百科名片
目录
编辑本段
定义
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。
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。
[1]
编辑本段
发展
立体声
与
三维
立体显示相结合的
计算机
系统。80年代，Jaron Lanier提出了”虚拟现实”VR（Virtual Reality）的观点，目的在于建立一种新的用户界面，使用户可以置身于
计算机
所表示的
三维空间
资料库环境中，并可以通过眼、手、耳或特殊的空间
三维
装置在这个环境中”环游”，创造出一种”亲临其境”的感觉。
实时交互
的环境。与传统的
计算机
人――机界面（如
键盘
、
鼠标
器、图形 用户界面以及流行的
Windows
等）相比，
虚拟现实
无论在技术上还是思想上都有质的飞跃。传统的人――机界面将用户和
计算机
视为两个独立的实体，而将界面视为信息交换的
媒介
，由用户把要求或指令输入计算机，计算机对信息或受控对象作出动作反馈。
虚拟现实
则将用户和
计算机
视为一个整体，通过各种直观的工具将信息进行可视化，形成一个逼真的环境，用户直接置身于这种
三维
信息空间
中自由地使用各种信息，并由此控制计算机。
虚拟现实
不仅是
计算机图形学
或
计算机成像
生成的一幅画面，更重要的是人们可以通过计算机和各种
人机界面
与机交互，并在精神感觉上进入环境。它需要结合
人工智能
，
模糊逻辑
和神经元技术。
编辑本段
基本特征
多感知性
多感知性（Multi-Sensory）是指除了一般
计算机技术
所具有的
视觉感知
之外，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
虚拟现实技术
应该具有一切人所具有的感知功能。由于相关技术，特别是
传感技术
的限制，
虚拟现实技术
所具有的感知功能仅限于
视觉
、
听觉
、力觉、
触觉
、
运动
等几种。
浸没感
计算机
创建的
三维
虚拟环境
中，该环境中的一切看上去是真的，听上去是真的，动起来是真的，甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的，如同在现实世界中的感觉一样。
交互性
构想性想象性
虚拟现实系统
由
虚拟环境
、以高性能
计算机
为核心的虚拟环境处理器、以
头盔显示器
为核心的视觉系统、以语音识别、声音合成与声音定位为核心的听觉系统、以方位跟踪器、
数据手套
和
数据衣
为主体的身体方位姿态跟踪设备，以及味觉、嗅觉、触觉与力觉
反馈系统
等功能单元构成。
编辑本段
行业应用
城市规划中
城市规划一直是对全新的可视化技术需求最为迫切的领域之一，
虚拟现实技术
可以广泛的应用在城市规划的各个方面，并带来切实且可观的利益： 展现规划方案
虚拟现实系统
的沉浸感和互动性不但能够给用户带来强烈、逼真的感官冲击，获得身临其境的体验，还可以通过其数据接口在实时的
虚拟环境
中随时获取项目的数据资料，方便大型复杂工程项目的规划、设计、投标、报批、管理，有利于设计与管理人员对各种规划设计方案进行辅助设计与方案评审。规避设计风险。
虚拟现实
所建立的
虚拟环境
是由基于真实数据建立的
数字模型
组合而成，严格遵循工程项目设计的标准和要求建立逼真的
三维
场景，对规划项目进行真实的“再现”。用户在
三维
场景中任意漫游，
人机交互
，这样很多不易察觉的设计缺陷能够轻易地被发现，减少由于事先规划不周全而造成的无可挽回的损失与遗憾，大大提高了项目的评估质量。加快设计速度运用
虚拟现实系统
，我们可以很轻松随意的进行修改，改变建筑高度，改变建筑外立面的材质、颜色，改变绿化密度，只要修改系统中的参数即可。从而大大加快了方案设计的速度和质量，提高了方案设计和修正的效率，也节省了大量的资金，提供合作平台。
虚拟现实技术
能够使政府规划部门、项目
开发商
、工程人员及公众可从任意角度，实时互动真实地看到规划效果，更好地掌握城市的形态和理解规划师的设计意图。有效的合作是保证城市规划最终成功的前提，
虚拟现实技术
为这种合作提供了理想的桥梁，这是传统手段如平面图、
效果图
、沙盘乃至
动画
等所不能达到的。加强宣传效果对于公众关心的大型规划项目，在项目方案设计过程中，
