虛擬現實系統的組成

1、專業圖形處理計算機

計(ji)算(suan)機(ji)在虛擬(ni)現實(shi)系(xi)統中(zhong)處于核心地(di)位，是系(xi)統的(de)(de)心臟(zang)，是VR的(de)(de)引擎，主要(yao)負責從輸人設(she)備中(zhong)讀取數據、訪問與任務相關的(de)(de)數據庫，執行任務要(yao)求(qiu)的(de)(de)實(shi)時(shi)計(ji)算(suan)，從而實(shi)時(shi)更新虛擬(ni)世(shi)界(jie)的(de)(de)狀態，并把結果(guo)反(fan)饋給輸出(chu)顯(xian)示設(she)備。由于虛擬(ni)世(shi)界(jie)是一(yi)個(ge)復(fu)雜的(de)(de)場景，系(xi)統很難預測所(suo)有用戶的(de)(de)動作，也就很難在內(nei)存(cun)中(zhong)存(cun)儲所(suo)有相應的(de)(de)狀態，因此虛擬(ni)世(shi)界(jie) 需要(yao)實(shi)時(shi)繪制和刪除，以至于大(da)大(da)地(di)增加了(le)計(ji)算(suan)量(liang)，這對計(ji)算(suan)機(ji)的(de)(de)配(pei)置提(ti)出(chu)了(le)極(ji)高的(de)(de)要(yao)求(qiu)。

2、應用軟件系統

虛(xu)(xu)擬現(xian)(xian)實(shi)的(de)(de)應(ying)用軟(ruan)件(jian)(jian)系統是實(shi)現(xian)(xian)VR技術應(ying)用的(de)(de)關(guan)鍵，提供(gong)了工具(ju)包和場景(jing)圖，主要完(wan)成(cheng)虛(xu)(xu)擬世界(jie)中(zhong)(zhong)對象的(de)(de)幾(ji)何模型、物(wu)理模型、行(xing)為模型的(de)(de)建立和管理;三(san)維(wei)立體(ti)聲的(de)(de)生 成(cheng)、三(san)維(wei)場景(jing)的(de)(de)實(shi)時繪制；虛(xu)(xu)擬世界(jie)數據庫的(de)(de)建立與管理等(deng)。目前這方面國(guo)外(wai)的(de)(de)軟(ruan)件(jian)(jian)較成(cheng)熟，如MultiGen Creator、VEGA、EON Studio和Virtool等(deng)。國(guo)內(nei)的(de)(de)軟(ruan)件(jian)(jian)中(zhong)(zhong)比較有(you)名 的(de)(de)當屬中(zhong)(zhong)視典(dian)公司的(de)(de)VRP軟(ruan)件(jian)(jian)等(deng)。

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3、數據庫

數(shu)據庫(ku)用來存放整個虛擬世(shi)界中所有(you)對(dui)象模型(xing)的相關信息。在(zai)虛擬世(shi)界中，場(chang)景(jing)需(xu)要(yao)實時繪(hui)制，大量(liang)的虛擬對(dui)象需(xu)要(yao)保存、調用和(he)更新，所以需(xu)要(yao)數(shu)據庫(ku)對(dui)對(dui)象模型(xing)進(jin)行分 類管理。

4、輸入設備

輸(shu)入設備是(shi)虛擬現實(shi)系統(tong)的(de)輸(shu)人(ren)(ren)接口，其功能是(shi)檢測用戶的(de)輸(shu)人(ren)(ren)信號，并(bing)通過(guo)傳感器輸(shu)人(ren)(ren)計算機。基于不同的(de)功能和目的(de)，輸(shu)人(ren)(ren)設備除(chu)了包(bao)括(kuo)傳統(tong)的(de)鼠標、鍵盤外，還包(bao)括(kuo)用于手姿輸(shu)入的(de)數據(ju)手套、身體姿態的(de)數據(ju)衣、語音交(jiao)互的(de)麥(mai)克風(feng)等，以解(jie)決多個感覺(jue)通道的(de)交(jiao)互。

