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1、 信息技术应用与管理专业（独立本科段）毕业论文（设计计） 论虚拟现实的实实现 摘要：虚拟现实实（Virttual RRealitty）技术成成为一项十分分热门的技术术，越来越多多的人员投身身到这个研究究领域，致力力于虚拟现实实技术的研究究、开发及应应用推广。虚虚拟现实技术术、理论分析析和科学实验验已成为人类类探索客观世世界规律的三三大手段。虚虚拟现实技术术所带来的身身临其境的神神奇效应正渗渗透到各行各各业，成为近近年来国际科技界关注注的一个热点点。它是建立立在计算机图图形学、人机机接口技术、传传感技术和人人工智能等学学科基础上的的综合性极强强的高新信息息技术，在军军事、医学、设设计、艺术、娱娱
2、乐等多个领领域都得到了了广泛的应用用，被认为是221世纪大有发展前途途的科学技术术领域。本文文全方位展现现了虚拟现实实技术的概念念与应用前景景。关键词：虚拟拟现实技术 教学应用 信息技术 目录 第一章 绪论11.1课题背景景1第二章 虚拟现现实探秘22.1 什么是是虚拟现实？22.2 虚拟现现实的重要特特征32.3 虚拟现现实的特点42.4 虚拟现现实的类型72.5 虚拟现现实的构成8第三章 虚拟现现实的发展10第四章 现实技技术现状124.1硬件现状状124.2 软件现状134.3 应用现现状144.4 国内虚虚拟现实技术术现状20第五章 虚拟现现实技术的应应用235.1 产品设设计235.
3、2 教育培培训235.3 电子商商务265.4 军事航航天265.5 艺术娱娱乐275.6 旅游休休闲28第第六章 总结语30参考文献：331第一章 绪论虚拟现实，又称称为灵境技术术,它汇集了了数字图像处处理、计算机机图形学、多多媒体技术、人人工智能、人人机接口技术术、传感器技技术、网络技技术，以及人人体行为学等等多项技术，是是计算机技术术的综合应用用。1.1课题背景景虚拟现实技术，又又称“灵境技术”、“虚拟环境”、“赛伯空间”等，原来是是美国军方开开发研究出来来的一种计算算机仿真技术术，其主要目目的是用于军军事上的仿真真，在美国军军方内部使用用。一直到220世纪800年代末期，虚虚拟现实技术
4、术才开始作为为一个较完整整的体系受到到人们极大关关注。虚拟现实是从英英文Virttual rrealitty 一词翻翻译过来的，Virtual 就是虚假的意思，Reality 就是真实的意思，合并起来就是虚拟现实，也就是说本来没有的事物和环境，通过各种技术虚拟出来，让你感觉到就如真实的一样。第二章 虚拟现现实探秘 关于虚虚拟现实的提提法，历来多多有争议。国国外有人反对对“Virttual RRealitty这个词词，称它太玄玄乎；国内也也有人认为虚虚拟现实的译译法不佳，而而主张翻译为为“灵境”，这这给人一种空空灵缥缈的感感觉，颇有一一些韵味。另另外也有一些些译法如实时时环境、虚拟拟空间、人造造
5、现实、仿真真技术等等。但但在科学界，大大多数人仍主主张直译为虚虚拟现实，以以求准确和符符合现代语法法。2.1 什么是是虚拟现实？人在现实世界中中是通过眼睛睛、耳朵、手手指等器官来来实现视觉、听听觉、触觉等等功能的，人人们可以通过过视觉观察到到色彩斑斓的的外部环境，通通过听觉感知知丰富多彩的的音响世界，通通过触觉了解解物体的形状状和特性。一个世纪以来,我们已经有有一种虚拟现现实电话,或或者说是声音音的虚拟现实实。对此,我我们早就习以以为常。但当当19世纪,电话初次展展现在人们面面前时,这也也是一种全新新的世界。无无论人们相隔隔多远,一个个电话线就能能把两个人联联系起来,这这难道不让人人惊奇么？在
6、在人类历史上上,这也是开开天辟地头一一遭。 20世纪纪20年代,诞生了电视视，这种以声声音和影像并并茂的虚拟现现实，打开了了人类视觉空空间，使人们们足不出户，遍遍览天下大事事。然而这些远非真真正意义上的的虚拟现实。真真正的虚拟现现实在技术思思想上有着质质的飞跃,它直接将我我们投入到虚虚拟的三维空空间中去，与与交互的环境境融为一体。在在这个虚拟的的世界里，我我们能够自由由的运动，观观看风景，就就和真实的世世界一样，我我们有着足够够的自主性，我我们甚至可以以捡起一块石石头攻击敌人人。于是，我们可以以认为：虚拟拟现实是人们们利用计算机机生成一个逼逼真的三维虚虚拟环境，将将模拟环境、视视景系统和仿仿真