虚拟现实系统
可以将现有的方案导出为
视频
文件用来制作多媒体资料予以一定程度的公示，让公众真正的参与到项目中来。当项目方案最终确定后，也可以通过视频输出制作多媒体宣传片，进一步提高项目的宣传展示效果。
概括来讲，数字城市是以数据为中心，强调数据的采集、分析与应用，是现实城市的数字化及其延伸。我们生活在一个三维世界里，城市是个复杂的巨大系统，包括用地、建筑、市政设施等多个子系统，各个子系统之间具有复杂的空间关系。但目前的数字世界，还是以二维的图像和文字为主，真正的三维内容很少。随着科技的进步，构建一个逼真的三维数字世界是社会发展的必然趋势。
[2]
旅游景观
虚拟旅游之八一广场
(8张)
拟化身，在3D的景区环境中直接试玩旅游景点，身临其境的查看拟真的景点信息，足不出户的体验千姿百态的风景胜迹以及景点背后的传奇故事。由此，让所有的游客可以增加对于景点深层次的了解与熟悉，引发在现实中也希望“到此一游”的旅行需求。游客还可以与其它游客（3D虚拟化身）以及景区的导游（3D虚拟化身）互动交谈，一起讨论对相关景点的旅游心得、奇闻趣事、出行指南等，通过这一切的有效交流，游客在未到真实景点之前就已经掌握了很多的景点知识以及出行须知。景点管理人员或导游也可以在线主动推荐特色旅游景点，更好的推广旅游景点。同时，也可以通过这个平台，听取游客的建议及点评，更好的规划与建设现实中的旅游景点
医学中
虚拟环境
中，可以建立虚拟的
人体模型
，借助于
跟踪球
、HMD、感觉手套，学生可以很容易了解人体内部各器官结构，这比现有的采用教科书的方式要有效得多。Pieper及Satara等研究者在90年代初基于两个
SGI工作站
建立了一个虚拟外科手术训练器，用于腿部及腹部外科手术模拟。这个虚拟的环境包括虚拟的手术台与手术灯，虚拟的外科工具（如手术刀、注射器、手术钳等），虚拟的人体模型与器官等。借助于HMD及感觉手套，使用者可以对虚拟的人体模型进行手术。但该系统有待进一步改进，如需提高环境的真实感，增加网络功能，使其能同时培训多个使用者，或可在外地专家的指导下工作等。另外，在远距离遥控外科手术，复杂手术的计划安排，手术过程的信息指导，手术后果预测及改善残疾人生恬状况，乃至新型药物的研制等方面，
VR技术
都有十分重要的意义。
虚拟现实系统
，仿真程度非常高，其优越性和效果是不可估量和不可比拟的。例如，导管插入动脉的模拟器，可以使学生反复实践导管插入动脉时的操作；眼睛手术模拟器，根据人眼的前眼结构创造出
三维
立体图像，并带有实时的触觉反馈，学生利用它可以观察模拟移去晶状体的全过程，并观察到眼睛前部结构的血管、
虹膜
和巩膜组织及角膜的透明度等。还有麻醉
虚拟现实系统
、口腔手术模拟器等。
虚拟现实技术
的帮助，能在显示器上重复地模拟手术，移动人体内的器官，寻找最佳手术方案并提高熟练度。另外，在远距离遥控外科手术，复杂手术的计划安排，手术过程的信息指导，手术后果预测及改善残疾人生活状况，乃至新药研制等方面，
虚拟现实技术
都能发挥十分重要的作用。
娱艺教中
芝加哥
）开放了世界上第一台大型可供多人使用的VR娱乐系统，其主题是关于3025年的一场未来战争；
英国
开发的称为“Virtuality”的VR游戏系统，配有HMD，大大增强了真实感；1992年的一台称为“Legeal Qust”的系统由于增加了
人工智能
功能，使
计算机
具备了自学习功能，大大增强了趣味性及难度，使该系统获该年度VR产品奖。另外在家庭娱乐方面VR也显示出了很好的前景。
媒体
，VR在未来艺术领域方面所具有的潜在应用能力也不可低估。VR所具有的临场参与感与交互能力可以将
静态
的艺术（如油画、雕刻等）转化为动态的，可以使观赏者更好地欣赏作者的思想艺术。另外，VR提高了艺术表现能力，如一个虚拟的
音乐家
可以演奏各种各样的乐器，手足不便的人或远在外地的人可以在他生活的居室中去虚拟的音乐厅欣赏音乐会等等。
军事与航天中
模拟训练一直是军事与航天工业中的一个重要课题，这为VR提供了广阔的应用前景。
美国国防部高级研究计划局
DARPA自80年代起一直致力于研究称为SIMNET的虚拟战场系统，以提供坦克协同训练，该系统可联结200多台模拟器。另外利用VR技术，可模拟零重力环境，以代替现在非标准的水下训练宇航员的方法。
