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系统集成技术 - 什么是虚拟现实技术,虚拟现实技术的组成

2010年03月06日 15:39 www.elecfans.com 作者:佚名 用户评论(0
5、系统集成技术

  由于虚拟现实系统中包括大量的感知信息和模型,因此系统的集成技术为重中之重:包括信息同步技术、模型标定技术、数据转换技术、识别和合成技术等等。

  虚拟现实是在计算机中构造出一个形象逼真的模型。人与该模型可以进行交互,并产生与真实世界中相同的反馈信息,使人们获得和真实世界中一样的感受。当人们需要构造当前不存在的环境(合理虚拟现实)、人类不可能达到的环境(夸张虚拟现实)或构造纯粹虚构的环境(虚幻虚拟现实)以取代需要耗资巨大的真实环境时,就可以利用虚拟现实技术。

  为了实现和在真实世界中一样的感觉,就需要有能实现各种感觉的技术。人在真实世界中是通过眼睛、耳朵、手指、鼻子等器官来实现视觉、触觉(力觉)、嗅觉等功能的。人们通过视觉观看到色彩斑斓的外部环境,通过听觉感知丰富多彩的音响世界,通过触觉了解物体的形状和特性,通过嗅觉知道周围的气味。总之,通过各种各样的感觉,使我们能够同客观真实世界交互(交流),使我们浸沉于和真实世界一样的环境中。

  在这里,实现听觉最为容易;实现视觉是最基本的也是必不可少的和最常用的;实现触觉只有在某些情况下需要,现在正在完善;实现嗅觉还刚刚开始。 人从外界获得的信息,有80%—90%来自视觉。因此在虚拟环境中,实现和真实环境中一样的视觉感受,对于获得逼真感、浸沉感至为重要。

  在虚拟现实中和通常图像显示不同的是,要求显示的图像要随观察者眼睛位置的变化而变化。此外,要求能快速生成图像以获和实时感。例如,制作动画时不要求实时,为了保证质量每幅画面需要多长时间生成不受限制。而虚拟现实时生成的画面通常为30帧/秒。 有了这样的图像生成能力,再配以适当的音响效果,就可以使人有身临其境的感受。

  能够提供视觉和听觉效果的虚拟现实系统,已被用于各种各样的仿真系统中。城市规划中,这样的系统正发挥着巨大作用。例如,许多城市都有自己的近期、中期和远景规划。在规划中需要考虑各个建筑同周围环境是否和谐相容,新建筑是否同周围的原有的建筑协调,以免造成建筑物建成后,才发现它破坏了城市原有风格和合理布局。

  这样的仿真系统还可用以保护文物、重现古建筑。把珍贵的文物用虚拟现实技术展现出来供人参观,有利于保护真实的古文物。山东曲阜的孔子博物院就是这么做的。它把大成殿也制成模型,观众通过计算机便可浏览到大成殿几十根镂空雕刻的盘龙大石柱,还可以绕到大成殿后面游览。

  用虚拟现实技术建立起来的水库和江河湖泊仿真系统,更能使人一览无遗。例如建立起三峡水库模型后,便可在水库建成之前,直观地看到建成后的壮观景象。蓄水后将最先淹没哪些村庄和农田,哪些文物将被淹没,这样能主动及时解决问题。如果建立了某地区防汛仿真系统,就可以模拟水位到达警戒线时哪些堤段会出现险情,万一发生决口将淹没哪些地区。这对制定应急预案有莫大的帮助。

  虚拟现实的广泛用途,把计算机应用提高到一个崭新的水平,其作用和意义显而易见。此外,还可从更高的层次上来看待其作用和意义。 一是在观念上,从“以计算机为主体”变 成“以人为主体”。二是在哲学上使人进一步认识“虚”和“实”之间的关系。

  过去的人机界面(人同计算机的交流)要求人去适应计算机,而使用虚拟现实技术后,人可以不必意识到自己在同计算机打交道,而可以像在日常环境中处理事情一样同计算机交流。这就把人从操作计算机的复杂工作中解放出来。在信息技术日益复杂、用途日益广泛的今天,这充分发挥信息技术的潜力具有重大的意义。

  虚和实的关系是一个古老的哲学命题。我们是处于真实的客观世界中,还是只处于自己感觉世界中,一直是唯物论和唯心论争论的焦点。以视觉为例,我们所看到的一切,不过是视网膜上的影像。过去,视网膜上的影像都是真实世界的反映,因此客观的真实世界同主观的感觉世界是一致的。现在,虚拟现实导致了二重性,虚拟现实的景物对人感官来说是实实在在的存在,但它又的的确确是虚构的东西。可是,按照虚构东西行事,往往又会得出正确的结果。因此就引发了哲学上要重新认识“虚”和“实”之间关系的课题。

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( 发表人:爱电路 )

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