5、輸出設備

輸出(chu)設(she)備是(shi)虛(xu)擬現實系統(tong)的輸出(chu)接口，是(shi)對輸人的反(fan)饋(kui)，其(qi)功能是(shi)由(you)計算機生(sheng)成(cheng)的信息通過傳感(gan)器傳給(gei)輸出(chu)設(she)備。輸出(chu)設(she)備以不同的感(gan)覺(jue)通道（視覺(jue)、聽覺(jue)、觸覺(jue)）反(fan)饋(kui)給(gei)用戶(hu)。輸出(chu)設(she)備除了包括屏(ping)幕(mu)外，還包括聲(sheng)音(yin)反(fan)饋(kui)的立體(ti)聲(sheng)耳(er)機、力反(fan)饋(kui)的數(shu)據(ju)手套以及 大屏(ping)幕(mu)立體(ti)顯(xian)示系統(tong)等。

VR系統的技術特征

1、多感知性

所謂多感(gan)知性(xing)就是指導包(bao)括視覺(jue)感(gan)知外(wai)， 還包(bao)括聽覺(jue)、力(li)覺(jue)、觸覺(jue)和運動感(gan)知、甚(shen)至(zhi)包(bao)括味覺(jue)感(gan)知、嗅覺(jue)感(gan)知等(deng)。

2、存在感

又稱臨場感，它是指(zhi)用戶感到(dao)作為主角存在于模(mo)擬(ni)環境中(zhong)的(de)真(zhen)(zhen)實程度。理想的(de)模(mo)擬(ni)環境應(ying)該達到(dao)使用戶難以分辨真(zhen)(zhen)假(jia)的(de)程度。

3、交互性

它是(shi)指用戶對模擬環(huan)(huan)境內物體的(de)(de)可操作程(cheng)度(du)和從環(huan)(huan)境得(de)到(dao)反饋(kui)的(de)(de)自然程(cheng)度(du)(包(bao)括(kuo)實(shi)時性)。我們(men)借助與我們(men)8的(de)(de)感覺(jue)器(qi)官(guan)，在虛擬的(de)(de)環(huan)(huan)境中體驗真實(shi)的(de)(de)環(huan)(huan)境。

4、自主性

是(shi)指虛擬環(huan)(huan)境中(zhong)物(wu)體(ti)依據(ju)物(wu)理(li)定(ding)律進行動作的(de)(de)(de)程度(du)。虛擬現(xian)實系(xi)統的(de)(de)(de)關(guan)(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)(shu)主要由動態(tai)環(huan)(huan)境建(jian)模技(ji)術(shu)(shu)、實時三(san)維圖形生(sheng)成(cheng)(cheng)技(ji)術(shu)(shu)、立體(ti)顯示和傳(chuan)感器(qi)技(ji)術(shu)(shu)、應用系(xi)統開發工(gong)具和系(xi)統集成(cheng)(cheng)技(ji)術(shu)(shu)等五個方(fang)面組成(cheng)(cheng)。其(qi)中(zhong)動態(tai)環(huan)(huan)境建(jian)模技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是(shi)根據(ju)應用的(de)(de)(de)需要獲取實際環(huan)(huan)境的(de)(de)(de)三(san)維數(shu)據(ju)， 并(bing)利用獲取的(de)(de)(de)三(san)維數(shu)據(ju)建(jian)立相應的(de)(de)(de)虛擬環(huan)(huan)境模型。而三(san)維圖形的(de)(de)(de)生(sheng)成(cheng)(cheng)技(ji)術(shu)(shu)關(guan)(guan)鍵(jian)是(shi)如何(he)實現(xian)“實時”生(sheng)成(cheng)(cheng)。立體(ti)顯示和傳(chuan)感器(qi)技(ji)術(shu)(shu)是(shi)虛擬現(xian)實中(zhong)實施交互能力的(de)(de)(de)關(guan)(guan)鍵(jian)。