虛擬現實系統的組成

1、專業圖形處理計算機

計(ji)算(suan)機在虛擬(ni)(ni)現(xian)實系(xi)統(tong)(tong)中處于(yu)核心地位(wei)，是系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)心臟，是VR的(de)(de)引擎，主要負責從輸人設備(bei)中讀(du)取數據、訪(fang)問(wen)與任務相關的(de)(de)數據庫，執行任務要求的(de)(de)實時(shi)計(ji)算(suan)，從而(er)實時(shi)更新(xin)虛擬(ni)(ni)世界的(de)(de)狀態，并把結果反饋(kui)給輸出(chu)顯示設備(bei)。由于(yu)虛擬(ni)(ni)世界是一個復雜(za)的(de)(de)場景，系(xi)統(tong)(tong)很難預(yu)測所有用戶的(de)(de)動作，也就很難在內存(cun)(cun)中存(cun)(cun)儲(chu)所有相應的(de)(de)狀態，因此虛擬(ni)(ni)世界 需要實時(shi)繪(hui)制和刪(shan)除，以至于(yu)大(da)大(da)地增加(jia)了(le)計(ji)算(suan)量，這對計(ji)算(suan)機的(de)(de)配置(zhi)提出(chu)了(le)極高的(de)(de)要求。

2、應用軟件系統

虛(xu)擬(ni)現實的(de)(de)應用軟(ruan)(ruan)件系統是實現VR技(ji)術應用的(de)(de)關鍵，提供了(le)工(gong)具包和場(chang)景圖，主要完成(cheng)虛(xu)擬(ni)世界(jie)中(zhong)對象的(de)(de)幾何模型、物理(li)模型、行為模型的(de)(de)建立和管(guan)(guan)理(li);三(san)維立體(ti)聲的(de)(de)生 成(cheng)、三(san)維場(chang)景的(de)(de)實時(shi)繪制；虛(xu)擬(ni)世界(jie)數據庫的(de)(de)建立與管(guan)(guan)理(li)等。目(mu)前這方面(mian)國(guo)外的(de)(de)軟(ruan)(ruan)件較成(cheng)熟，如MultiGen Creator、VEGA、EON Studio和Virtool等。國(guo)內的(de)(de)軟(ruan)(ruan)件中(zhong)比較有(you)名(ming) 的(de)(de)當屬(shu)中(zhong)視典公司(si)的(de)(de)VRP軟(ruan)(ruan)件等。

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3、數據庫

數(shu)據(ju)庫(ku)用來存放整個虛(xu)擬世(shi)界中所(suo)(suo)有對象模(mo)型的相(xiang)關信息。在虛(xu)擬世(shi)界中，場景需(xu)(xu)要(yao)實時繪制，大量的虛(xu)擬對象需(xu)(xu)要(yao)保存、調用和更新，所(suo)(suo)以需(xu)(xu)要(yao)數(shu)據(ju)庫(ku)對對象模(mo)型進(jin)行分 類管理(li)。

4、輸入設備

輸入設備(bei)是虛擬現實(shi)系統的(de)輸人(ren)(ren)接口，其功能(neng)是檢測用(yong)戶的(de)輸人(ren)(ren)信(xin)號，并通(tong)過傳感器輸人(ren)(ren)計算機。基于不同的(de)功能(neng)和目的(de)，輸人(ren)(ren)設備(bei)除了包括傳統的(de)鼠標、鍵盤外，還包括用(yong)于手姿輸入的(de)數據手套、身體姿態的(de)數據衣、語音交(jiao)互的(de)麥(mai)克(ke)風等(deng)，以解決多個感覺通(tong)道的(de)交(jiao)互。

5、輸出設備

輸(shu)出設備是(shi)虛擬現實系(xi)統(tong)的(de)(de)輸(shu)出接口(kou)，是(shi)對輸(shu)人的(de)(de)反饋，其(qi)功(gong)能是(shi)由計算(suan)機生成的(de)(de)信息(xi)通(tong)過傳感器傳給輸(shu)出設備。輸(shu)出設備以不同的(de)(de)感覺通(tong)道（視覺、聽覺、觸覺）反饋給用戶。輸(shu)出設備除了包括屏幕外，還包括聲(sheng)音(yin)反饋的(de)(de)立體聲(sheng)耳機、力反饋的(de)(de)數據手套以及 大屏幕立體顯示系(xi)統(tong)等。

VR系統的技術特征

1、多感知性

所謂多(duo)感(gan)(gan)知性就是指導包括視覺感(gan)(gan)知外， 還包括聽覺、力(li)覺、觸覺和(he)運動感(gan)(gan)知、甚至包括味覺感(gan)(gan)知、嗅(xiu)覺感(gan)(gan)知等。

2、存在感

又稱(cheng)臨場感(gan)，它是指用(yong)戶感(gan)到作為主(zhu)角存在于模擬環(huan)境中的(de)真實程度。理想的(de)模擬環(huan)境應該達到使用(yong)戶難以分辨真假的(de)程度。

3、交互性

它是(shi)指用戶對模(mo)擬(ni)環(huan)境(jing)內物體的可(ke)操(cao)作程(cheng)度和從環(huan)境(jing)得到反饋的自然程(cheng)度(包(bao)括實時性)。我(wo)們借助與我(wo)們8的感(gan)覺器(qi)官，在(zai)虛擬(ni)的環(huan)境(jing)中體驗真實的環(huan)境(jing)。

4、自主性

是(shi)指虛(xu)擬(ni)(ni)環(huan)境(jing)(jing)中物(wu)體(ti)依據物(wu)理定律進行動作的(de)程度。虛(xu)擬(ni)(ni)現(xian)實(shi)系統(tong)的(de)關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)(shu)(shu)主要由動態環(huan)境(jing)(jing)建模技(ji)術(shu)(shu)(shu)、實(shi)時三(san)(san)維圖(tu)(tu)形生(sheng)成技(ji)術(shu)(shu)(shu)、立(li)體(ti)顯示和傳感器技(ji)術(shu)(shu)(shu)、應用系統(tong)開發工具和系統(tong)集成技(ji)術(shu)(shu)(shu)等五個方面組(zu)成。其中動態環(huan)境(jing)(jing)建模技(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)目的(de)是(shi)根據應用的(de)需要獲取實(shi)際(ji)環(huan)境(jing)(jing)的(de)三(san)(san)維數據， 并利用獲取的(de)三(san)(san)維數據建立(li)相應的(de)虛(xu)擬(ni)(ni)環(huan)境(jing)(jing)模型(xing)。而三(san)(san)維圖(tu)(tu)形的(de)生(sheng)成技(ji)術(shu)(shu)(shu)關(guan)鍵(jian)是(shi)如何(he)實(shi)現(xian)“實(shi)時”生(sheng)成。立(li)體(ti)顯示和傳感器技(ji)術(shu)(shu)(shu)是(shi)虛(xu)擬(ni)(ni)現(xian)實(shi)中實(shi)施交(jiao)互能(neng)力的(de)關(guan)鍵(jian)。