7、系统合三三为一，并利利用人机交互设备备，把操作者者与计算机生生成的三维虚虚拟环境连结结在一起。操操作者通过人人机交互设备备，以自然的的方式（如头头的转动、手手的运动等）向向计算机送入入各种动作信信息，并且通通过视觉、听听觉以及触觉觉等多种感知知获得三维感感觉世界。随随着人们不同同的动作，这这些感觉也随随之改变。目目前，与虚拟拟现实相关的的内容已经扩扩大到了与之之相关的许多多方面，像“人工现实”、“遥现”、“虚拟环境”、“赛伯空间”等，都可以以认为是虚拟拟现实的不同同术语或形式式。事实上, 虚拟现实实要创建一个个酷似客观环环境又超越客客观时空、能能沉浸其中又又能驾驭其一一的和谐人机机环境，也就就
8、是由多维信信息所构成的的可操纵的空空间。2.2 虚拟现现实的重要特特征 虚拟现实技技术是计算机机图形学、人人工智能、计计算机网络、信信息处理等技技术综合发展展的产物 . 它具有以以下 4个特特征 :(11) 多感知知性, 所谓谓多感知性就就是除了一般般计算机技术术所具有的视视觉感知之外外 , 还有有听觉感知、触触觉感知、力力觉感知、运运动感知 , 甚至包括括味觉感知、嗅嗅觉感知等 . 理想的的虚拟现实环环境应该包含含对人自然交交互方式的模模拟 ,能提供给用用户以视觉、听听觉、触觉、嗅嗅觉甚至味觉觉等多感通道道 .(2) 存在感, 又称临场场感, 在虚虚拟现实的环环境中 , 用户能感到到自己成为
9、了了一个“发现现者和行动者者” . 例例如 , 视视场中的景物物随着人的走走动或头部的的转动甚至眼眼球的转动而而变动 . 理想的虚拟拟环境应该达达到使用户难难以分辨真假假的程度 .(3) 交交互性, 是是指用户可以以对模拟环境境中的物体直直接操作 , 并从环境境得到信息或或感受 . 例如 , 用户可以用用手去直接抓抓取模拟环境境中的物体 , 这时手手要有握着东东西的感觉 , 并可以以感觉物体的的重量 ( 其实这时手手里并没有实实物 ), 视场中被抓抓的物体也立立刻随着手的的移动而移动动 .(4) 自 主性性, 是指虚虚拟环境中的的对象具有依依据物理定律律动作的能力力 . 例如如 , 当受受到力
10、的推动动时 , 物物体会向力的的方向移动 , 或反倒倒 , 或从从桌面落到地地面等 2.3 虚拟现现实的特点 虚拟现现实最重要的的特点就是“逼真”与“交互”性。参与者者在虚拟世界界中就象身临临其境一样。环环境象真的，人人象在真环境境中与各种物物体及现象相相互作用。环环境中的物体体和特性，按按照自然规律律发展和变化化，而人在其其中经历视觉觉、听觉、触触觉、运动觉觉、味觉和嗅嗅觉等感受。首先，虚拟现实实很“逼真”。电视的空空间是二维空空间而不是现现实世界的三三维空间，电电视的所谓“立体声”效果也不同同于现实世界界的声音的立立体特征。而而虚拟现实的的视觉空间、视视觉形象是三三维的，音响响效果也是“地
11、道的三维维音响”。二维与三三维的视觉形形象有本质的的区分：在一一个二维屏幕幕上看三维的的图像就如同同从一个玻璃璃船底看下面面的海水，这这时感到自己己还是在船上上，处于三维维环境的边缘缘，从它的边边缘看这个世世界的深处。而而在一个立体体的“屏幕”里看一个视视觉世界就像像是在潜水。通通过一个电脑脑化的手套来来操纵一个三三维显示器，我我们进入到虚虚拟现实的多多重感觉的世世界中，就如如同戴着潜水水装置潜入到到深海，我们们沉浸在水下下环境中，在在礁石间穿行行，听着鲸鱼鱼的低鸣，捡捡起贝壳来仔仔细端详，与与别的潜水员员交谈，完全全参与到海底底探险的经验验当中。这种种感觉是如此此的真实，以以至于我们全全方位
12、地浸没没在这个虚幻幻的世界中。其次，虚拟现实实强调交互性性。在系统中中，用户可以以直接控制对对象的各种参参数，如：运运动方向、速速度等，而系系统也可以向向用户反馈信信息，如：模模拟驾驶系统统中两车相撞撞，用户会感感觉到震颤，车车在抖动。经经过不平路面面时，汽车会会颠簸。在虚虚拟现实中，视视觉无疑是最最主要和最常常用的交互手手段。因为观观察点是在观观察者的眼睛睛上，这样，观观察者就可以以得到与在真真实世界中同同样的感受。随随着图像的变变化，再配以以适当的音响响效果，就可可以使人们有有身临其境的的感受。但是是，当人们希希望用手来触触摸虚拟模型型，或用手直直接对虚拟模模型进行操作作时，只是视视觉和听
