2.为什么虚拟现实技术是当前研究的热点？
虚拟现实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。它的主要功能之一是生成虚拟领域的图形，所以也叫图形工作站。目前该领域应用最广泛的工作站是SGI、SUN等厂商生产的专用工作站。但是最近基于Intel Pentium III(第四代)芯片和图形加速卡的微机图形工作站，性价比非常优秀，可能会异军突起。图像显示设备是产生立体视觉效果的关键外围设备。目前常见的产品有光阀眼镜、三维投影仪、头盔显示器等。其中，顶级的头盔显示器在屏蔽现实世界的同时，提供了高分辨率、大视野的虚拟场景，并配有立体声耳机，能让人产生强烈的沉浸感。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、3D鼠标、运动跟踪器、力反馈装置、语音识别和合成系统等。虚拟现实技术的应用前景非常广阔。它是从军事和航天领域的需求开始的，但近年来，虚拟现实技术的应用已经进入工业、建筑设计、教育培训、文化娱乐等领域。它正在改变我们的生活。虚拟和现实有矛盾的含义。把这两个词放在一起看起来毫无意义，但是科技的发展赋予了它新的含义。虚拟现实的明确定义很难说。根据最早提出虚拟现实概念的学者拉尼亚(J.Laniar)的说法，虚拟现实(virtual reality)又称想象现实(imaginary reality)，意思是“由电子计算机合成的人造世界”。从现在开始，我们可以清楚地看到，这个领域与计算机密切相关，信息科学是合成虚拟现实的基本前提。
编辑这一段的主要特征
多感知——所谓多感知，是指除了一般计算机技术所具备的视觉感知之外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至味觉感知、嗅觉感知。理想的虚拟现实技术应该具有所有人都具有的感知功能。由于相关技术特别是传感技术的限制，虚拟现实技术的传感功能仅限于视觉、听觉、力、触觉和运动。沉浸感，又称网真，是指用户在仿真环境中作为主角感受到的真实程度。理想的仿真环境应该让用户难以辨别真假，让用户全身心投入到计算机创造的三维虚拟环境中。这个环境里的一切看起来都是真的，听起来是真的，动起来是真的，甚至闻起来和尝起来都是真的，就像在现实世界里的感觉一样。交互性——指用户在模拟环境中对物体的可操作性，以及环境反馈的自然程度(包括实时性)。例如，用户可以用手直接抓住模拟环境中的一个虚拟物体，此时他的手感觉握着什么东西，可以感觉到物体的重量，视野中被抓住的物体可以立即随着手的移动而移动。想象力——强调虚拟现实技术要有广阔的可想象空间，可以拓宽人类认知的范围。它不仅能再现真实环境，还能随意构思客观不存在甚至不可能的环境。一般来说，一个完整的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、声音合成和声音定位为核心的听觉系统、以方位跟踪器、数据手套和数据外衣为主体的身体方位和姿态跟踪装置以及味觉、嗅觉、触觉和力反馈系统等功能单元组成。
编辑这一段的问题
要生成虚拟现实，需要解决三个主要问题:
①
有一种技术是以假乱真的。即如何为观察者的感觉器官合成与实际存在相符的输入信息，即如何产生与真实环境相同的视觉、触觉和嗅觉。
②
互动。观察者如何积极主动地操作虚拟现实，实现不同的观点和更高层次的感官信息？其实就是如何看起来更像，听起来更真实等等。
③
自律现实。如何在没有意识到自己的行动和行为的情况下获得生动的真实感？在这里，观测者、传感器、计算机模拟系统和显示系统构成了一个互动的闭环过程。
编辑本段中的关键技术。
虚拟现实是多种技术的综合，其关键技术和研究内容包括以下几个方面:
1，环境建模技术
即虚拟环境的建立，目的是获取实际三维环境的三维数据，并根据应用的需要，利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。
2.立体合成与立体显示技术
在虚拟现实系统中，消除了声音的方向与用户头部运动的相关性，同时在复杂场景中实时生成三维图形。
3.触觉反馈技术
在虚拟现实系统中，用户可以直接操作虚拟物体，感受虚拟物体的反作用力，从而产生身临其境的感觉。
4.互动技术
虚拟现实中的人机交互远远超出了传统的键盘鼠标模式。利用数字头盔、数字手套等复杂的传感设备，三维交互技术、语音识别、语音输入技术成为人机交互的重要手段。
