??????? 虛擬現實技術是利用計算機技術，對現實的運動進行模擬和聲像演示。在虛擬機過程中，操縱者可以身臨其境地感覺到這個過程的運動情況，可以對設備進行操縱，可以查看生產過程、實驗過程、施工圖過程、供應過程、物流過程等活動的各種技術參數的動態值，從而確認現實的系統是否有能力完成預定的任務和如何去完成，也可從中發現運動過程的缺陷和問題，予以改進。

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　　隨著物流的遠程化和國際化，物流的流程跨越若干國家、若干種運輸工具，客戶根本沒有可能對這個系統進行實地考查，客戶在進行業務外包時，又不能只聽一些情況介紹或者錄像演示的過程做出最后的判斷，在這種情況下，采用模擬現實個辦法，客戶可以直接進入計算機系統虛擬的世界，對關鍵環節。操縱、演示，觀察和分析有關過程的動態數據，以判定此項業務是否可以外包給這個系統;另一方面，第三方物流公司，也需要借助于模擬現實系統，來分系物流時間、物流成本等，以對是否可以接受客戶的要求作出決策。

　　典型的虛擬現實系統有以下幾部分組成：

　　1)效果發生器。效果發生器是完成人與虛擬環境交互的硬件接口裝置，包括人們產生現實沉浸感受到的各類輸出裝置，例如頭盔顯示器、立體聲耳機;還包括能測定視線方向和手指動作的輸入裝置，例如頭部方位探測器和數據手套等

　　2)實景仿真器。實景仿真器是虛擬現實系統的核心部分，它實際上是計算機軟硬件系統，包括的軟件開發工具及配套硬件組成，其任務是接受和發送效果發生器產生或接收的信號。

　　3)應用系統。應用系統是面向不同虛擬過程的軟件部分，它描述虛擬的具體內容，包括仿真動態邏輯、結構，以及仿真對象及之間和仿真對象與用戶之間交互關系。

　　4)幾何構造系統。它提供描述仿真對象物理屬性，例如形狀、外觀、顏色、位置等信息，應用系統在生成虛擬世界時，需要這些信息。

　　虛擬現實(簡稱VR)，又稱靈境技術，是以沉浸性、交互性和構想性為基本特征的計算機高級人機界面。他綜合利用了計算機圖形學、仿真技術、多媒體技術、人工智能技術、計算機網絡技術、并行處理技術和多傳感器技術，模擬人的視覺、聽覺、觸覺等感覺器官功能，使人能夠沉浸在計算機生成的虛擬境界中，并能夠通過語言、手勢等自然的方式與之進行實時交互，創建了一種適人化的多維信息空間。使用者不僅能夠通過虛擬現實系統感受到在客觀物理世界中所經歷的“身臨其境”的逼真性，而且能夠突破空間、時間以及其他客觀限制，感受到真實世界中無法親身經歷的體驗。

　　VR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。它的一個主要功能是生成虛擬境界的圖形，故此又稱為圖形工作站。目前在此領域應用最廣泛的是SGI、SUN等生產廠商生產的專用工作站，但近來基于Intel奔騰Ⅲ(Ⅳ代)代芯片的和圖形加速卡的微機圖形工作站性能價格比優異，有可能異軍突起。圖像顯示設備是用于產生立體視覺效果的關鍵外設，目前常見的產品包括光閥眼鏡、三維投影儀和頭盔顯示器等。其中高檔的頭盔顯示器在屏蔽現實世界的同時，提供高分辨率、大視場角的虛擬場景，并帶有立體聲耳機，可以使人產生強烈的浸沒感。其他外設主要用于實現與虛擬現實的交互功能，包括數據手套、三維鼠標、運動跟蹤器、力反饋裝置、語音識別與合成系統等等。虛擬現實技術的應用前景十分廣闊。它始于軍事和航空航天領域的需求，但近年來，虛擬現實技術的應用已大步走進工業、建筑設計、教育培訓、文化娛樂等方面。它正在改變著我們的生活。

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　　虛擬與現實兩詞具有相互矛盾的含義，把這兩個詞放在一起，似乎沒有意義，但是科學技術的發展卻賦予了它新的含義。虛擬現實的明確定義不太好說，按最早提出虛擬現實概念的學者J.Laniar的說法，虛擬現實，又稱假想現實，意味著“用電子計算機合成的人工世界”。從此可以清楚地看到，這個領域與計算機有著不可分離的密切關系，信息科學是合成虛擬現實的基本前提。生成虛擬現實需要解決以下三個主要問題：

　　①以假亂真的存在技術。即，怎樣合成對觀察者的感官器官來說與實際存在相一致的輸入信息，也就是如何可以產生與現實環境一樣的視覺，觸覺，嗅覺等。

　　②相互作用。觀察者怎樣積極和能動地操作虛擬現實，以實現不同的視點景象和更高層次的感覺信息。實際上也就是怎么可以看得更像，聽得更真等等。

　　③自律性現實。感覺者如何在不意識到自己動作、行為的條件下得到栩栩如生的現實感。在這里，觀察者、傳感器、計算機仿真系統與顯示系統構成了一個相互作用的閉環流程。

　　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，并根據應用的需要，利用獲取的三維數據建立相應的虛擬環境模型。