13、觉就就无能为力了了，因而需要要研制和开发发具有触觉功功能的交互手手段，也就是是具有力反反馈功能的的装置。它可可以对使用者者的输入（如如手势，语言言命令）作出出响应。比如如你可以拿起起一虚拟的火火炬并打开其其开关，你一一推操纵杆，仿仿佛可以在里里面漫游，你你甚至可以用用虚拟的手感感触到虚拟物物体存在。2.4 虚拟现现实的类型虚拟现实可分为为仿真、超越越、幻象三种种类型。(1)仿真型虚虚拟现实它根据现实世界界的真实存在在，由计算机机将其模拟出出来。它虽然然现在并不存存在，但一切切都是符合客客观规律的。仿仿真虚拟现实实被广泛用于于培训中。“虚拟飞机座座舱”便是一例。学学员坐在座舱舱里便可获得得和真实
14、飞行行中一样的感感受。根据这这种感受做出出各种操作，并并根据操作后后出现的效果果可判断这样样操作是否正正确。旅游业业同样可以利利用仿真虚拟拟现实招揽游游客，让公众众通过虚拟现现实观赏到名名山大川之雄雄伟、深谷小小溪之清幽、名名胜古迹之丰丰富、风土人人情之多彩，必必能激发其游游兴，增加客客源。(2)超越型虚虚拟现实它虽然也是根据据真实存在进进行模拟，但但所模拟的对对象或者用人人的五官无法法感觉到，或或者在日常生生活中无法接接触到。超越越型虚拟现实实可以充分发发挥人的认识识和探索能力力，揭示未知知世界的奥秘秘。它以现实实为基础，却却可能创造出出超越现实的的情景。例如如，可以模拟拟宇宙太空和和原子世
15、界发发生的情况，把把人带入浩瀚瀚无比或纤细细入微的世界界里，对那里里发生的一切切取得感性认认识。如美国国宇航局把火火星探测器发发回的大量数数据，经过整整理制成火星星模型，可以以使人从感性性上了解火星星上的各种情情况，宛如置置身于火星上上一样。(3)幻想型虚虚拟现实随心所欲地营造造出现实世界界不可能出现现的情景。神神话、童话、科科学幻想在这这个世界中可可以轻而易举举地化作“现实”。因此，幻幻想型虚拟现现实给人带来来广阔的想象象时空，尽管管有时是荒诞诞不经的，却却促进了人类类想象和创造造力的发展；完全是子虚虚乌有的，却却可供人消遣遣娱乐。例如如，模拟海底底龙宫世界，可可以置人于虾虾兵蟹将之中中，赏
16、悦各种种奇珍异宝。逼逼真的感受，宛宛如真正置身身于龙宫。并并且最重要的的，就是它是是交互式的，也也就是说随着着人的反应不不同，将出现现不同的情景景。这一点是是目前现实生生活中其它娱娱乐手段所做做不到的。2.5 虚拟现现实的构成虚拟现实系统包包含操作者、机机器、软件及人机机交互设备四四个基本要素素，其中机器器是指安装了了适当的软件件程序，用来来生成用户能能与之交互的的虚拟环境的的计算机，内内含存有大量量图像和声音音的数据库。人机交互设备则是指将虚拟环境与操作者连接起来的传感与控制装置。 人机交互设备将将视觉、听觉觉、触觉、味味觉、嗅觉等等各种感官刺刺激传达给操操作者，使人人的意识进入入虚拟世界。
17、目目前已经开发发出来的，在在视觉方面有有头盔式立体体显示仪等；听觉方面有有立体音响；触觉、位置置感方面有“数据手套”、“数据服”等，以及一一些语音识别别，眼球运动动检测等装置置，未来还会会开发出模拟拟味觉和嗅觉觉的设备，那那时虚拟现实实将更加真实实。头盔式显示器是是与虚拟现实实系统关系最最密切的人机机交互设备，这这种设备是在在头盔上安装装显示器，利利用特殊的光光学设备来对对图像进行处处理，使图像像看上去立体体感更强。绝绝大多数头盔盔式显示器使使用两个显示示器，能够显显示立体图像像。从人类获获取信息的方方式看，视觉觉是最主要的的，它占人们们获取的信息息量的70%，其次是听听觉、触觉和和味觉。为了
18、了实现逼真的的效果，满足足人的视觉和和听觉习惯，虚虚拟环境的图图像和声响应是是三维立体的的；为了达到到实时性，图图像至少应有660 Hz的的帧频，还要要随时响应人人们的操纵信信号，延迟不不能超过0.1秒。虚拟拟现实系统利利用头盔显示示器把用户的的视觉、听觉觉和其他感觉觉封装起来，产产生一种身在在虚拟环境中中的错觉。头头戴式显示器器将观察者的的头部位置及及运动方向告告诉计算机，计计算机就可以以调整观察者者所看到的图图景，使得呈呈现的图像更更趋于真实感感。数据手套是虚拟拟现实系统中中最常用的人人机交互设备备，它可测量量出手的位置置和形状从而而实现环境中中的虚拟手及及其对虚拟物物体的操纵。数数据手套