室内设计中
虚拟现实
不仅仅是一个演示媒体，而且还是一个设计工具。它以视觉形式反映了设计者的思想，比如装修房屋之前，你首先要做的事是对房屋的结构、外形做细致的构思，为了使之定量化，你还需设计许多图纸，当然这些图纸只能内行人读懂，
虚拟现实
可以把这种构思变成看得见的虚拟物体和环境，使以往只能借助传统的设计模式提升到数字化的即看即所得的完美境界，大大提高了设计和规划的质量与效率。运用
虚拟现实技术
，设计者可以完全按照自己的构思去构建装饰“虚拟”的房间，并可以任意变换自己在房间中的位置，去观察设计的效果，直到满意为止。既节约了时间，又节省了做模型的费用。
房产开发中
地产类虚拟现实应用
(3张)
沙盘
、样板房等已经远远无法满足消费者的需要。因此敏锐把握市场动向，果断启用最新的技术并迅速转化 为生产力，方可以领先一步，击溃竞争对手。
虚拟现实技术
是集影视广告、动画、
多媒体
、
网络科技
于一身的最新型的房地产营销方式，在国内的
广州
、上海、
北京
等大城市，国外的加拿大、
美国
等经济和科技发达的国家都非常热门，是当今房地产行业一个综合实力的象征和标志，其最主要的核心是房地产销售！同时在房地产开发中的其他重要环节包括申报、审批、设计、宣传等方面都有着非常迫切的需求。
工业仿真中
人海战术
早已不再适应工业的发展，先进科学技术的应用显现出巨大的威力，特别是
虚拟现实技术
的应用正对工业进行着一场前所未有的革命。
虚拟现实
已经被世界上一些大型企业广泛地应用到工业的各个环节，对企业提高开发效率，加强数据采集、分析、处理能力，减少决策失误，降低企业风险起到了重要的作用。
虚拟现实技术
的引入,将使工业设计的手段和思想发生质的飞跃,更加符合社会发展的需要,可以说在工业设计中应用虚拟现实技术是可行且必要的。
用户业务
层功能和数据库数据组建一套完全的仿真系统，可组建B/S、C/S两种架构的应用，可与企业ERP、MIS系统无缝对接，支持SqlServer、Oracle、MySql等主流数据库。
虚拟现实还原房屋结构
(8张)
应急推演中
虚拟现实
的产生为应急演练提供了一种全新的开展模式，将事故现场模拟到
虚拟场景
中去，在这里人为的制造各种事故情况，组织参演人员做出正确响应。这样的推演大大降低了投入成本，提高了推演实训时间，从而保证了人们面对事故灾难时的应对技能，并且可以打破空间的限制方便的组织各地人员进行推演，这样的案例已有应用，必将是今后应急推演的一个趋势。
针对性
自主性
安全性
虚拟环境
中尝试各种演练方案，即使创下“大祸”，也不会造成“恶果”，而是将这一切放入演练评定中去，作为最后演练考核的参考。这样，在确保受训人员人身安全万无一失的情况下，受训人员可以卸去事故隐患的包袱，尽可能极端的进行演练，从而大幅的提高自身的技能水平，确保在今后实际操作中的人身与事故安全。
文物古迹中
虚拟现实技术
，结合
网络技术
，可以将文物的展示、保护提高到一个崭新的阶段。首先表现在将文物实
虚拟现实在文物的应用
(3张)
体通过影像数据采集手段，建立起实物
三维
或模型数据库，保存文物原有的各项型式数据和空间关系等重要资源，实现濒危文物资源的科学、高精度和永久的保存。 其次利用这些技术来提高文物修复的精度和预先判断、选取将要采用的保护手段，同时可以缩短修复工期。 通过
计算机网络
来整合统一大范围内的文物资源，并且通过网络在大范围内来利用
虚拟技术
更加全面、生动、逼真地展示文物，从而使文物脱离地域限制，实现资源共享，真正成为全人类可以“拥有”的文化遗产。使用
虚拟现实技术
可以推动文博行业更快地进入信息时代，实现文物展示和保护的现代化。
游戏中
三维
游戏既是
虚拟现实技术
重要的应用方向之一，也为虚拟现实技术的快速发展起了巨大的需求
牵引作用
。 尽管存在众多的技术难题，
虚拟现实技术
在竞争激烈的游戏市场中还是得到了越来越多的重视和应用。可以说，电脑游戏自产生以来，一直都在朝着
虚拟现实
的方向发展，
虚拟现实技术
发展的最终目标已经成为
三维
游戏工作者的崇高追求。从最初的文字MUD游戏，到二维游戏、
三维
游戏，再到
网络三维
游戏，游戏在保持其实时性和交互性的同时，逼真度和沉浸感正在一步步地提高和加强。我们相信，随着
三维
