虛擬現實技術具有超越現實的虛擬性。虛擬現實系統的核心設備仍然是計算機。它的主要功能之壹是生成虛擬領域的圖形，所以也叫圖形工作站。目前該領域應用最廣泛的工作站是SGI、SUN等廠商生產的專用工作站。但是最近基於Intel Pentium III(第四代)芯片和圖形加速卡的微機圖形工作站，性價比非常優秀，可能會異軍突起。圖像顯示設備是產生立體視覺效果的關鍵外圍設備。目前常見的產品有光閥眼鏡、三維投影儀、頭盔顯示器等。其中，頂級的頭盔顯示器在屏蔽現實世界的同時，提供了高分辨率、大視野的虛擬場景，並配有立體聲耳機，能讓人產生強烈的沈浸感。其他外設主要用於實現與虛擬現實的交互功能，包括數據手套、3D鼠標、運動跟蹤器、力反饋裝置、語音識別和合成系統等。虛擬現實技術的應用前景非常廣闊。它是從軍事和航天領域的需求開始的，但近年來，虛擬現實技術的應用已經進入工業、建築設計、教育培訓、文化娛樂等領域。它正在改變我們的生活。虛擬和現實有矛盾的含義。把這兩個詞放在壹起看起來毫無意義，但是科技的發展賦予了它新的含義。虛擬現實的明確定義很難說。根據最早提出虛擬現實概念的學者拉尼亞(J.Laniar)的說法，虛擬現實(virtual reality)又稱想象現實(imaginary reality)，意思是“由電子計算機合成的人造世界”。從現在開始，我們可以清楚地看到，這個領域與計算機密切相關，信息科學是合成虛擬現實的基本前提。
編輯這壹段的主要特征
多感知——所謂多感知，是指除了壹般計算機技術所具備的視覺感知之外，還有聽覺感知、力覺感知、觸覺感知、運動感知，甚至味覺感知、嗅覺感知。理想的虛擬現實技術應該具有所有人都具有的感知功能。由於相關技術特別是傳感技術的限制，虛擬現實技術的傳感功能僅限於視覺、聽覺、力、觸覺和運動。沈浸感——又稱臨場感或臨場感，是指用戶在模擬環境中感受到的作為主角的真實程度。理想的仿真環境應該讓用戶難以辨別真假，讓用戶全身心投入到計算機創造的三維虛擬環境中。這個環境裏的壹切看起來都是真的，聽起來是真的，動起來是真的，甚至聞起來和嘗起來都是真的，就像在現實世界裏的感覺壹樣。交互性——指用戶在模擬環境中對物體的可操作性，以及環境反饋的自然程度(包括實時性)。例如，用戶可以用手直接抓住模擬環境中的壹個虛擬物體，此時他的手感覺握著什麽東西，可以感覺到物體的重量，視野中被抓住的物體可以立即隨著手的移動而移動。想象力——又稱自主性——強調虛擬現實技術應該具有廣闊的可想象空間，可以拓寬人類認知的範圍，不僅可以再現真實環境，還可以自由構思客觀上不存在甚至不可能存在的環境。壹般來說，壹個完整的虛擬現實系統由虛擬環境、以高性能計算機為核心的虛擬環境處理器、以頭盔顯示器為核心的視覺系統、以語音識別、聲音合成和聲音定位為核心的聽覺系統、以方位跟蹤器、數據手套和數據外衣為主體的身體方位和姿態跟蹤裝置以及味覺、嗅覺、觸覺和力反饋系統等功能單元組成。
編輯這壹段的問題
要生成虛擬現實，需要解決三個主要問題:
①
有壹種技術是以假亂真的。即如何為觀察者的感覺器官合成與實際存在相符的輸入信息，即如何產生與真實環境相同的視覺、觸覺和嗅覺。
②
互動。觀察者如何積極主動地操作虛擬現實，實現不同的觀點和更高層次的感官信息？其實就是如何看起來更像，聽起來更真實等等。
③
自律現實。如何在沒有意識到自己的行動和行為的情況下獲得生動的真實感？在這裏，觀測者、傳感器、計算機模擬系統和顯示系統構成了壹個互動的閉環過程。
編輯本段中的關鍵技術。
虛擬現實是多種技術的綜合，其關鍵技術和研究內容包括以下幾個方面:
1，環境建模技術
即虛擬環境的建立，目的是獲取實際三維環境的三維數據，並根據應用的需要，利用獲取的三維數據建立相應的虛擬環境模型。