19、通过过手指上的弯弯曲、扭曲传传感器和手掌掌上的弯度、弧弧度传感器，确确定手及关节节的位置和方方向。数据手手套可能使你你觉得你的手手产生放在水水中、或者泥泥巴中的感觉觉。数据服也是虚拟拟现实系统中中用的人机交交互设备。一一件虚拟现实实的数据紧身身服可能使你你有在水中或或泥沼中游泳泳的感觉。当人戴上头盔时时，就把立体体图像，由多多媒体计算机机从头盔的显显示器显示给给参观者。人人戴上数据手手套，你的手手一动，有很很多传感器就就测出了你的的动作（比如如去开门）。计计算机接到这这一信息，就就去控制图像像，使门打开开，你眼前就就出现了室内内的图像景物物，并给出相相应的声音及及运动感觉。当当你的妻子恰恰巧在
20、房中，看看到你的出现现，她张开双双臂亲昵地向向你飞奔而来来，随之你的的腰被紧紧地地搂住。切记记，此时仅是是数据紧身服服在收缩罢了了，只是这一一切来得那么么自然，那么么逼真，那么么不露痕迹。 第三章 虚拟现现实的发展人类自古以来都都有一种对某某个未知、未未及的世界的的想象和想象象性地占有。这这种欲望和想想象在个人身身上表现为梦梦（睡梦和白白日梦），在在集体（民族族）身上表现现为神话、宗宗教。人类不仅把对另另外世界的向向往和想象诉诉诸神话、诗诗歌等语言形形式，而且以以既有的技术术手段将它们们诉诸视觉形形象和声音形形式。于是，原原始人的岩画画，中国古代代的兵马俑，各各个时代的雕雕塑、绘画视视觉艺术，
21、以以及近现代出出现的透视画画、全景画、立立体图镜、电电影、电视等等构成了虚拟拟现实的史前前史。画、电影、电话话、电视、计计算机的发展展为虚拟现实实问世打下了了基础。20世纪50年年代，莫顿.海利希就考考虑，看电影影如何才能使使人有身临其其境的感觉。他他得到墨西哥哥教育部长的的支持，研究究制造出一台台机器，叫“传感影院”，但效果不不佳。又由于于教育部长在在飞机失事中中丧生，他失失去了经济支支持。幸好又又有对此感兴兴趣的人提供供投资，他才才制成第二台台样机。这是是利用视觉、听听觉、运动觉觉，使用户感感到好像是骑骑在摩托车上上旅行，欣赏赏周围的自然然景色。可惜惜的是，这种种装置只能为为一个人服务务，
22、每次花费费惊人，所以以没有引起电电影界的重视视。1965年，美美国人艾凡萨瑟兰，在在篇名为的论文中中首次提出了了包括具有交交互图形显示示、力反馈设设备以及声音音提示的虚拟拟现实系统的的基本思想，后后来被公认为为在虚拟环境境领域中起着着里程碑的作作用。1970年，出出现了第一个个功能较齐全全的头盔式显显示器系统。该该系统含有能能模拟力量和和触觉的力反反馈装置。80年代，美国国的杰伦正式式提出了“Virtuual Reealityy”一词。美美国宇航局及及美国国防部部组织了一系系列有关虚拟拟现实技术的的研究，并取取得了令人瞩瞩目的研究成成果，从而引引起了人们对对虚拟现实技技术的广泛关关注。1988
23、6年，美国国航空和航天天局建立了世世界上第一个个计算机虚拟拟环境。1990年在美美国达拉斯召召开的国际会会议上明确了了虚拟现实的的主要技术构构成，即实时时三维图形生生成技术、多多传感交互技技术及高分辨辨率显示技术术。进入90年代，迅迅速发展的计计算机硬件技技术与不断改改进的计算机机软件系统相相匹配，使得得基于大型数数据集合的声声音和图像的的实时动画制制作成为可能能；人机交互互系统的设计计不断创新，新新颖、实用的的输入输出设设备不断地进进入市场。而而这些都为虚虚拟现实系统统的发展打下下了良好的基基础。1993年爱荷荷华大学提出出了“制造技术的的虚拟环境”的报告，提提出建立支持持虚拟制造环环境等技
24、术。1997年美国国标准与技术术研究院“使用VRMLL的制造系统统建模”，探讨了虚虚拟现实技术术及在网络上上的应用。希希望将WWWW变成一个三三维的立体空空间。主页的的链接也不再再是高亮显示示的图片和文文字，而是在在三维空间打打开一扇门或或者触摸一个个物体，就进进入了另一个个主页。甚至至同时上网者者互相之间都都能看到，你你在网上可以以有一个虚拟拟的自己，可可以象逛街一一样浏览主页页，同时和路路上碰到的人人打招呼。你你能在Intternett上设计自己己的三维虚拟拟空间。可以以建造虚拟的的房间、建筑筑物、城市、山山脉和星球。能能用虚拟的家家具、汽车、人人员、飞机或或你能想象的的任何东西来来填充虚