技术的快速发展和软硬件技术的不断进步，在不远的将来，真正意义上的
虚拟现实
游戏必将为人类娱乐、教育和经济发展做出新的更大的贡献。
Web3D
虚拟社区
。对企业和电子商务
三维
的表现形式，能够全方位的展现一个物体，具有二维平面图象不可比拟的优势。企业将他们的产品发布成
网上三维
的形式，能够展现出产品外形的方方面面，加上互动操作，演示产品的功能和使用操作，充分利用
互联网
高速迅捷的传播优势来推广公司的产品。对于网上电子商务，将销售产品展示做成在线
三维
的形式，顾客通过对之进行观察和操作能够对产品有更加全面的认识了解，决定购买的几率必将大幅增加，为销售者带来更多的利润。
计算机辅助教学
(CAI)的引入，弥补了传统教学所不能达到的许多方面。在表现一些空间立体化的知识，如原子、分子的结构、分子的结合过程、机械的运动时，
三维
的展现形式必然使学习过程形象话，学生更容易接受和掌握。许多实际经验告诉我们，做比听和说更能接受更多的信息。使用具有交互功能的3D课件，学生可以在实际的动手操作中得到更深的体会。
计算机
远程教育系统
而言，引入Web3D内容必将达到很好的在线教育效果。 对娱乐游戏业娱乐游戏业永远是一个不衰的市场。现今，互连网上已不是单一静止的世界，动态HTML、flash动画、流式音视频，使整个互连网呈现生机盎然。动感的页面较之静态页面更能吸引更多的浏览者。
三维
的引入，必将造成新一轮的视觉冲击，使网页的访问量提升。娱乐站点可以在页面上建立
三维
虚拟主持这样的角色来吸引浏览者。游戏公司除了在
光盘
上发布3D游戏外，现在可以在网络环境中运行在线
三维
游戏。利用互连网络的优势，受众和覆盖面得到迅速扩张。
虚拟现实
展示与虚拟社区使用Web3D实现网络上的VR展示，只须构建一个
三维
场景，人以第一视角在其中穿行。场景和控制者之间能产生交互，加之高质量的生成画面使人产生身临其境的感觉。对于象
虚拟展厅
、建筑房地产
虚拟漫游
展示，提供了解决方案。如果是建立一个多用户而且可以互相传递信息的环境，也就形成了所谓的虚拟社区。
道路桥梁中
虚拟现实技术
可以广泛的应用在城市规划的各个方面，并带来切实且可观的利益。
虚拟现实技术
在道路桥梁应用现状在高速公路与桥梁建设中虚拟现实技术也得到了应用。由于道路桥梁需要同时处理大量的三维模型与纹理数据，导致这种形势需要很高的
计算机
性能作为
后台
支持，但随着近些年来计算机软硬件技术的提高，一些原有的技术瓶颈得到了解决，使
虚拟现实
的应用达到了前所未有的发展 。
虚拟现实
平台软件，可广泛的应用于桥梁道路设计等行业。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，他的出现将给正在发展的VR产业提示入新的活力。 虚拟现实技术在道路桥梁方面的应用虚拟现实技术在高速公路和桥梁建设方面有着非常广阔的应用前景，可由后台置入稳定的数据库信息，便于受众对各项
技术指标
进行实时的查询，周边再辅以多种媒体信息，如工程背景介绍,标段概况,技术数据,截面等,电子地图,声音、
图像
、动画，并与核心的
虚拟技术
产生交互，从而实现演示场景中的导航、定位与背景信息介绍等诸多实用、便捷的功能。
地理中
虚拟现实技术
，将
三维
地面模型、正射影像和城市街道、建筑物及
市政设施
的三维立体模型融合在一起，再现城市建筑及街区景观，用户在显示屏上可以很直观地看到生动逼真的城市
街道景观
，可以进行诸如查询、量测、漫游、飞行浏览等一系列操作，满足
数字城市
技术由二维GIS向三维虚拟现实的可视化发展需要，为城建规划、社区服务、物业管理、消防安全、
旅游交通
等提供可视化空间
地理信息服务
。
地理信息系统
技术、数字制图技术、
多媒体技术
和
虚拟现实技术
等多项现代技术为一体的综合技术。电子地图是一种以可视化的数字地图为背景，用文本、照片、图表、声音、动画、视频等多媒体为表现手段展示城市、企业、旅游景点等区域综合面貌的现代信息产品，它可以存贮于
计算机
外存，以
只读光盘
、网络等形式传播，以
桌面
计算机或
触摸屏
计算机等形式提供大众使用。由于电子地图产品结合了数字制图技术的可视化功能、数据查询与分析功能以及多媒体技术和
虚拟现实技术
的信息表现手段，加上现代电子传播技术的作用，它一出现就赢得了社会的广泛兴趣!