2.立體合成與立體顯示技術
在虛擬現實系統中，消除了聲音的方向與用戶頭部運動的相關性，同時在復雜場景中實時生成三維圖形。
3.觸覺反饋技術
在虛擬現實系統中，用戶可以直接操作虛擬物體，感受虛擬物體的反作用力，從而產生身臨其境的感覺。
4.互動技術
虛擬現實中的人機交互遠遠超出了傳統的鍵盤鼠標模式。利用數字頭盔、數字手套等復雜的傳感設備，三維交互技術、語音識別、語音輸入技術成為人機交互的重要手段。
5.系統集成技術
由於虛擬現實系統包含了大量的感知信息和模型，因此系統的集成技術最為重要，包括信息同步技術、模型標定技術、數據轉換技術、識別與合成技術等。虛擬現實就是在計算機中構建壹個生動的模型。人們可以與這個模型進行交互，產生與現實世界中相同的反饋信息，從而獲得與現實世界中相同的感受。當人們需要構造壹個目前並不存在的環境(合理的虛擬現實)、壹個人類無法到達的環境(誇張的虛擬現實)或者壹個純粹虛構的環境(虛幻的虛擬現實)來代替需要巨額開支的真實環境時，就可以使用虛擬現實技術。為了實現和現實世界壹樣的感覺，我們需要能夠實現各種感覺的技術。在現實世界中，人們通過眼、耳、指、鼻等器官來實現視覺、觸覺(力)和嗅覺的功能。人們可以通過視覺看到豐富多彩的外部環境，通過聽覺感知豐富多彩的聲音世界，通過觸覺了解物體的形狀和特征，通過嗅覺了解周圍的氣味。總之，通過各種感受，我們可以與客觀的現實世界互動，沈浸在與現實世界相同的環境中。在這裏，聽覺是最容易的；實現願景是最基本、最本質、最常用的；實現觸覺只是在某些情況下需要，現在正在完善；意識到嗅覺才剛剛開始。人們從外界獲得的信息80%-90%來自視覺。因此，在虛擬環境中，為了獲得真實感和沈浸感，實現與真實環境中相同的視覺體驗是非常重要的。與虛擬現實中通常的圖像顯示不同，需要顯示的圖像是隨著觀察者眼睛的位置而變化的。此外，要求快速生成圖像以獲得實時感。比如不要求實時動畫，為了保證質量，不限制生成每張圖片需要多長時間。虛擬現實中生成的畫面通常是30幀/秒。有了這樣的圖像生成能力，再加上適當的音效，讓人有身臨其境的感覺。虛擬現實系統可以提供視覺和聽覺效果，已經被應用於各種仿真系統中。在城市規劃中，這樣的系統發揮著巨大的作用。例如，許多城市都有自己的短期、中期和長期計劃。在規劃中，要考慮每棟建築與周圍環境是否和諧、兼容，新建建築與周圍原有建築是否協調，避免建築建成後破壞城市原有的風貌和合理布局。這樣的模擬系統也可以用來保護文物，重現古建築。用虛擬現實技術展示珍貴文物供人們參觀，有利於保護真實的古代文物。山東曲阜的孔子博物館就是這麽做的。還把大成殿做成模型，觀眾可以通過電腦瀏覽大成殿內幾十根鏤空雕刻的盤龍石柱，還可以繞到大成殿後面觀光。虛擬現實技術建立的水庫、河流、湖泊仿真系統，讓人壹目了然。比如建立三峽水庫的模型後，就可以直接看到水庫建成前的壯觀景象。蓄水後哪些村莊和農田會先被淹，哪些文物會被淹，以便及時解決問題。如果在某個地區建立壹個防洪模擬系統，可以模擬水位達到警戒線時哪些堤段會出現險情，哪些地區壹旦決口會被淹。這對制定應急預案有很大幫助。虛擬現實的廣泛應用將計算機應用提高到了壹個全新的水平，其作用和意義是顯而易見的。另外，它的作用和意義可以從更高的層面來看待。第壹，觀念從“以計算機為主體”轉變為“以人為主體”。二是使人們進壹步理解哲學中“空”與“實”的關系。以前的人機界面(人與計算機之間的交流)需要人去適應計算機，但使用虛擬現實技術後，人可以與計算機交流，而不會意識到自己在與計算機打交道，就像在日常環境中做事壹樣。這使人們從操作計算機的復雜工作中解脫出來。在信息技術日益復雜和廣泛應用的今天，充分發揮信息技術的潛力具有重要意義。虛實關系是壹個古老的哲學命題。我們是在真實的客觀世界裏，還是只在自己的感覺世界裏，壹直是唯物主義和唯心主義爭論的焦點。以視覺為例。我們看到的壹切都只是視網膜上的影像。以前視網膜上的圖像都是現實世界的反映，所以客觀現實世界和主觀感官世界是壹致的。現在，虛擬現實導致了二元性。虛擬現實的場景對人的感官來說是真實的，但確實是虛構的。然而，根據虛構的事情行事，往往會得出正確的結果。於是引發了重新認識哲學中“空”與“實”關系的話題。
