虛擬現實系統的組成

1、專業圖形處理計算機

計(ji)算機在(zai)虛(xu)擬(ni)(ni)現(xian)實(shi)(shi)系(xi)(xi)統中(zhong)處于核心(xin)地位，是(shi)(shi)系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)心(xin)臟，是(shi)(shi)VR的(de)(de)(de)引擎，主要負責從(cong)輸人設備中(zhong)讀取數據(ju)、訪(fang)問(wen)與任(ren)務(wu)相(xiang)關的(de)(de)(de)數據(ju)庫，執行任(ren)務(wu)要求的(de)(de)(de)實(shi)(shi)時(shi)(shi)計(ji)算，從(cong)而(er)實(shi)(shi)時(shi)(shi)更新虛(xu)擬(ni)(ni)世界(jie)的(de)(de)(de)狀態，并把(ba)結果反饋(kui)給(gei)輸出(chu)顯示設備。由于虛(xu)擬(ni)(ni)世界(jie)是(shi)(shi)一個復雜(za)的(de)(de)(de)場景，系(xi)(xi)統很難預測所有(you)用戶(hu)的(de)(de)(de)動作(zuo)，也就很難在(zai)內存中(zhong)存儲所有(you)相(xiang)應(ying)的(de)(de)(de)狀態，因(yin)此虛(xu)擬(ni)(ni)世界(jie) 需(xu)要實(shi)(shi)時(shi)(shi)繪制和刪除，以(yi)至于大大地增(zeng)加了(le)計(ji)算量(liang)，這對(dui)計(ji)算機的(de)(de)(de)配置(zhi)提出(chu)了(le)極高(gao)的(de)(de)(de)要求。

2、應用軟件系統

虛(xu)擬現實(shi)的(de)應用軟(ruan)件(jian)系(xi)統是實(shi)現VR技術應用的(de)關鍵，提供了工(gong)具包和場(chang)景(jing)圖，主要(yao)完成(cheng)(cheng)(cheng)虛(xu)擬世界中(zhong)(zhong)對象的(de)幾(ji)何模(mo)(mo)型(xing)、物理模(mo)(mo)型(xing)、行為模(mo)(mo)型(xing)的(de)建(jian)立和管理;三維立體聲的(de)生 成(cheng)(cheng)(cheng)、三維場(chang)景(jing)的(de)實(shi)時繪制；虛(xu)擬世界數(shu)據庫的(de)建(jian)立與管理等(deng)。目前這方面國(guo)外的(de)軟(ruan)件(jian)較(jiao)成(cheng)(cheng)(cheng)熟，如MultiGen Creator、VEGA、EON Studio和Virtool等(deng)。國(guo)內的(de)軟(ruan)件(jian)中(zhong)(zhong)比較(jiao)有名 的(de)當屬中(zhong)(zhong)視典公司的(de)VRP軟(ruan)件(jian)等(deng)。

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3、數據庫

數據(ju)庫用來存(cun)放整個(ge)虛(xu)擬世界(jie)中所有對象(xiang)模型(xing)的相關信(xin)息。在虛(xu)擬世界(jie)中，場(chang)景需要實(shi)時繪制，大(da)量(liang)的虛(xu)擬對象(xiang)需要保存(cun)、調用和更新，所以(yi)需要數據(ju)庫對對象(xiang)模型(xing)進行(xing)分 類管理。

4、輸入設備

輸入(ru)設備是虛(xu)擬現實系(xi)統(tong)的(de)(de)輸人(ren)(ren)接(jie)口，其功能(neng)是檢測用(yong)戶的(de)(de)輸人(ren)(ren)信號，并通(tong)過傳感(gan)器輸人(ren)(ren)計算機。基于不(bu)同的(de)(de)功能(neng)和目的(de)(de)，輸人(ren)(ren)設備除了包括傳統(tong)的(de)(de)鼠標、鍵盤外，還包括用(yong)于手(shou)姿(zi)輸入(ru)的(de)(de)數(shu)據手(shou)套、身(shen)體姿(zi)態的(de)(de)數(shu)據衣、語音交互(hu)的(de)(de)麥克風(feng)等(deng)，以解決多(duo)個感(gan)覺(jue)通(tong)道(dao)的(de)(de)交互(hu)。