教育中
虚拟现实技术及其应用
，并相继建起了虚拟现实与系统仿真的研究室，将科研成果迅速转化实用技术，如北京航天航空大学在分布式飞行模拟方面的应用；
浙江大学
在建筑方面进行虚拟规划、虚拟设计的应用；
哈尔滨工业大学
在人机交互方面的应用；
清华大学
对临场感的研究等都颇具特色。有的研究室甚至已经具备独立承接大型
虚拟现实
项目的实力。 虚拟学习环境
虚拟现实技术
能够为学生提供生动、逼真的学习环境，如建造人体模型、电脑太空旅行、化合物分子结构显示等，在广泛的科目领域提供无限的虚拟体验，从而加速和巩固学生学习知识的过程。亲身去经历、亲身去感受比空洞抽象的说教更具说服力，主动地去交互与被动的灌输，有本质的差别。
虚拟实验
利用
虚拟现实技术
，可以建立各种
虚拟实验室
，如地理、物理、化学、生物实验室等等，拥有传统实验室难以比拟的优势：
虚拟现实技术
进行
虚拟实验
，学生在虚拟实验环境中，可以放心地去做各种危险的实验。例如：虚拟的飞机驾驶
教学系统
，可免除学员操作失误而造成飞机坠毁的
严重事故
。
虚拟现实技术
，可以彻底打破时间与空间的限制。大到宇宙天体，小至原子粒子，学生都可以进入这些物体的内部进行观察。一些需要几十年甚至上百年才能观察的变化过程，通过
虚拟现实技术
，可以在很短的时间内呈现给学生观察。例如，生物中的
孟德尔遗传定律
，用果蝇做实验往往要几个月的时间，而
虚拟技术
在一堂课内就可以实现。
虚拟现实技术
建立起来的虚拟实训基地，其“设备”与“部件”多是虚拟的，可以根据随时生成新的设备。教学内容可以不断更新，使实践训练及时跟上技术的发展。同时，
虚拟现实
的沉浸性和交互性，使学生能够在虚拟的学习环境中扮演一个角色，全身心地投入到学习环境中去，这非常有利于学生的技能训练。包括军事作战技能、外科手术技能、教学技能、体育技能、汽车驾驶技能、果树栽培技、电器维修技能等各种职业技能的训练，由于虚拟的训练系统无任何危险，学生可以不厌其烦地反复练习，直至掌握操作技能为止。例如：在虚拟的飞机驾驶训练系统中，学员可以反复操作控制设备，学习在各种天气情况下驾驶飞机起飞、降落，通过反复训练，达到熟练掌握驾驶技术的目的。
虚拟现实技术
在教育培训中最早的具体应用，它由浅至深有三个应用层面，分别适应学校不同程度的需求：简单的虚拟我们的校园环境供游客浏览 基于教学、教务、校园生活，功能相对完整的
三维
可视化虚拟校园 以学员为中心，加入一系列人性化的功能，以虚拟现实技术作为远程教育基础平台 虚拟远程教育虚拟现实可为高校扩大招生后设置的分校和远程教育教学点提供可移动的电子教学场所，通过交互式
远程教学
的课程目录和网站，由局域网工具作校园网站的链接，可对各个
终端
提供开放性的、远距离的持续教育，还可为社会提供新技术和高等职业培训的机会，创造更大的经济效益与社会效益。随着
虚拟现实技术
的不断发展和完善，以及硬件设备价格的不断降低，我们相信，虚拟现实技术以其自身强大的教学优势和潜力，将会逐渐受到教育工作者的重视和青睐，最终在教育培训领域广泛应用并发挥其重要作用。
虚拟演播室中
计算机
网络和
三维图形
软件等先进
信息技术
的发展，
电视节目制作
方式发生了很大的变化。视觉和听觉效果以及人类的
思维
都可以靠
虚拟现实技术
来实现。它升华了人类的逻辑思维。虚拟演播室则是
虚拟现实技术
与人类思维相结合在电视节目制作中的具体体现。虚拟演播系统的主要优点是它能够更有效地表达
新闻信息
，增强信息的感染力和交互性。传统的演播室对节目制作的限制较多。虚拟演播系统制作的布景是合乎比例的立体设计，当摄像机移动时，虚拟的布景与前景画面都会出现相应的变化，从而增加了节目的真实感。用虚拟场景在很多方面成本效益显著。如它具有及时更换场景的能力，在演播室布景制作中节约经费。不必移动和保留景物，因此可减轻对雇员的需求压力。对于单集片，虚拟制作不会显出很大的经济效益，但在使用背景和摄像机位置不变的系列节目中它可以节约大量的资金。另外，虚拟演播室具有制作优势。当考虑节目格局时，制作人员的选择余地大，他们不必过于受场景限制。对于同一节目可以不用同一演播室，因为背景可以存入磁盘。它可以充分发挥创作人员的艺术创造力与想象力，利用现有的多种
