拟布景、舞台的迁换运动方式，还可以对景物的材质、吊点的力度进行判断等功能。而这也应该是未来虚拟技术在舞台应用所追求的目标和趋势。我们有理由相信，作为与网络、多媒体并称为21世纪最具前景的三大技术之一的虚拟现实技术，必然会在未来的舞台机械行业中大放异彩。
4 结语
艺术创作的本质在于给观演者带来感动、愉悦、享受，艺术借助科技之力，使得演出绚丽多彩、美轮美奂，更具有视觉冲击。本文所讨论的虚拟功能理念在当今的演艺界中可能还不够成熟。这样的观点也有待于和业内同行们进一步推敲和验证。
参考资料
[1]郭巍。信息与电脑（理论版）[J].中国学术期刊（光盘版）电子杂志社，2010（05）.
[2]钟睿。舞台机械自动化技术与演出艺术创作关系的思考[J].演艺科技，2013（07）.