5.系统集成技术
由于虚拟现实系统包含了大量的感知信息和模型，因此系统的集成技术最为重要，包括信息同步技术、模型标定技术、数据转换技术、识别与合成技术等。虚拟现实就是在计算机中构建一个生动的模型。人们可以与这个模型进行交互，产生与现实世界中相同的反馈信息，从而获得与现实世界中相同的感受。当人们需要构造一个目前并不存在的环境(合理的虚拟现实)、一个人类无法到达的环境(夸张的虚拟现实)或者一个纯粹虚构的环境(虚幻的虚拟现实)来代替需要巨额开支的真实环境时，就可以使用虚拟现实技术。为了实现和现实世界一样的感觉，我们需要能够实现各种感觉的技术。在现实世界中，人们通过眼、耳、指、鼻等器官来实现视觉、触觉(力)和嗅觉的功能。人们可以通过视觉看到丰富多彩的外部环境，通过听觉感知丰富多彩的声音世界，通过触觉了解物体的形状和特征，通过嗅觉了解周围的气味。总之，通过各种感受，我们可以与客观的现实世界互动，沉浸在与现实世界相同的环境中。在这里，听觉是最容易的；实现愿景是最基本、最本质、最常用的；实现触觉只是在某些情况下需要，现在正在完善；意识到嗅觉才刚刚开始。人们从外界获得的信息80%-90%来自视觉。因此，在虚拟环境中，为了获得真实感和沉浸感，实现与真实环境中相同的视觉体验是非常重要的。与虚拟现实中通常的图像显示不同，需要显示的图像是随着观察者眼睛的位置而变化的。此外，要求快速生成图像以获得实时感。比如不要求实时动画，为了保证质量，不限制生成每张图片需要多长时间。虚拟现实中生成的画面通常是30帧/秒。有了这样的图像生成能力，再加上适当的音效，让人有身临其境的感觉。虚拟现实系统可以提供视觉和听觉效果，已经被应用于各种仿真系统中。在城市规划中，这样的系统发挥着巨大的作用。例如，许多城市都有自己的短期、中期和长期计划。在规划中，要考虑每栋建筑与周围环境是否和谐、兼容，新建建筑与周围原有建筑是否协调，避免建筑建成后破坏城市原有的风貌和合理布局。这样的模拟系统也可以用来保护文物，重现古建筑。用虚拟现实技术展示珍贵文物供人们参观，有利于保护真实的古代文物。山东曲阜的孔子博物馆就是这么做的。还把大成殿做成模型，观众可以通过电脑浏览大成殿内几十根镂空雕刻的盘龙石柱，还可以绕到大成殿后面观光。虚拟现实技术建立的水库、河流、湖泊仿真系统，让人一目了然。比如建立三峡水库的模型后，就可以直接看到水库建成前的壮观景象。蓄水后哪些村庄和农田会先被淹，哪些文物会被淹，以便及时解决问题。如果在某个地区建立一个防洪模拟系统，可以模拟水位达到警戒线时哪些堤段会出现险情，哪些地区一旦决口会被淹。这对制定应急预案有很大帮助。虚拟现实的广泛应用将计算机应用提高到了一个全新的水平，其作用和意义是显而易见的。另外，它的作用和意义可以从更高的层面来看待。第一，观念从“以计算机为主体”转变为“以人为主体”。二是使人们进一步理解哲学中“空”与“实”的关系。以前的人机界面(人与计算机之间的交流)需要人去适应计算机，但使用虚拟现实技术后，人可以与计算机交流，而不会意识到自己在与计算机打交道，就像在日常环境中做事一样。这使人们从操作计算机的复杂工作中解脱出来。在信息技术日益复杂和广泛应用的今天，充分发挥信息技术的潜力具有重要意义。虚实关系是一个古老的哲学命题。我们是在真实的客观世界里，还是只在自己的感觉世界里，一直是唯物主义和唯心主义争论的焦点。以视觉为例。我们看到的一切都只是视网膜上的影像。以前视网膜上的图像都是现实世界的反映，所以客观现实世界和主观感官世界是一致的。现在，虚拟现实导致了二元性。虚拟现实的场景对人的感官来说是真实的，但确实是虚构的。然而，根据虚构的事情行事，往往会得出正确的结果。于是引发了重新认识哲学中“空”与“实”关系的话题。
编辑本段中的代表性设备。
在虚拟现实系统中，有许多有趣的特殊设备，具有不同的功能。下面就来介绍一些有代表性的设备。
吊杆移动显示器
它是一种半输入视觉显示设备。使用时，用户可以方便地将显示器放在眼前，不使用时可以快速移开。BOOM使用的是小型阴极射线管，产生的图像柔和，分辨率为1280×1024像素，比液晶屏小很多。
数据手套:数据手套
一种输入设备，可以将人手的动作转换成计算机输入信号。它是由非常轻的弹性材料制成的。弹性材料紧贴在手上，附着许多位置和方向传感器以及光纤线来检测手的运动。光纤可以测量每个手指的弯曲和伸展，通过光电转换，手指的动作信息可以被计算机识别。