25、拟的的世界。虚拟现实技术发发展到如今，当当然不只是纸纸上谈兵。各各大公司努力力开发的各种种设备，在促促进虚拟现实实的实际应用用上起到了相相当的作用。第四章 现实技技术现状4.1硬件现状状虚拟现实技术诞诞生以来，许许多大学、科科研机构及制制造厂家研究究开发了各种种各样的信息息检测、再现现和生成装置置，尤其对视视觉信息再现现装置的研究究方面取得重重大进展。按按立体成像方方式和图像是是否跟随观察察者头的转动动而移动，视视觉信息再现现装置大体上上可以分为两两大类，一种种是利用立体体电影原理生生成立体图像像的视觉信息息再现装置。这这种方式的立立体图像需要要戴上特殊的的眼镜才能看看得到，且立体图像不不能跟
26、随观察察者头转动。另另一种视觉信信息再现装置置是头盔式显显示器，其立立体图像可以以跟随观察者者的头而转动动，这种方式式可以获得较较高的临场感感觉。(1)头盔式显显示器美国犹他大学的的学生索式兰兰德应用立体体镜视原理在在60年代末末发明了第一一台头盔式显显示器。虚拟拟现实技术诞诞生之后，头头盔式显示器器得到了广泛泛的应用。近近年来世界上上许多厂家生生产了各种各各样的头盔式式显示器。岛津津制作所生产产的头盔式显显示器采用CCRT显像方方式，重量虽虽然增加了一一些，但图像像的清晰度比比液晶显像高高。另外，现现阶段头盔式式显示器主要应应用在科研机机构，所以生生产的台数有有限也是价格格高的一个主主要原因
27、。索索尼公司为了了降低头盔式式显示器的价格格以把它推向向个人消费市市场，于19997年6月月开发了廉价价、简易、携携带型的新产产品（MLMM-50）。这这种小型的头头盔式显示器器虽然观赏不不到立体图像像，但可以取取得在2米的距离观观看52英寸寸电视机的效效果，并有配配套的小型录录像机和充电电电池适合于于个人在野外外或出差途中中使用。索尼尼公司计划以以每月50000台的数量量推向个人消消费市场。2000年6月月14-199日在东京举举行的“第8届产业业虚拟现实展展”中，正在开开发中的单眼眼头戴式显示示器“DATA GLASSS2”被展出。该该产品只要与与电脑相接便便可显示图像像，与早期的的产品相
28、比，新新产品的最大大改进之处在在于减轻了重重量，仅为880g，据称称这是目前最最轻的头盔式式显示器。新新产品与8000600像素素的彩色显示示相对应，总总像素与早期期产品相比，增增加了50%，达到1444万像素。视视角也从255度增至300度。头戴该该产品的视觉觉感受，与在在60cm远的的地方观看114英寸屏幕幕的效果基本本相同。该产产品由液晶板板和反射光学学系统构成的的曲面镜组成成。考虑到头头戴时的安全全性，外界光光线能够透过过画面，使戴戴镜者能够看看到周围物体体。(2)数据手套套赛伯手套公司生生产的数据手手套在每个手手指上有三个个弯曲传感器器和一个扭曲曲传感器，在在手掌上还有有两个传感器器
29、。数据手套套本身配有一一个叫“假手”的软件，该该软件用来接接收传感器所所获取的数据据，利用这些些信息可控制制虚拟空间中中物体的位置置和方向。VVPL公司开开发的数据手手套，在手指指关节处安装装有光学传感感器，手套周周围遍布磁场场跟踪器。马马特公司生产产的PoweerGlovve曾在短时时间内应用于于游戏系统，它它用指端的压压力传感器和和超声位置传传感器提供了了手掌和手指指的位置数据据。4.2 软件现现状虚拟现实发展至至今，已有了了许多的建模模软件，它们们使用的机制制各有不同，对对用户的要求求也有高低，当当然，其功能能上的差异也也是很大的。其其典型代表为为：Rendd386是一一个免费的程程序库
30、和播放放器，功能较较弱，适于DDOS环境；Worldd Tooll Kit for WWindowws 是Seense8 公司以Wiindowss动态连接库库的形式发布布的虚拟现实实程序库，在在标准SVGGA下运行，可可以在窗口中中显示带纹理理映射的虚拟拟世界，也可可全屏显示。该该程序支持DDDE，因而而可以通过电电子表格、数数据库或其它它程序来控制制虚拟世界；虚拟现实建建模语言VRRML(Viirtuall Reallity MModeliing Laanguagge)是HTTML的3DD模型，其目目的是提供一一种用于网上上的虚拟世界界的描述方法法。目前已有有VRML11.0、VRRML2.