編輯本段中的代表性設備。
在虛擬現實系統中，有許多有趣的特殊設備，具有不同的功能。下面就來介紹壹些有代表性的設備。
吊桿移動顯示器
它是壹種半輸入視覺顯示設備。使用時，用戶可以方便地將顯示器放在眼前，不使用時可以快速移開。BOOM使用的是小型陰極射線管，產生的圖像柔和，分辨率為1280×1024像素，比液晶屏小很多。
數據手套:數據手套
壹種輸入設備，可以將人手的動作轉換成計算機輸入信號。它是由非常輕的彈性材料制成的。彈性材料緊貼在手上，附著許多位置和方向傳感器以及光纖線來檢測手的運動。光纖可以測量每個手指的彎曲和伸展，通過光電轉換，手指的動作信息可以被計算機識別。
遠程接觸手套
它是壹種用於觸覺和力反饋的設備，使用小氣囊為手提供觸覺和力刺激。這些小氣囊可以快速加壓和減壓。當虛擬手觸碰到壹個虛擬物體時，調用電腦中存儲的該物體的受力模式，壓縮機快速給氣囊充氣或放氣，使手有非常準確的觸覺。
數據服裝
為虛擬現實系統設計的識別全身運動的輸入設備。這套數據套裝可以測量人體大約50個不同的關節，包括膝蓋、手臂、軀幹和腳。通過光電轉換，由計算機識別人體的運動信息。通過吊桿顯示器和數據手套，交互式數據披上虛擬現實外衣。
編輯此段應用程序
早在20世紀70年代，虛擬現實就被用於訓練宇航員。因為是壹種節約成本、安全有效的訓練方式，所以推廣到了各行各業。目前，虛擬現實已經延伸到不同的領域，得到了廣泛的應用。
1.在科技發展中
虛擬現實可以縮短開發周期，降低成本。比如1998年初，克萊斯勒利用虛擬現實技術設計了兩款新車，取得了突破性的進展，使得設計出來的新車第壹次從電腦屏幕上直接投入生產線，也就是說完全省略了中間的試制。由於出色的虛擬現實技術，克萊斯勒避免了65，438+0，500個設計錯誤，節省了8個月的開發時間和8000萬美元。還可以利用虛擬現實技術進行汽車碰撞試驗，不用實車就可以顯示不同情況下的碰撞後果。如今，虛擬現實技術與理論分析和科學實驗壹起，成為人類探索客觀世界規律的三大手段。用它來設計新材料，可以提前知道改變成分對材料性能的影響。在材料制成之前，我們知道由這種材料制成的零件在不同的應力條件下是如何損壞的。
2.經商
虛擬現實經常被用於促銷。比如建築工程投標時，可以用虛擬現實技術表達設計方案，讓業主帶入未來的建築中參觀，比如門的高度、窗戶的朝向、采光量、室內裝修等。，而且他們也能感同身受。還可以用來宣傳旅遊景點和具有多種功能和用途的商品。因為用虛擬現實技術來展現這類商品的魅力，比單純用文字或圖片來宣傳更有吸引力。
3.醫學上
大致有兩種類型的虛擬現實應用。第壹，虛擬人體，也就是數字人體，讓醫生更容易了解人體的結構和功能。另壹個是虛擬手術系統，可以用來指導手術。在軍事上，利用虛擬現實技術模擬戰爭過程，已經成為快速、經濟地研究戰爭和訓練指揮員的最先進方法。也正因為虛擬現實技術的高度發達，即使不進行核試驗，核武器也能不斷改進。戰爭實驗室也能在檢驗預定方案用於實戰中發揮巨大作用。1991海灣戰爭開始前，美軍將海灣地區的各種自然環境和伊軍的各種數據輸入電腦，模擬各種作戰方案後，制定了初步的作戰計劃。後來實戰的發展和模擬實驗的結果還是比較吻合的。
4.娛樂
