一、什么是虚拟现实技术
虚拟现实的英文为Virtual Reality或简称VR。它利用计算机生成一种模拟环境是一种多源信息的融合和交互作用的环境;这种环境中除了可以产生视觉感知外还可以有听觉、触觉等感官的感知效果以及行为动作的效果反馈与控制功能等等多种特性的一种人机接口设备。
二、虚拟现实系统的组成
1、硬件部分:包括显示单元(如显示器)、传感器模块、处理器芯片及相应的软件程序库等
2、操作系统:是运行于主机上的操作软件的集合体
3、应用平台:是指用于实现各种功能的开发工具集
4、内容制作引擎:用来提供内容的创建和管理等功能
三、虚拟现实技术的优势
1、沉浸感强
由于在用户所看到的场景中包含了三维信息并能够实时地根据用户的输入来改变图像的特征值从而影响整个环境的气氛和环境中的物体,因此使用户感到身临其境的感觉。
2、具有高度的自主性
使用者通过头盔式装置进行体验时无需任何特殊的训练就能很快掌握基本的方法并能根据自己的喜好随意调节参数以适应自己的需要而得到良好的用户体验。
3、易于扩展
可方便地在不同的平台上移植其应用软件,并且便于与其它系统和网络相连以便获得更多的资源支持。
4、容易培训
对于初学者来说很容易学会如何正确佩戴和使用头显产品而不必担心出现危险情况。另外,如果遇到问题也可以随时请教他人或是向厂家咨询解决方法。
四、虚拟现实中常用的算法
1.基于几何特征提取算法的虚拟现实方法
(1) 边缘检测
采用三角网法或者双线性滤波器对图形的边缘位置进行分析判断,然后计算每个点处的像素坐标并进行插值运算后得出该点的二维空间定位结果。
(2) 空间平滑
通过对图像进行处理使相邻的两个对象之间不发生重叠现象即可达到消除边界效应的目的。通常采用的方法是先去除掉对象的轮廓线然后再用光滑函数处理一下就可以消去锯齿状边沿了。
(3) 曲面裁剪
将曲面按照一定的规律分割成若干块后再将其拼接起来就得到了一个完整的平面区域。
(4) 三维重构
即是对立体模型进行分解再重建的过程。一般是在建立好模型的基础上对其进行旋转和平移的操作使其恢复原样从而达到建模目的。
(5) 基于统计特征的识别分类
这种方法是通过分析数据挖掘出一些重要的模式来进行区分识别的。目前比较流行的主要有两种类型:一种是针对单个物体的自动识别,另一种是针对多个目标的自动追踪识别。这两种方法的共同特点都是可以对目标进行精确的分类和跟踪,而且不需要人为干涉。
2. 基于神经网络的虚拟现实方法
(1)径迹搜索算法
这是一种典型的自学习方式下的学习方法。首先从大量的样本中进行采样获取相关的经验知识,然后在新的环境下重新构造这些经验知识并对它们加以运用。
(2)粒子群优化算法
这是当前最为有效的机器学习之一。它的核心思想是将原始的数据分成许多小的子组然后将各个小组成员分别放入到预先设定的求解方程之中最后经过复杂的数值解过程便可找到最优化的解决方案。
(3)人工神经元网络技术
它是人工智能领域的一个热点研究方向。主要原理就是让电脑自己模仿人的大脑活动来完成特定的任务。比如当你在网上浏览网页的时候你可以设置一段代码让它帮你选择合适的图片或者是视频文件。
(4)模糊逻辑推理
这一方法就是依据某些规则来确定某个事物是否真实存在的理论。例如当你进入一家商店之后你就可以询问店员是否有你需要的商品等信息。
3. 人工智能
随着科学技术的发展人们逐渐开始认识到机器人在实际生活中的重要作用。其中最具代表性的例子就是在机器人辅助驾驶方面的研究进展。目前的成果主要包括两个方面一是提高汽车的安全性能二是帮助人类完成更加复杂的工作。
五、虚拟现实中的常见缺陷
由于虚拟世界是由人创造出来的所以难免会存在一定的问题。虽然这些问题并不是很大但是仍然会对我们的正常使用造成很大的困扰甚至威胁人身安全。常见的故障原因有以下几点
1.分辨率不够高导致画面质量差
2.帧数过低无法正常播放
3.渲染时间过长
4.延迟过大
5.眩晕症
6.视物变形
7.晕眩
8.视野范围有限
六、虚拟世界的未来发展
随着技术的发展我们希望有一天能完全摆脱人类的参与彻底解放出来成为真正的"上帝"。不过这可能还需要一段时间才能做到因为现在的科技水平还不足以满足这样的要求.
七、未来的发展趋势
目前来看虚拟现实的应用主要是游戏娱乐行业和游戏设计