　　2、立體聲合成和立體顯示技術

　　在虛擬現實系統中消除聲音的方向與用戶頭部運動的相關性，同時在復雜的場景中實時生成立體圖形。

　　3、觸覺反饋技術

　　在虛擬現實系統中讓用戶能夠直接操作虛擬物體并感覺到虛擬物體的反作用力，從而產生身臨其境的感覺。

　　4、交互技術

　　虛擬現實中的人機交互遠遠超出了鍵盤和鼠標的傳統模式，利用數字頭盔、數字手套等復雜的傳感器設備，三維交互技術與語音識別、語音輸入技術成為重要的人機交互手段。

　　5、系統集成技術

　　由于虛擬現實系統中包括大量的感知信息和模型，因此系統的集成技術為重中之重：包括信息同步技術、模型標定技術、數據轉換技術、識別和合成技術等等。

　　虛擬現實是在計算機中構造出一個形象逼真的模型。人與該模型可以進行交互，并產生與真實世界中相同的反饋信息，使人們獲得和真實世界中一樣的感受。當人們需要構造當前不存在的環境(合理虛擬現實)、人類不可能達到的環境(夸張虛擬現實)或構造純粹虛構的環境(虛幻虛擬現實)以取代需要耗資巨大的真實環境時，就可以利用虛擬現實技術。

　　為了實現和在真實世界中一樣的感覺，就需要有能實現各種感覺的技術。人在真實世界中是通過眼睛、耳朵、手指、鼻子等器官來實現視覺、觸覺(力覺)、嗅覺等功能的。人們通過視覺觀看到色彩斑斕的外部環境，通過聽覺感知豐富多彩的音響世界，通過觸覺了解物體的形狀和特性，通過嗅覺知道周圍的氣味。總之，通過各種各樣的感覺，使我們能夠同客觀真實世界交互(交流)，使我們浸沉于和真實世界一樣的環境中。

　　在這里，實現聽覺最為容易;實現視覺是最基本的也是必不可少的和最常用的;實現觸覺只有在某些情況下需要，現在正在完善;實現嗅覺還剛剛開始。 人從外界獲得的信息，有80%—90%來自視覺。因此在虛擬環境中，實現和真實環境中一樣的視覺感受，對于獲得逼真感、浸沉感至為重要。

　　在虛擬現實中和通常圖像顯示不同的是，要求顯示的圖像要隨觀察者眼睛位置的變化而變化。此外，要求能快速生成圖像以獲和實時感。例如，制作動畫時不要求實時，為了保證質量每幅畫面需要多長時間生成不受限制。而虛擬現實時生成的畫面通常為30幀/秒。 有了這樣的圖像生成能力，再配以適當的音響效果，就可以使人有身臨其境的感受。

　　能夠提供視覺和聽覺效果的虛擬現實系統，已被用于各種各樣的仿真系統中。城市規劃中，這樣的系統正發揮著巨大作用。例如，許多城市都有自己的近期、中期和遠景規劃。在規劃中需要考慮各個建筑同周圍環境是否和諧相容，新建筑是否同周圍的原有的建筑協調，以免造成建筑物建成后，才發現它破壞了城市原有風格和合理布局。

　　這樣的仿真系統還可用以保護文物、重現古建筑。把珍貴的文物用虛擬現實技術展現出來供人參觀，有利于保護真實的古文物。山東曲阜的孔子博物院就是這么做的。它把大成殿也制成模型，觀眾通過計算機便可瀏覽到大成殿幾十根鏤空雕刻的盤龍大石柱，還可以繞到大成殿后面游覽。

　　用虛擬現實技術建立起來的水庫和江河湖泊仿真系統，更能使人一覽無遺。例如建立起三峽水庫模型后，便可在水庫建成之前，直觀地看到建成后的壯觀景象。蓄水后將最先淹沒哪些村莊和農田，哪些文物將被淹沒，這樣能主動及時解決問題。如果建立了某地區防汛仿真系統，就可以模擬水位到達警戒線時哪些堤段會出現險情，萬一發生決口將淹沒哪些地區。這對制定應急預案有莫大的幫助。

　　虛擬現實的廣泛用途，把計算機應用提高到一個嶄新的水平，其作用和意義顯而易見。此外，還可從更高的層次上來看待其作用和意義。 一是在觀念上，從“以計算機為主體”變 成“以人為主體”。二是在哲學上使人進一步認識“虛”和“實”之間的關系。

　　過去的人機界面(人同計算機的交流)要求人去適應計算機，而使用虛擬現實技術后，人可以不必意識到自己在同計算機打交道，而可以像在日常環境中處理事情一樣同計算機交流。這就把人從操作計算機的復雜工作中解放出來。在信息技術日益復雜、用途日益廣泛的今天，這充分發揮信息技術的潛力具有重大的意義。

　　虛和實的關系是一個古老的哲學命題。我們是處于真實的客觀世界中，還是只處于自己感覺世界中，一直是唯物論和唯心論爭論的焦點。以視覺為例，我們所看到的一切，不過是視網膜上的影像。過去，視網膜上的影像都是真實世界的反映，因此客觀的真實世界同主觀的感覺世界是一致的。現在，虛擬現實導致了二重性，虛擬現實的景物對人感官來說是實實在在的存在，但它又的的確確是虛構的東西。可是，按照虛構東西行事，往往又會得出正確的結果。因此就引發了哲學上要重新認識“虛”和“實”之間關系的課題。