三维动画
软件，创作出高质量的背景。
水文地质研究中
虚拟现实技术
是利用
计算机
生成的
虚拟环境
逼真地模拟人在自然环境中的视觉、听觉、运动等行为的
人机界面
的新技术。利用
虚拟现实技术
沉浸感、与
计算机
的交互功能和实时表现功能，建立相关的地质、水文地质模型和专业模型，进而实现对含水层结构、地下水流、地下水质和环境地质问题（例如地面沉降、
海水入侵
、土壤沙漠化、盐渍化、沼泽化及区域降落漏斗扩展趋势）的虚拟表达。具体实现步骤包括建立
虚拟现实
数据库、
三维
地质模型、地下水水流模型、专业模型和实时预测模型。
维修中的应用
虚拟维修
是
虚拟技术
近年来的一个重要研究方向，目的是通过采用
计算机仿真
和
虚拟现实技术
在计算机上真实展现装备的维修过程，增强装备寿命周期各阶段关于维修的各种决策能力，包括维修性设计分析、维修性演示验证、维修过程核查、维修训练实施等。
虚拟维修
是
虚拟现实技术
在设备维修中的应用, 在现代化煤矿、核电站等安全性要求高的场所, 或在设备快速抢修之前, 进行维修预演和仿真。突破了设备维修在空间和时间上的限制, 可以实现逼真的设备拆装、故障维修等操作, 提取生产设备的已有资料、状态数据, 检验设备性能。
虚拟维修
技术还可以通过仿真操作过程, 统计维修作业的时间、维修工种的配置、维修工具的选择、设备部件拆卸的顺序、维修作业所需的空间、预计维修费用。
培训实训方面
虚拟现实技术
的引入使得虚拟培训成为现实。
例如，
丰田汽车
就与曼恒数字联手打造了丰田汽车虚拟培训中心，结合
动作捕捉
高端交互设备及3D立体
显示技术
，为培训者提供一个和真实环境完全一致的
虚拟环境
。培训者可以在这个具有真实沉浸感与
交互性
的
虚拟环境
中，通过人机交互设备和场景里所有物件进行交互，体验实时的物理反馈，进行多种实验操作。
船舶制造方面
虚拟现实
技术不仅能提前发现和解决实船建造中的问题，还为管理提供了充分的信息，从而真正实现船
体建造、舾装、涂装一体化和设计、制造、管理一体化。在船舶设计领域，虚拟设计涵盖了建造、维护、设备使用、客户需求等传统设计方法无法实现的领域，真正做到产品的全寿期服务。因此，通过对面向船舶整个生命周期的船舶虚拟设计系统的开发，可大大提高船舶设计的质量，减少船舶建造费用，缩短船舶建造周期。
汽车仿真方面
计算机辅助技术
，在轿车开发的造型、设计、计算、试验直至制模、冲压、焊接、总装等各个环节中的
计算机模拟技术
联为一体的综合技术，使汽车的开发、制
造都置于计算机技术所构造的严格的数据环境中，
虚拟现实技术
的应用，大大缩短了设计周期，提高了市场反应能力。
轨道交通方面
三维
虚拟与仿真技术模拟出从轨道交通工具的设计制造到运行维护等各阶段、各环节的三维环境，用户在该环境中可以“全身心的”投入到轨道交通的整个工程之中进行各种操作，从而拓展相关从业人员的认知手段和认知领域，为轨道交通建设的整个工程节约成本与时间，提高效率与质量。
虚拟装配
计算机
技术实现各部件的
虚拟装配
，方便的检查出各个部件之间的嵌合度和兼容性；此外，虚拟装配还可以深入发展为交互式
三维
虚拟培训环境，让受训人员在沉浸式环境中熟悉各个部件及装配过程，提高学员的设备装配能力。
三维
虚拟仿真技术模拟出列车运行时的状态、各部件变化情况及周边环境变化情况，检查列车运行可行性；还可以利用
计算机
更改部分数据，观测列车因数据变化而受到的连动影响，从而总结出更多列车运行经验，有效的规避列车正式投入使用后的风险，提高相关工作人员应对突发情况的处理能力。
