vr虚拟现实全解读——数字展示在线技术大讲堂

VR，虚拟现实（VirtualReality），简称 VR技术是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面，是利用电脑模拟产生一个三度空间的虚拟世界，提供用户关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让用户如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。用户进行位置移动时，电脑可以立即进行复杂的运算，将精确的三维世界视频传回产生临场感。该技术集成了计算机图形、计算机仿真、人工智能、感应、显示及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。

从技术的角度来说，虚拟现实系统具有下面三个基本特征：即三个“I”immersion-interaction-imagination（沉浸—交互—构想），它强调了在虚拟系统中的人的主导作用。从过去人只能从计算机系统的外部去观测处理的结果，到人能够沉浸到计算机系统所创建的环境中，从过去人只能通过键盘、鼠标与计算环境中的单维数字信息发生作用，到人能够用多种传感器与多维信息的环境发生交互作用；从过去的人只能以定量计算为主的结果中启发从而加深对事物的认识，到人有可能从定性和定量综合集成的环境中得到感知和理性的认识从而深化概念和萌发新意。总之，在未来的虚拟系统中，人们的目的是使这个由计算机及其它传感器所组成的信息处理系统去尽量“满足”人的需要，而不是强迫人去“凑合”那些不是很亲切的计算机系统。

这里的真实不是指和图像和现实看起来一样，而是指3D立体感。事实上，人的双眼看到的画面是不一样的，这种差别让我们能感知到深度，让事物看起来立体。
而VR眼镜也是利用了这种视觉差别，替我们双眼分别安排不用的画面，从而让我们感觉画面是立体的。
这不是跟3D电影一样吗?其实不然，VR强调的是360度全景交互，不仅有强烈的沉浸感和立体感，更重要的是允许用户和虚拟世界进行交互。交互这点虽然目前VR电影还无法体现，但在VR游戏中，更强的沉浸感和交互性正逐步颠覆这游戏业界。
头部追踪技术
有了强大的性能和立体的表现还不够，头部追踪技术会感知我们的头部动作，这样当我们在现实世界中移动，虚拟现实世界中的我们也就能同样地移动。
当我们向左看，头部追踪技术能够识别这一动作，这时硬件就会即时渲染出左边的场景，这样，我们往左看就能看到左边的场景，往右看则能看到右边的场景，而不会发生场景跟着我们移动的意外。
眼球追踪
其实，即使是手机VR盒子，都具备上述的几个关键硬件技术(手机通过陀螺仪模拟头部追踪)，但眼球追踪，在VR领域中还算是比较稀有的玩意。
眼球跟踪技术是通过追踪我们的瞳孔实现的，算法能够根据我们注视的景物来变换景深，从而带来更出色的沉浸体验。比如，伸出一只手指举在眼前，当我们注视着它时，手指前方的景物便会变得模糊，而当我们注视背景，手指又会变得模糊，这正是景深不同带来的变化。眼球追踪技术能够知道我们在看哪里，从而模拟景深的变化，让体验更加出色。

沉浸感
最好的VR设备是你带上头盔后感觉和现实生活一样。无论你是前后移动还是旋转视角，看到的图像在经过底层算法优化和渲染后都是实时且逼真的，这种体验从视觉上欺骗你的大脑，配合着其他的感官交互，你完全感觉不到自己处在虚拟世界当中。

交互性
交互性就是通过硬件和软件设备进行人机交互，包括用户对虚拟环境中对象的可操作程度和从虚拟环境中得到反馈的自然程度。虚拟现实应用中，用户将从过去只能通过键盘、鼠标与计算环境中的单维数字信息交互，升级为用多种传感器(眼球识别、语音、手势乃至脑电波)与多维信息的环境交互，逐渐与真实世界中的交互趋同。
虚拟现实之桌面虚拟现实
桌面虚拟现实利用个人计算机和低级工作站进行仿真，将计算机的屏幕作为用户观察虚拟境界的一个窗口。通过各种输入设备实现与虚拟现实世界的充分交互，这些外部设备包括鼠标，追踪球，力矩球等。它要求参与者使用输入设备，通过计算机屏幕观察360度范围内的虚拟境界，并操纵其中的物体，但这时参与者缺少完全的沉浸，因为它仍然会受到周围现实环境的干扰。桌面虚拟现实最大特点是缺乏真实的现实体验，但是成本也相对低应用比较广泛。常见的桌面虚拟现实技术有：基于静态图像的虚拟现QuickTime VR、虚拟现实造型语言VRML、桌面三维虚拟现实、MUD等。
虚拟现实之沉浸的虚拟现实
高级虚拟现实系统提供完全沉浸的体验，使用户有一种置身于虚拟境界之中的感觉。它利用头盔式显示器或其它设备，把参与者的视觉、听觉和其它感觉封闭起来，并提供一个新的、虚拟的感觉空间，并利用位置跟踪器、数据手套、其它手控输入设备、声音等使得参与者产生一种身临其境、全心投入和沉浸其中的感觉。常见的沉浸式系统有：基于头盔式显示器的系统、投影式虚拟现实系统、远程存在系统。

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