31、00、VRMLL97等几种种版本；OppenGL（开开放式图形语语言）是Siiliconn Graaphicss开发的一种种建立图形库库的语言，该该语言功能强强大，是实现现虚拟现实的的较好工具，但但由于其编程程量大，又较较难掌握，因因此目前只在在专业人员中中有较广的应应用。语音输入为用户户与虚拟环境境交互提供了了一种方便的的方法。提供供语音输入功功能需要一个个普通的麦克克风和某种语语音识别软件件。语音识别别技术发展至至今，已经能能在货架上见见到待出售的的语音识别软软件。这种软软件有：SooundBllasterr 公司的 Voicee-Assiist 软件件,Commmand 公公司的 Voo
32、ice 软软件,以及DDragonn系统的 DDictatte软件。4.3 应用现现状九十年代，虚拟拟现实技术应应用研究全面面展开。有人人曾对全世界界范围内进行行的805项项虚拟现实技技术研究项目目作了统计，结结果表明：娱娱乐、教育及及艺术方面的的占据主流，达达21.4，其次是军军事与航空达达12.7，医学方面面达6.133，机器人人方面占6.21，商商业方面占44.96，另另外在可视化化计算、制造造业等方面也也有相当的比比重。(1)虚拟游戏戏 由于娱乐方方面对虚拟现现实的真实感感要求不是太太高，故虚拟拟现实在该方方面发展最为为迅猛。如11990年，在芝芝加哥开放了了世界上第一一台大型可供供多
33、人使用的的虚拟现实娱娱乐系统，其其主题是关于于3025年年的一场未来来战争。1991年年英国开发的的称为“Viirtuallity”的的虚拟游戏系系统，配头盔盔式显示器，大大大增强了真实实感；19992年的一台台称为“Leegeal Qust”的的系统由于增增加了人工智智能，使计算算机具备了自自学习能力，大大增强强了趣味性及及难度，使该该系统获年度度虚拟现实技技术产品奖。美国国许多采用虚虚拟现实技术术制作的游戏戏已成为青少少年的新宠。比比如在好莱坞坞大片侏罗罗纪公园中中，几千万年年前已经灭绝绝的恐龙在屏屏幕上活灵活活现地肆虐；勇敢者游游戏中，大大象冲上街头头踏破小汽车车等，都是在在电脑上运用用
34、虚拟现实技技术做出的效效果。美国芝加哥有一一个虚拟现实实娱乐厅，叫叫“战技中心”。它是世界界上第一个大大规模虚拟现现实娱乐系统统，有一个座座舱，前方有有一个屏幕。可可以从上面看看到战斗场景景。下方有个个副屏幕，从从它的上面可可看到损伤情情况。主屏幕幕的两侧显示示武器的状态态和选择，左左边的操纵杆杆控制武器动动作，右边的的调整开关可可以控制速度度。“战斗机器”是这个娱乐乐系统的“主要人物”，是一个超超级机器人。它它是一场战争争的发动者，假假设这场战争争发生在一千千多年以后。用用脚去踏脚踏踏板，就使“战斗机器模模拟器”开始工作，于于是模仿一千千多年以后的的战争就开始始了。人们排排长队买票去去玩这种
35、虚拟拟现实娱乐，去去进行战斗游游戏：玩的人人在座舱内，利利用舱内的设设备，在星球球间飞行，飞飞行中要保护护自己，防止止巨型坦克的的袭击，并用用激光枪展开开射击竞赛，或或低头弯腰，扭扭身拐行，躲躲开史前翼身身龙的攻击。虚虚拟战争游戏戏受到人们欢欢迎；日本横横滨的“战技中心”是有32个个座舱的大系系统，比芝加加哥的“战技中心”座舱要多一一倍。(2)虚拟工厂厂世界著名的摩托托罗拉公司，从从1994年年开始，建立立了工厂装配配线的虚拟模模型。这种虚虚拟模型是由由硬件和软件件组成的。硬硬件包括计算算机、各种传传感器、头盔盔显示器、鼠鼠标等。软件件包括计算机机控制程序，由由实际装配线线拍摄下来的的照片并变
36、成成计算机存储储的图像资料料。操作者在在启动、运行行、关闭装配配系统的虚拟拟模型中，可可以听到像从从真实系统发发出的响声，从从显示器上可可看见与真实实系统一样的的动作反应。摩摩托罗拉公司司用该虚拟模模型，对世界界各地的员工工进行培训，获获得良好效果果。用虚拟模模型有两点好好处：一是虚虚拟现实实验验用的装配线线模型比真实实的装配线便便宜（只有3310万美美元），并且且可以很方便便地运到任何何地方去；二二是当真正的的装配线上的的机械设备变变更或改进时时，虚拟现实实实验室的模模型很容易得得到及时的更更新。(3)虚拟飞机机虚拟现实技术应应用于生产，可可以节省大量量的成本，提提高效率。美美国用虚拟现现实