远程接触手套
它是一种用于触觉和力反馈的设备，使用小气囊为手提供触觉和力刺激。这些小气囊可以快速加压和减压。当虚拟手触碰到一个虚拟物体时，调用电脑中存储的该物体的受力模式，压缩机快速给气囊充气或放气，使手有非常准确的触觉。
数据服装
为虚拟现实系统设计的识别全身运动的输入设备。这套数据套装可以测量人体大约50个不同的关节，包括膝盖、手臂、躯干和脚。通过光电转换，由计算机识别人体的运动信息。通过吊杆显示器和数据手套，交互式数据披上虚拟现实外衣。
编辑此段应用程序
早在20世纪70年代，虚拟现实就被用于训练宇航员。因为是一种节约成本、安全有效的训练方式，所以推广到了各行各业。目前，虚拟现实已经延伸到不同的领域，得到了广泛的应用。
1.在科技发展中
虚拟现实可以缩短开发周期，降低成本。比如1998年初，克莱斯勒利用虚拟现实技术设计了两款新车，取得了突破性的进展，使得设计出来的新车第一次从电脑屏幕上直接投入生产线，也就是说完全省略了中间的试制。由于出色的虚拟现实技术，克莱斯勒避免了65，438+0，500个设计错误，节省了8个月的开发时间和8000万美元。还可以利用虚拟现实技术进行汽车碰撞试验，不用实车就可以显示不同情况下的碰撞后果。如今，虚拟现实技术与理论分析和科学实验一起，成为人类探索客观世界规律的三大手段。用它来设计新材料，可以提前知道改变成分对材料性能的影响。在材料制成之前，我们知道由这种材料制成的零件在不同的应力条件下是如何损坏的。
2.经商
虚拟现实经常被用于促销。比如建筑工程投标时，可以用虚拟现实技术表达设计方案，让业主带入未来的建筑中参观，比如门的高度、窗户的朝向、采光量、室内装修等。，而且他们也能感同身受。还可以用来宣传旅游景点和具有多种功能和用途的商品。因为用虚拟现实技术来展现这类商品的魅力，比单纯用文字或图片来宣传更有吸引力。
3.医学上
大致有两种类型的虚拟现实应用。第一，虚拟人体，也就是数字人体，让医生更容易了解人体的结构和功能。另一个是虚拟手术系统，可以用来指导手术。在军事上，利用虚拟现实技术模拟战争过程，已经成为快速、经济地研究战争和训练指挥员的最先进方法。也正因为虚拟现实技术的高度发达，即使不进行核试验，核武器也能不断改进。战争实验室也能在检验预定方案用于实战中发挥巨大作用。1991海湾战争开始前，美军将海湾地区的各种自然环境和伊军的各种数据输入电脑，模拟各种作战方案后，制定了初步的作战计划。后来实战的发展和模拟实验的结果还是比较吻合的。
4.娱乐
应用是虚拟现实最广泛的用途。在英国出售的滑雪模拟器。用户穿着滑雪服，滑雪板，滑雪棒，头上戴着头盔显示器，手脚上戴着传感器。虽然在机舱里，但只要你在做各种滑雪运动，就可以通过头盔显示器看到被雪覆盖的山脉、峡谷和陡峭的悬崖一个个掠过，这就像在滑雪场滑雪的感觉一样。
5.现在
虚拟现实技术不仅创造虚拟场景，还创造虚拟主持人、虚拟歌手、虚拟演员。日本电视台推出的歌手DiKi，不仅唱功迷人，风格也很迷人，吸引了无数粉丝。很多粉丝想看她的脸，逼着电视台解释她只是个虚拟歌手。迪士尼也准备推出虚拟演员。这将使“演员”艺术永远青春活力。天价明星片酬是使用虚拟演员的另一个原因。虚拟演员成为电影主角后，电影将成为软件行业的一个分支。软件公司会开发无数的虚拟演员软件供人们选择。当然，从幽默和人情味上来说，虚拟演员永远无法和真实演员长久相提并论，但他们确实可以成为优秀的演员。不久前，电脑游戏节目《古墓丽影》中的女主角入选世界知名人物，这预示着虚拟演员时代的到来。
6.前景
虚拟现实的发展前景非常诱人，与网络传播的特点相结合是人们梦寐以求的。从某种意义上说，它会改变人们的思维方式，甚至改变人们对世界、对自己、对空间、对时间的看法。它是一项发展中的新技术，具有深远的潜在应用方向。使用它，我们可以建立一个真正的远程教室，在这里我们可以和来自五湖四海的朋友一起学习，讨论和玩游戏，就像在现实生活中一样。使用网络计算机和相关的三维设备将使我们的工作、生活和娱乐更加有趣。虚拟现实向人们描绘了未来生活的片段，很奇妙。用户还可以在我们的电脑前，发挥丰富的想象力，与大西洋海底的鲨鱼玩耍。参观非洲大陆的自然动物园；感受古战场的硝烟和刀光剑影；发送对当下的深刻思考；你还可以体验开国大典的庄严和东方巨人的远大抱负...
编辑此段落摘要
虚拟现实技术与理论分析和科学实验一起，成为人类探索客观世界规律的三大手段。