能源领域
性，对员工的业务素质也有很高要求。运用
三维
虚拟技术
不但能够实现庞大数据的有效管理，还能够创建一个具有高度沉浸感的三维
虚拟环境
，满足企业对石油矿井、电力、天然气等高要求、高难度职位的培训要求，有效提高员工的培训效率，提升员工的业务素质。
生物力学方面
虚拟现实技术
，实现对生物体中的力学原理进行虚拟分析与仿真研究。利用虚拟仿真技术研究和表现生物力学，不但可以提高运动物体的真实感，满足运动生物力学专家的计算要求，还可以大大节约研发成本，降低数据分析难度，提高研发效率。这一技术现已广泛应用于外科医学、运动医学、康复医学、人体工学、创伤与防护学等领域。
计算机
中生成具有物理属性的人体。可通过
计算机
实现对该数字人体的参数化改造，从而开展骨肌系统外科学与运动医学、植入物设计、体育运动与艺术力学、人体工程学、航空航天、虚拟士兵等领域的科学研究。
计算机
技术计算和分析数据，依据计算结果为运动员、战士、病人等群体制定灵活科学的运动方案，合理指导各种训练活动。此外，还可以据此分析出相关疾病（如颈椎病、骨折、腰肌劳损等）产生的原因及有效的康复方法，设计出更为科学、有效的运动保健器材。
康复训练中
三维
虚拟与
仿真技术
的康复训练就很好的解决了这一问题，并且还适用于心理患者的康复训练，对完全丧失运动能力的患者也有独特效果。
输入设备
（如
数据手套
、
动作捕捉
仪）把自己的动作传入
计算机
，并从输出反馈设备得到视觉、听觉或触觉等多种感官反馈，最终达到最大限度的恢复患者的部分或全部机体功能的训练活动。这种训练方法，不但大大节约了训练的人力物力，而且有效增加了治疗的趣味性，激发了患者参与治疗的积极性，变被动治疗为主动治疗，提高治疗的效率。
三维
虚拟环境
治疗诸如恐高症之类的心理疾病。广义上的虚拟心理康复训练还包括搭配“脑—机接口系统”、“虚拟人”等先进技术进行的脑信号人机交互心理训练。这种训练就是采用患者的脑电信号控制虚拟人的行为，通过分析虚拟人的表现实现对患者心理的分析，从而制定有效地康复课程。此外，还可以通过显示设备把虚拟人的行为展现出来，让患者直接学习某种心理活动带来的结果，从而实现对患者的治疗。这种心理训练方法为更多复杂的心理疾病指明了一条新颖、高效的训练之路。
数字地球中
数字地球
等于占据了现代社会的信息战略制高点。从战略角度来说，
数字地球
是全球性的科技发展战略目标，数字地球是未来信息资源的综合平台和集成，现代社会拥有信息资源的重要性更基于工业经济社会拥有自然资源的重要性。
数字地球
是国家的重要基础设施，是遥感、
地理信息系统
、全球定位系统、
互联网
—万维网、仿真与
虚拟现实
技术等的高度综合与升华，是人类定量化研究地球、认识地球、科学利用地球的先进工具。
虚拟现实硬件
数据手套
：
数据手套
是
数字内容
交互展示系统常用的一种人机交互设备，通过手指上的弯曲、扭曲传感器和手掌上的弯度、弧度传感器，确定手及关节的位置和方向，从而实现环境中的虚拟手及其对虚拟物体的操控。
虚拟现实硬件
(4张)
计算机
直接理解处理的数据。在运动物体的关键部位设置跟踪器，由Motion capture系统捕捉跟踪器位置，再经过
计算机
处理后向得到
三维空间
爱你坐标的数据。当数据被
计算机
识别后，可以应用在动画制作，步态分析，生物力学，人机工程等领域。
运动捕捉
技术从原理上说可分为机械式、声学式、电磁式、主动光学式和被动光学式。不同原理的设备各有其优缺点，一般可从以下几个方面进行评价：定位精度；实时性；使用方便程度；可捕捉运动范围大小；抗干扰性；多目标捕捉能力；以及与相应领域专业分析软件连接程度。
位置追踪器
又称位置跟踪器，是指作用于空间跟踪与定位的装置，一般与其他VR设备结合使用，如：数据头盔、立体眼镜、
数据手套