37、技术设计计波音7777飞机，获得得巨大成功。三三百多万个零零部件的设计计与飞机整体体结构的互相相组合，都是是在一个由数数百台工作站站组成的虚拟拟环境系统上上进行的。设设计师带上虚虚拟现实技术术装配的头盔盔显示器后，可可穿行于这个个虚拟的“飞机”中，去审视视“飞机”的各项设计计是否合乎理理想。过去要要设计一架新新型飞机必须须先造两架实实体模型飞机机，至少要花花120万美美元，虚拟现现实技术不仅仅节约了经费费，更重要的的是缩短了新新产品上市的的时间，大大大增加了市场场竞争能力。(4)虚拟汽车车近年在美国通用用、福特等汽汽车公司的虚虚拟现实技术术工作室里，人人们可以看到到拥有各种各各样的新颖装装备和
38、制作工工具，工程师师们正在进行行着试验性的的工作，通过过头盔和感应应手套等工具具，使工作站站上生成立体体的汽车原型型图像，也有有用1:1的大型型屏幕，把立立体图像的汽汽车，完全与与实体一样显显示出来，并并可以随意进进行设计改进进，使人们感感到一种完全全身临其境的的逼真体验。 德国汽车业应用虚拟现实技术最快也最广泛。目前，德国所有的汽车制造企业都建成了自己的虚拟现实开发中心。奔驰、宝马、大众等大公司的报告显示，应用虚拟现实技术、以“数字汽车”模型来代替木制或铁皮制的汽车模型，可将新车型开发时间从一年以上缩短到2个月左右，开发成本最多可降低到原先的十分之一。 目前，德国汽车制造企业已将虚拟现实技术
39、应用到零部件设计、内部设计、空气动力学试验和模拟撞车安全试验等细小局部的工作中。汽车零部件的设计因为使用了虚拟现实技术，成本降低达40。研究人员还计划将虚拟现实技术降低成本后进一步应用于销售、客户服务和市场调查。届时，客户可以先体验多媒体“数字汽车”之后再选择定购。虚拟现实技术的应用大幅度提高了德国汽车产业的竞争力。(5)虚拟太空空机器人1999年4月月19至211日，德国多多特蒙德大学学机器人研究究所与日本宇宇宙开发事业业团合作完成成了用虚拟现现实技术遥控控太空机器人人的实验。两两国科学家在在日本筑波的的卫星地面控控制中心通过过虚拟现实头头盔和数字手手套指挥一台台机器人。这这台机器人搭搭载于
40、日本的的工程实验卫卫星“ETS7”上，在距地地面500千千米的近地轨轨道运行。借借助于虚拟现现实技术，地地面上的科学学家在头盔中中看到的景物物就是机器人人在太空中“视线”所及。与此此相应，进行行实验的专家家转动头部或或挥挥手，机机器人也会做做同样动作。地地面上的真人人和太空中的的机器人实现现了“心有灵犀一一点通”。科学家戴戴上头盔和手手套操纵机器器人，能遥控控机器人避开开各种障碍物物。该实验证证明虚拟现实实技术使得远远距离操纵机机器人完成研研究和探测使使命更加容易易和方便。比比如一位生物物学家能够在在自己的办公公室里戴上头头盔和手套研研究太空中实实验生物的生生长情况，而而在太空中“亲临现场”的
41、却是一台台机器人。(6)虚拟战场场美国陆军19994年的“路易斯安娜娜94”作战演习就就是利用虚拟拟现实技术进进行的。这次次演习不但试试验论证了美美国陆军制定定的条令、战战术和部队编编成，使之更更加符合211世纪的作战战要求，还节节约演习经费费近20亿美美元。在波斯尼亚伊格格尔基地，美美国陆军采用用一种计算机机武器模拟作作战系统对维维和部队士兵兵进行作战训训练。猛一看看，这种场面面更象是在电电子游艺厅里里，人们用假假枪玩电子游游戏。目前，这这一系统已在在该基地使用用两个月了，将将逐步取代过过去采用实弹弹进行的作战战准备训练。(7)虚拟诊断断1999年3月月报道，美国国明尼苏达州州梅奥诊所将将虚
42、拟现实技技术应用于结结肠癌诊断，使使医生可仿佛佛身临其境地地在结肠中“穿行”，寻找肿瘤瘤或息肉部位位。新技术还还可将结肠图图像局部放大大，以便对细细小部位进行行研究，将其其“切开” 露出肠壁壁，让医生作作更好的检查查。在对700名患者所作作的研究中，医医生们发现，利利用虚拟现实实技术进行检检查要精确得得多。这种方方法对患者来来说也更好，因因为它无需让让病人保持镇镇静状态，整整个扫描过程程所需时间不不到2分钟。而而使用最普遍遍的验血方法法，不但患者者承受一定的的痛苦，且确确诊率不到550%。(8)虚拟小宠宠物日本富士通公司司用计算机制制造出一个小小动物，它一一半像海豚，一一半像鸟。这这个由虚拟现
