虚拟现实技术发展面临的难题与展望_孔繁茂

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虚拟现实技术发展面临的难题与展望

孔繁茂，孙晖

（辽宁铁岭65181部队，辽宁铁岭112611）

摘要：随着科学技术的发展, 虚拟现实技术在各个领域中发挥着

越来越大的作用。本文总结了虚拟现实技术在发展中遇到的相关难题, 指出了其在各个领域的未来发展方向。

关键词：虚拟现实；建模；模拟

虚拟现实技术现如今获得了很大的发展，已成功地应用于军事、航空航天、娱乐、医疗等多个领域，但我们也应该看到，这些还远远不是会严重制够。如果虚拟现实技术的应用局限于这几个特定的领域，

约虚拟现实技术发展的。比如我们如果只把虚拟现实看成是训练模拟器的代名词，那么虚拟现实就会走入一个“死胡同”。虚拟现实技术只有渗透到信息系统的各个领域，改变信息系统的人机交互方式，甚至改变现代信息系统的设计原则，使之更能适应以用户为中心的应用需虚拟现实技求，只有这样，虚拟现实技术才能够得到快速健康的发展。术应用到整个信息系统领域还面临几个问题。首先需要硬件上的支持，如可以摘下戴在头上的立体显示器，可以获得廉价的图形加速器包括各种等等。制约虚拟现实发展的更重要的因素来自于软件水平，算法上需要取得突破。比如：90年代提出的基于图像的渲染（Im-ag e —BasedRendering ，简称IBR ）技术便对促进虚拟现实技术的发展有很大的影响。

面对当前知识经济、信息产业和国防现代化迅速发展的形势，我国政府、军队和企业十分重视信息技术的创新研究和长远发展，正制定和实施包括基础研究、高技术开发和产业攻关在内的各类国家规划，并已经或准备给予大量投入。作为技术发展重要驱动力的“虚拟现，又一次成为人们关注的热点之一。由于虚拟现实具有极其重要的实”

应用前景，因而促使人们不断去创新、克服困难！

美国国防部和军方认为：虚拟现实将在武器系统性能评价、军事。

武器操纵训练及指挥大规模军事演习三方面发挥重大作用。他们制定了战争综合演示厅计划、防务仿真交互网络计划、综合战役桥计划及虚拟座舱等应用环境，并在核武器试验及许多局部战争中进行了应用。

航天航空。美国宇航局是虚拟现实最早的研究单位和应用者。宇宙飞船及各类航空器是需要耗费巨资的现代化工具，而进入宇宙有大量未知、危险的因素，因而模拟各种航空器可能遇到的环境，不仅可节

虚拟现实设备的“贵族化”。我们要构建一个高质量的虚拟现实系统，首先需要昂贵的外部设备，无论是高分辨率的头盔显示器HMD ，还是立体投影显示器，无论是空间定位器，还是高精度的数据手套，都其次，为完成复杂场景的实时渲染，我们还需要高性能的是价格不菲。

图形工作站以及相应的软件。在一些专用领域，如军事或航空航天，昂贵的价格可能还是能够承受的，但对于普通的信息系统用户可能会望而却步。

繁琐的三维建模。我们知道，基于图形的虚拟环境首先要解决的问题便是三维造型。当图形渲染技术在向实现真实感大踏步前进的时在三维激光扫描候，生成精确三维模型的过程还像25年前一样困难。技术上的进步提供了简化模型构造过程的一些承诺，然而，这些自动化模型获取方法也验证了我们最大的疑虑：真实世界的几何是极端复杂的。大部分的模型仍需要由人工绘制，而且需要聘请高水平的专业比如在我们所熟知的电影《泰坦尼克人士，所以其费用是相当惊人的。号》中，为实现场景三维建模及各种特技处理所花的人工费用高达2500万美元，这笔钱足以制造一艘同样规模的真船。繁琐的三维建模也是制约虚拟现实发展的严重障碍。

大数据量。虚拟现实要想得到很大的发展，需要与Internet 结合，这恐怕已是不争的事实。目前虚拟现实应用的数据量仍然很大，在现有网络整体速度较慢的情况下，Internet 用户必须等待较长时间，这往往令人难以忍受。我们应该在虚拟现实系统中考虑数据压缩问题，这个问题可能现在还未引起人们的重视，但随着应用的深入，这是一个不可回避的问题。

解决这些障碍的技术路线很多，也不可能由一种技术路线便能解决所有的障碍，但我们认为“虚实结合”，即把基于图形渲染与基于图像渲染相结合，把计算机图形技术与计算机视觉技术相结合，是虚拟现实技术的一个必然发展趋势。

参考文献

[1]马吉飞, 孙静. 虚拟现实技术在现代医学中的应用[J].天津农学院学报,2002(4).

[2]邹湘军, 孙健, 何汉武, 等. 虚拟现实技术的演变发展与展望[J].系统仿真学报,2004(9).

[3]吴伯英, 吴琼. 虚拟现实技术在教育教学中的应用[J].科技成果纵横, 2007(2).

省大量费用，而且是十分必要的。虚拟风洞就是一例。

计算机辅助设计。各种工业产品、建筑物均需反复构思和设计，但往往用户仍不满意。美国波音公司Butle 设计了一架称为VR －X 的虚内部结构及布拟飞机，它可使设计人员身临其境般地观察飞机外形、局的效果。建筑设计师可在盖楼前通过虚拟建筑物，让用户自己来观察外形和内部房间部位，也便于设计师修改设计。

外科手术和人体器官的模拟。外科医生的培训是一项投资大、时间长的工作，这是因为不能随便让实习医生在病人身上动手术，可是不亲自动手，又如何学会手术呢？虚拟手术台已能部分模仿外科手术同样，提供模拟的人体器官，可让学生逼真地观察器官内部的的现场。

构造和病灶，具有极高的实验价值。

科学研究和计算的可视化。各种分子结构模型、大坝应力计算的结果、地震、石油勘探数据处理等，均十分需要三维（甚至多维）图形可探索微观形态等视化的显示和交互浏览，虚拟现实技术为科学研究、提供了形象直观的工具。

远程控制。虚拟现实可采用遥控手段，通过机械手、机器人对危险或有毒环境进行操作。

教育、游戏与其他。这是向人们，尤其是青少年提供生动的课堂和娱乐手段的好机遇，它具有三维声像效果，能进行交互操作的功能，因而已被商家们看好，竞相开发低档虚拟现实产品。

2虚拟现实技术的未来展望

1虚拟现实发展面临的障碍

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