應用是虛擬現實最廣泛的用途。在英國出售的滑雪模擬器。用戶穿著滑雪服，滑雪板，滑雪棒，頭上戴著頭盔顯示器，手腳上戴著傳感器。雖然在機艙裏，但只要妳在做各種滑雪運動，就可以通過頭盔顯示器看到被雪覆蓋的山脈、峽谷和陡峭的懸崖壹個個掠過，這就像在滑雪場滑雪的感覺壹樣。
5.教育上的
(1)虛擬校園虛擬校園是虛擬現實技術在教育領域最早的具體應用。雖然大多數虛擬校園只實現了校園場景的瀏覽功能，但是虛擬現實技術提供的生動的瀏覽方式和全新的媒體表現形式具有非常鮮明的特點。早在1996，天津大學就率先在SGI硬件平臺上開發了基於VR ML國際標準的虛擬校園，讓沒來過天津大學的人也能領略到近代歷史上的名校風采。隨著網絡時代的到來，網絡教育發展迅速，特別是在寬帶技術大規模應用的今天，我國壹些高校已經開始逐步推廣和使用虛擬校園模式。(2)虛擬教學在虛擬教學中，可以應用教學模擬來進行演示、探究和遊戲教學。用簡單的虛擬現實技術來表現壹些系統(自然、物理和社會)的結構和動態，為學生提供壹個體驗和觀察的環境。建立教學模擬的關鍵工作是創建模擬對象(現實世界)的模型，然後用計算機描述這個模型，並通過運算產生輸出。這些輸出可以在壹定程度上反映真實世界的行為。教學模擬是壹種非常有價值的CAI模型，廣泛應用於教學中。比如中國地質大學開發的地質結晶學學習系統，利用虛擬現實技術展示了它們的結構特征，直觀明了。(3)虛擬訓練虛擬現實技術的特點在虛擬訓練中表現突出。虛擬現實技術的沈浸性和交互性使學生能夠在虛擬的學習環境中發揮作用，全身心投入學習，對學生的技能訓練非常有利。利用沈浸式虛擬現實系統可以進行各種技能訓練，對高職院校的技能教學有著非常強大的推動作用。西南交通大學研制的TDS- JD機車駕駛模擬器可以模擬列車啟動、運行、調速、停車的全過程，並能在列車運行過程中向司機反饋重要信息。比如每輛車的車鉤力或加速度，壓力波在列車管內的傳播過程等。，進行特殊操作條件下的事故處理，有完善的訓練成績評估和合理的評分標準。在國內率先采用計算機成像和Windows界面，是國內市場占有率最高的仿真設備。可用於任意列車編組、任意線路區段選擇、場景條件下或無場景條件下的模擬運行。
5.現在
虛擬現實技術不僅創造虛擬場景，還創造虛擬主持人、虛擬歌手、虛擬演員。日本電視臺推出的歌手DiKi，不僅唱功迷人，風格也很迷人，吸引了無數粉絲。很多粉絲想看她的臉，逼著電視臺解釋她只是個虛擬歌手。迪士尼也準備推出虛擬演員。這將使“演員”藝術永遠青春活力。天價明星片酬是使用虛擬演員的另壹個原因。虛擬演員成為電影主角後，電影將成為軟件行業的壹個分支。軟件公司會開發無數的虛擬演員軟件供人們選擇。當然，從幽默和人情味上來說，虛擬演員永遠無法和真實演員長久相提並論，但他們確實可以成為優秀的演員。不久前，電腦遊戲節目《古墓麗影》中的女主角入選世界知名人物，這預示著虛擬演員時代的到來。
6.前景
虛擬現實的發展前景非常誘人，與網絡傳播的特點相結合是人們夢寐以求的。從某種意義上說，它會改變人們的思維方式，甚至改變人們對世界、對自己、對空間、對時間的看法。它是壹項發展中的新技術，具有深遠的潛在應用方向。使用它，我們可以建立壹個真正的遠程教室，在這裏我們可以和來自五湖四海的朋友壹起學習，討論和玩遊戲，就像在現實生活中壹樣。使用網絡計算機和相關的三維設備將使我們的工作、生活和娛樂更加有趣。虛擬現實向人們描繪了未來生活的片段，很奇妙。用戶還可以在我們的電腦前，發揮豐富的想象力，與大西洋海底的鯊魚玩耍。參觀非洲大陸的自然動物園；感受古戰場的硝煙和刀光劍影；發送對當下的深刻思考；妳還可以體驗開國大典的莊嚴和東方巨人的遠大抱負...
編輯此段落摘要
虛擬現實技術與理論分析和科學實驗壹起，成為人類探索客觀世界規律的三大手段。