虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的組成

1、專業(yè)圖形處理計(jì)算機(jī)

計(jì)算機(jī)在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中處于核心地位，是系統(tǒng)的心臟，是VR的引擎，主要負(fù)責(zé)從輸人設(shè)備中讀取數(shù)據(jù)、訪問與任務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)庫，執(zhí)行任務(wù)要求的實(shí)時(shí)計(jì)算，從而實(shí)時(shí)更新虛擬世界的狀態(tài)，并把結(jié)果反饋給輸出顯示設(shè)備。由于虛擬世界是一個(gè)復(fù)雜的場景，系統(tǒng)很難預(yù)測所有用戶的動(dòng)作，也就很難在內(nèi)存中存儲(chǔ)所有相應(yīng)的狀態(tài)，因此虛擬世界 需要實(shí)時(shí)繪制和刪除，以至于大大地增加了計(jì)算量，這對計(jì)算機(jī)的配置提出了極高的要求。

2、應(yīng)用軟件系統(tǒng)

虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用軟件系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)VR技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵，提供了工具包和場景圖，主要完成虛擬世界中對象的幾何模型、物理模型、行為模型的建立和管理;三維立體聲的生 成、三維場景的實(shí)時(shí)繪制；虛擬世界數(shù)據(jù)庫的建立與管理等。目前這方面國外的軟件較成熟，如MultiGen Creator、VEGA、EON Studio和Virtool等。國內(nèi)的軟件中比較有名 的當(dāng)屬中視典公司的VRP軟件等。

3、數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫用來存放整個(gè)虛擬世界中所有對象模型的相關(guān)信息。在虛擬世界中，場景需要實(shí)時(shí)繪制，大量的虛擬對象需要保存、調(diào)用和更新，所以需要數(shù)據(jù)庫對對象模型進(jìn)行分 類管理。

4、輸入設(shè)備

輸入設(shè)備是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的輸人接口，其功能是檢測用戶的輸人信號(hào)，并通過傳感器輸人計(jì)算機(jī)。基于不同的功能和目的，輸人設(shè)備除了包括傳統(tǒng)的鼠標(biāo)、鍵盤外，還包括用于手姿輸入的數(shù)據(jù)手套、身體姿態(tài)的數(shù)據(jù)衣、語音交互的麥克風(fēng)等，以解決多個(gè)感覺通道的交互。

5、輸出設(shè)備

輸出設(shè)備是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的輸出接口，是對輸人的反饋，其功能是由計(jì)算機(jī)生成的信息通過傳感器傳給輸出設(shè)備。輸出設(shè)備以不同的感覺通道（視覺、聽覺、觸覺）反饋給用戶。輸出設(shè)備除了包括屏幕外，還包括聲音反饋的立體聲耳機(jī)、力反饋的數(shù)據(jù)手套以及 大屏幕立體顯示系統(tǒng)等。

VR系統(tǒng)的技術(shù)特征

1、多感知性

所謂多感知性就是指導(dǎo)包括視覺感知外， 還包括聽覺、力覺、觸覺和運(yùn)動(dòng)感知、甚至包括味覺感知、嗅覺感知等。

2、存在感

又稱臨場感，它是指用戶感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實(shí)程度。理想的模擬環(huán)境應(yīng)該達(dá)到使用戶難以分辨真假的程度。

3、交互性

它是指用戶對模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度(包括實(shí)時(shí)性)。我們借助與我們8的感覺器官，在虛擬的環(huán)境中體驗(yàn)真實(shí)的環(huán)境。

4、自主性

是指虛擬環(huán)境中物體依據(jù)物理定律進(jìn)行動(dòng)作的程度。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)主要由動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)、實(shí)時(shí)三維圖形生成技術(shù)、立體顯示和傳感器技術(shù)、應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工具和系統(tǒng)集成技術(shù)等五個(gè)方面組成。其中動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)的目的是根據(jù)應(yīng)用的需要獲取實(shí)際環(huán)境的三維數(shù)據(jù)， 并利用獲取的三維數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的虛擬環(huán)境模型。而三維圖形的生成技術(shù)關(guān)鍵是如何實(shí)現(xiàn)“實(shí)時(shí)”生成。立體顯示和傳感器技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)中實(shí)施交互能力的關(guān)鍵。

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