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隨著科學技術和社會生產力的不斷發(fā)展,各行各業(yè)對虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的需求日益旺盛,。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)也取得了巨大進步,,并逐步成為一個新的科學技術領域。那么,,一個典型的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)都由哪幾部分組成呢,?
虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)(Virtual Reality System,簡稱VR,;又譯作靈境,、幻真)是近年來出現(xiàn)的圖形圖像領域的高新技術,也被稱為靈境技術或人工環(huán)境,。虛擬現(xiàn)實是利用電腦模擬產生一個三度空間的虛擬世界,,提供使用者關于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬,,讓使用者如同身臨其境一般,,可以及時、沒有限制地觀察三度空間內的事物,。
一個典型的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)主要由計算機,、輸入/輸出設備、應用軟件和數(shù)據(jù)庫等部分組成,。
1.計算機
在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中,,計算機起著至關重要的作用,可以稱之為虛擬現(xiàn)實世界的心臟,。它負責整個虛擬世界的實時渲染計算,,用戶和虛擬世界的實時交互計算等功能。
由于計算機生成的虛擬世界具有高度復雜性,,尤其在大規(guī)模復雜場景中,,渲染虛擬世界所需的計算機量級巨大,因此虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)對計算機配置的要求非常高,。
2.輸入/輸出設備
虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)要求用戶采用自然的方式與虛擬世界進行交互,,傳統(tǒng)的鼠標和鍵盤是無法實現(xiàn)這個目標的,這就需要采用特殊的交互設備,,用以識別用戶各種形式的輸入,,并實時生成相對應的反饋信息。
目前,,常用的交互設備有用于手勢輸入的數(shù)據(jù)手套,、用于語音交互的三維聲音系統(tǒng)、用于立體視覺輸出的頭盔顯示等,。
3. 應用軟件
為了實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng),,需要很多輔助軟件的支持。這些輔助軟件一般用于準備構建虛擬世界所需的素材,。例如:在前期數(shù)據(jù)采集和圖片整理時,,需要使用AutoCAD和Photoshop等二維軟件和建筑制圖軟件;在建模貼圖時,,需要使用3DMax,、MAYA等主流三維軟件;在準備音視頻素材時,,需要使用Audition,、Premiere等軟件。
為了將各種媒體素材組織在一起,,形成完整的具有交互功能的虛擬世界,,還需要專業(yè)的虛擬現(xiàn)實引擎軟件,,它主要負責完成虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中的模型組裝、熱點控制,、運動模式設立、聲音生成等工作,。另外,,它還要為虛擬世界和后臺數(shù)據(jù)庫、虛擬世界和交互硬件建立起必要的接口聯(lián)系,。成熟的虛擬現(xiàn)實引擎軟件還會提供插件接口,,允許客戶針對不同的功能需求而自主研發(fā)一些插件。
4.數(shù)據(jù)庫
虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中,,數(shù)據(jù)庫的作用主要是存儲系統(tǒng)需要的各種數(shù)據(jù),,例如地形數(shù)據(jù)、場景模型,、各種制作的建筑模型等各方面信息,。對于所有在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中出現(xiàn)的物體,在數(shù)據(jù)庫中都需要有相應的模型,。
如今市面上的虛擬現(xiàn)實眼鏡,、虛擬現(xiàn)實頭盔都為基于頭盔顯示器的典型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。它由計算機,、頭盔顯示器,、數(shù)據(jù)手套、力反饋裝置,、話筒,、耳機等設備組成。該系統(tǒng)*先由計算機生成一個虛擬世界,,由頭盔顯示器輸出的一個立體現(xiàn)實的景象,;用戶可以通過頭的轉動、手的移動,、語言等與虛擬世界進行自然交互,;計算機能根據(jù)用戶輸入的各種信息實時進行計算,即時地交互行為進行反饋,,由頭盔式顯示器更新相應的場景顯示,,由耳機輸出虛擬立體聲音、由力反饋裝置產生觸覺(力覺)反饋,。
虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中應用**多的交互設備是頭盔顯示器和數(shù)據(jù)手套,。但是如果把使用這些設備作為虛擬顯示系統(tǒng)的標志就顯得不夠準確。因為,,虛擬現(xiàn)實技術是在計算機應用和人機交互方面的全新領域,,當前這一領域的研究還處于初步階段,未來人們還會研制出其他更具沉浸感的交互設備,讓我們一起期待吧,!
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