5、輸出設備

輸(shu)出(chu)(chu)設(she)備是虛(xu)擬現實系(xi)統的輸(shu)出(chu)(chu)接口，是對輸(shu)人(ren)的反饋(kui)(kui)，其(qi)功能是由(you)計算(suan)機生成的信息通過(guo)傳感(gan)器傳給輸(shu)出(chu)(chu)設(she)備。輸(shu)出(chu)(chu)設(she)備以(yi)不同的感(gan)覺(jue)(jue)通道（視(shi)覺(jue)(jue)、聽覺(jue)(jue)、觸(chu)覺(jue)(jue)）反饋(kui)(kui)給用戶。輸(shu)出(chu)(chu)設(she)備除了包括屏幕外，還包括聲(sheng)音反饋(kui)(kui)的立體聲(sheng)耳機、力反饋(kui)(kui)的數據手套以(yi)及 大屏幕立體顯(xian)示(shi)系(xi)統等。

VR系統的技術特征

1、多感知性

所謂多感(gan)知性就是指(zhi)導包(bao)括(kuo)視覺(jue)(jue)感(gan)知外(wai)， 還(huan)包(bao)括(kuo)聽覺(jue)(jue)、力(li)覺(jue)(jue)、觸覺(jue)(jue)和運動感(gan)知、甚至包(bao)括(kuo)味覺(jue)(jue)感(gan)知、嗅(xiu)覺(jue)(jue)感(gan)知等(deng)。

2、存在感

又稱臨場(chang)感(gan)，它是(shi)指(zhi)用戶(hu)感(gan)到作(zuo)為主(zhu)角存在于模擬(ni)環境中的(de)(de)真實(shi)程(cheng)度。理想的(de)(de)模擬(ni)環境應(ying)該(gai)達到使用戶(hu)難以分辨真假的(de)(de)程(cheng)度。

3、交互性

它(ta)是指用戶對模(mo)擬(ni)環境內物體的(de)可操(cao)作程度和從環境得到反饋的(de)自然程度(包括實(shi)時性)。我們(men)借助與我們(men)8的(de)感覺器官(guan)，在虛擬(ni)的(de)環境中體驗(yan)真(zhen)實(shi)的(de)環境。

4、自主性

是指虛擬環(huan)境(jing)中(zhong)物體依據物理定律進行(xing)動(dong)作的(de)(de)程度。虛擬現實(shi)(shi)系(xi)統的(de)(de)關鍵技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)主要由動(dong)態環(huan)境(jing)建(jian)(jian)模(mo)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)、實(shi)(shi)時三維(wei)圖形生(sheng)成(cheng)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)、立(li)體顯示(shi)(shi)和(he)傳(chuan)感(gan)器(qi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)、應(ying)用系(xi)統開(kai)發(fa)工(gong)具和(he)系(xi)統集成(cheng)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)等(deng)五個方(fang)面組成(cheng)。其中(zhong)動(dong)態環(huan)境(jing)建(jian)(jian)模(mo)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)目的(de)(de)是根據應(ying)用的(de)(de)需要獲取實(shi)(shi)際環(huan)境(jing)的(de)(de)三維(wei)數(shu)據， 并利用獲取的(de)(de)三維(wei)數(shu)據建(jian)(jian)立(li)相應(ying)的(de)(de)虛擬環(huan)境(jing)模(mo)型。而(er)三維(wei)圖形的(de)(de)生(sheng)成(cheng)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)關鍵是如何(he)實(shi)(shi)現“實(shi)(shi)時”生(sheng)成(cheng)。立(li)體顯示(shi)(shi)和(he)傳(chuan)感(gan)器(qi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)是虛擬現實(shi)(shi)中(zhong)實(shi)(shi)施交互(hu)能力的(de)(de)關鍵。