43、现实技术创造造的电子宠物物叫“菲兰克”。它和人能能进行相互交交流，它会记记人的脸和声声音，当主人人呼唤它的时时候，它会高高兴得又叫又又跳。你用温温柔的声音对对它说话，它它就会作出小小鸟依人状；如果你粗声声吼叫，它就就会飞行得无无影无踪。它它会唱歌，能能学唱新歌，还还会表演杂技技。 (9)虚拟厨房房日本松下公司用用来招揽买主主的“厨房世界”，就是用虚虚拟现实技术术，让顾客去去品评厨房设设备是否合自自己的心意的的一个尝试。当当你走进陈列列室，只要戴戴上特殊的头头盔和一双银银色的手套，你你在原地就可可以去漫游“厨房世界”了。在头盔盔的显示器内内，你可以看看到厨房及它它的门。你伸伸出手去开门门，门随手
44、而而开，厨房内内所有的设备备就会映入你你的眼帘。你你可以用手打打开柜橱的门门和抽屉，查查看里面的结结构和质量，可可从碗架上拿拿下盘子看看看，也可以打打开水龙头，立立即看见水流流出来，听见见流水声，还还可查看水池池下面的排水水是否流杨，也也可查看照明明是否亮堂，试试试通水排气气是否正常。如如果您对厨房房的布置不满满意，可按照照自己的意愿愿重新安排。这这一切在你的的感觉中和真真的一模一样样。经过亲眼眼目睹和亲自自操作，你如如果感到满意意，只要填一一张订单，计计算机立即把把订单传输到到工厂，两周周内，就可以以得到所订的的厨具了。(10)虚拟演演员美国迪斯尼公司司宣称推出虚虚拟演员，这这将使“演员”艺
45、术青春常常在，并将导导致个人数字字电影的诞生生。 好莱坞征征服世界的一一个法宝是“明星制度”。对明星偶偶像的追逐，为为电影业带来来了滚滚财源源。明星制度度也让道格拉拉斯范朋克、葛葛丽泰嘉宝等一批批明星成为一一些人崇拜的的偶像。 但是，明明星是吃“青春饭”的，而虚拟拟演员却可青青春常在、活活力永存。虚虚拟演员可以以比斯瓦辛格格更强壮、比比卓别林更滑滑稽、比费雯雯丽更妩媚。由由计算机拍成成的游戏节目目古墓丽影影，片中的的虚拟女主角角入选为全球球的知名人物物，预示着虚虚拟演员时代代即将来临。目目前全世界电电影业都面临临危机。一方方面其他新兴兴娱乐方式的的出现，削弱弱了它的吸引引力；另一方方面场面越来
46、来越大、片酬酬越来越高，巨巨额投资往往往难有相应效效益。使用虚虚拟演员将可可改变这种局局面。例如，拍拍摄昆虫总总动员，用用传统方式需需用100人人完成动画，用用电脑制作动动画也要300人；而用电电脑制作的虚虚拟演员，只只要几个人便便够了。 虚拟演员员成为电影主主角后，电影影将成为软件件产业的一个个分支。各软软件公司将开开发出数不胜胜数的虚拟演演员供人选购购。一个人可可以身兼制片片人、导演、摄摄影师、布景景设计师，把把编写剧本、选选择明星、选选择艺术手法法等所有工作作都集于一身身，把复杂的的拍摄设备变变成一台计算算机，把有血血有肉的演员员变成程序。因因此以使用虚虚拟演员为特特征的个人电电影也被称
47、为为“个人虚拟电电影”。 电影诞生以以来一直在变变革，无声电电影、有声电电影、彩色电电影、立体电电影、宽银幕幕电影但哪一次次都不会像使使用虚拟现实实技术拍摄个个人虚拟电影影所引起的变变化那么大。4.4 国内虚虚拟现实技术术现状在国内，虚拟现现实技术正逐渐受受到人们重视视。19900年，我国将将“虚拟现实技技术”正式列入国国家“863计划划”。近年来，虚虚拟现实技术术在我国取得了长长足的进步。一些重要的成果已推向市场。北京科技大学虚虚拟现实实验验室成功开发发出了纯交互互式汽车模拟拟驾驶培训系系统。由于开开发出的三维维图形非常逼逼真,虚拟环环境与真实的的驾驶环境几几乎没有什么么差别,因此此投入使用
48、后后效果良好。到到目前为止,已经有1550余人通过过这个系统的的学习取得驾驾驶执照,路路考通过率达达到98。北京航空航天大大学虚拟现实实与多媒体研研究室在分布布式虚拟环境境网络上开发发了直升机虚虚拟仿真器、坦坦克虚拟仿真真器、虚拟战战场环境观察察器、计算机机兵力生成器器；连接了装装甲兵工程学学院提供的坦坦克仿真器；基本完成分分布式虚拟环环境网络下分分布交互仿真真使用的真实实地形；并正正在联合多家家单位开发JJ7、F222、F16及及单兵等虚拟拟仿真器。他他们的总设计计目标是为我我国军事模拟拟训练与演习习提供一个多多武器协同作作战或对抗的的战术演练系系统。国防科技大学研研制的虚拟空空间会议系统统1999年年12月在长长沙通过专家家鉴定。虚拟拟空间会议系系统随着虚拟拟现实技术的的发展而被提提出，是国际际上公认的前前沿性高难度度课题，具有有终极会议议系统 之之称。国防科科技大学于11995年开开始进行前期期研究，19997年正式式