等，使参与者在空间上能够自由移动、旋转，不局限于固定的空间位置。操作更加灵活、自如、随意。产品有六个自由度和三个自由度之分。
虚拟现实软件
：
Quest 3D
世界上最强大的一款虚拟展示及实时3D建构工具软件。
迭代
。除此之外，Quest3D在工作上还带来了更多的利益，其中最为重要的还是它的通道系统定义，你完全不用担心计算错误，Quest3D强大的
编辑器
100%可以计算出精准的数据结果。
三维
建模程序相结合，实时获取
三维模型
数据，并对其进行设计调整、展示及
虚拟装配
。平台结合硬件环境实现多通道的主被动立体显示，兼容VRPN和TrackD标准接口实现虚拟外设的交互操作。平台主要有以下模块：模型信息库模块、模型展示模块、基于物理引擎的装配训练模块、GPU加速渲染模块、WEB服务模块等。
编辑本段
关键技术
虚拟现实
是多种技术的综合，包括实时
三维
计算机
图形技术，
广角
（宽视野）
立体显示
技术，对观察者头、眼和手的跟踪技术，以及触觉/力觉反馈、
立体声
、
网络传输
、语音输入输出技术等。下面对这些技术分别加以说明。
计算机
模型产生图形图像并不是太难的事情。如果有足够准确的模型，又有足够的时间，我们就可以生成不同光照条件下各种物体的精确图像，但是这里的关键是实时。例如在飞行模拟系统中，图像的刷新相当重要，同时对图像质量的要求也很高，再加上非常复杂的
虚拟环境
，问题就变得相当困难。
广角的立体显示
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。
计算机
的交互中，
键盘
和
鼠标
是目前最常用的工具，但对于
三维空间
来说，它们都不太适合。在
三维空间
中因为有六个自由度，我们很难找出比较直观的办法把
鼠标
的平面运动映射成三维空间的任意运动。现在，已经有一些设备可以提供六个自由度，如3Space数字化仪和SpaceBall空间球等。另外一些性能比较优异的设备是
数据手套
和数据衣。
立体声
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。
触觉与力觉反馈
语音输入输出
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。例如，连续语音中词与词之间没有明显的停顿，同一词、同一字的发音受前后词、字的影响，不仅不同人说同一词会有所不同，就是同一人发音也会受到心理、生理和环境的影响而有所不同。
编辑本段
艺术特点
虚拟现实
时代”的来临应运而生的一种新兴而独立的艺术门类，在《虚拟现实艺术： 形而上的终极再创造》一文中，关于VR艺术有如下的定义：“以虚拟现实（VR）、
增强现实
（AR）等
人工智能技术
作为
媒介
手段加以运用的艺术形式，我们称之为虚拟现实艺术，简称VR艺术。该艺术形式的主要特点是
超文本
性和
交互性
。”
人机界面
对复杂数据进行可视化操作与交互的一种新的艺术语言形式，它吸引
艺术家
的重要之处，在于
艺术思维
与科技工具的密切交融和二者深层渗透所产生的全新的认知体验。与传统
视窗
操作下的新媒体艺术相比，交互性和扩展的人机对话，是VR艺术呈现其独特优势的关键所在。从整体意义上说，VR艺术是以新型人机对话为基础的交互性的艺术形式，其最大优势在于建构作品与参与者的对话，通过对话揭示意义生成的过程。
动作捕捉
，储存访问者的行为片段，以保持参与者的意识增强性为基础，同步放映增强效果和重新塑造、处理过的影像；通过
增强现实
、混合现实等形式，将数字世界和真实世界结合在一起，观众可以通过自身动作控制投影的文本，如
数据手套
可以提供力的反馈，可移动的场景、360度旋转的球体空间不仅增强了作品的沉浸感，而且可以使观众进入作品的内部，操纵它、观察它的过程，甚至赋予观众参与再创造的机会。”
编辑本段
应用领域