虛擬現實系統的組成

1、專業圖形處理計算機

計算(suan)(suan)機在(zai)虛擬現實(shi)系統中(zhong)處于(yu)核心(xin)地位，是(shi)系統的(de)(de)心(xin)臟(zang)，是(shi)VR的(de)(de)引擎，主要(yao)(yao)負責從(cong)輸人設(she)備中(zhong)讀取數(shu)據、訪問與任務(wu)相關(guan)的(de)(de)數(shu)據庫，執(zhi)行任務(wu)要(yao)(yao)求的(de)(de)實(shi)時計算(suan)(suan)，從(cong)而實(shi)時更新(xin)虛擬世(shi)(shi)界的(de)(de)狀(zhuang)態，并把結果反饋給輸出顯(xian)示設(she)備。由于(yu)虛擬世(shi)(shi)界是(shi)一個復雜的(de)(de)場(chang)景(jing)，系統很難預(yu)測所(suo)有用戶的(de)(de)動(dong)作(zuo)，也就很難在(zai)內存中(zhong)存儲所(suo)有相應(ying)的(de)(de)狀(zhuang)態，因(yin)此虛擬世(shi)(shi)界 需(xu)要(yao)(yao)實(shi)時繪制和刪除，以至于(yu)大大地增(zeng)加了計算(suan)(suan)量，這對計算(suan)(suan)機的(de)(de)配置(zhi)提(ti)出了極高(gao)的(de)(de)要(yao)(yao)求。

2、應用軟件系統

虛(xu)擬(ni)(ni)現(xian)實(shi)(shi)的應用軟件系(xi)統是實(shi)(shi)現(xian)VR技術應用的關鍵，提供了工具包和場景(jing)圖，主要完成虛(xu)擬(ni)(ni)世(shi)界(jie)中對象的幾何模型、物(wu)理模型、行為模型的建立和管理;三維立體聲的生 成、三維場景(jing)的實(shi)(shi)時繪制(zhi)；虛(xu)擬(ni)(ni)世(shi)界(jie)數據庫的建立與管理等(deng)。目前這(zhe)方面國外的軟件較成熟，如MultiGen Creator、VEGA、EON Studio和Virtool等(deng)。國內(nei)的軟件中比較有(you)名 的當屬中視典公(gong)司的VRP軟件等(deng)。

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3、數據庫

數據(ju)庫用來存放整個虛擬(ni)世界(jie)(jie)中(zhong)所有對象(xiang)模型的(de)相(xiang)關(guan)信息(xi)。在虛擬(ni)世界(jie)(jie)中(zhong)，場景(jing)需要實時繪制，大量的(de)虛擬(ni)對象(xiang)需要保存、調用和(he)更新，所以需要數據(ju)庫對對象(xiang)模型進行(xing)分 類(lei)管理。

4、輸入設備

輸入設備是(shi)虛擬現實(shi)系(xi)統(tong)的(de)(de)輸人(ren)接口(kou)，其功能是(shi)檢測用戶的(de)(de)輸人(ren)信號，并通(tong)(tong)過傳(chuan)感器輸人(ren)計算機。基于(yu)不同的(de)(de)功能和目的(de)(de)，輸人(ren)設備除(chu)了包括(kuo)傳(chuan)統(tong)的(de)(de)鼠標、鍵盤外，還包括(kuo)用于(yu)手姿輸入的(de)(de)數(shu)據(ju)手套、身體姿態(tai)的(de)(de)數(shu)據(ju)衣(yi)、語音(yin)交互的(de)(de)麥(mai)克風等，以解決多個感覺(jue)通(tong)(tong)道(dao)的(de)(de)交互。

5、輸出設備

輸(shu)出(chu)設備是(shi)虛(xu)擬現實系統的(de)輸(shu)出(chu)接口，是(shi)對輸(shu)人的(de)反(fan)饋(kui)，其功能(neng)是(shi)由計算機生成的(de)信(xin)息通(tong)(tong)過傳(chuan)(chuan)感器傳(chuan)(chuan)給輸(shu)出(chu)設備。輸(shu)出(chu)設備以不同的(de)感覺(jue)通(tong)(tong)道（視覺(jue)、聽覺(jue)、觸覺(jue)）反(fan)饋(kui)給用(yong)戶。輸(shu)出(chu)設備除了包括屏幕(mu)外，還包括聲音反(fan)饋(kui)的(de)立(li)(li)體聲耳機、力反(fan)饋(kui)的(de)數據手套以及(ji) 大屏幕(mu)立(li)(li)體顯示系統等。

VR系統的技術特征

1、多感知性

所(suo)謂多感(gan)知(zhi)性就是指(zhi)導包(bao)括視覺(jue)感(gan)知(zhi)外， 還包(bao)括聽覺(jue)、力(li)覺(jue)、觸覺(jue)和運動感(gan)知(zhi)、甚至包(bao)括味覺(jue)感(gan)知(zhi)、嗅覺(jue)感(gan)知(zhi)等。

2、存在感

又稱臨場感(gan)，它是指用戶感(gan)到作為主角存在于(yu)模(mo)擬環境(jing)中的(de)真(zhen)實程度(du)。理想的(de)模(mo)擬環境(jing)應該達到使用戶難以(yi)分(fen)辨(bian)真(zhen)假的(de)程度(du)。

3、交互性

它是指(zhi)用戶對模擬環境(jing)(jing)內物體(ti)的可操(cao)作程度(du)和(he)從(cong)環境(jing)(jing)得(de)到反饋的自(zi)然(ran)程度(du)(包括(kuo)實時(shi)性)。我(wo)們借助(zhu)與(yu)我(wo)們8的感覺器官，在(zai)虛擬的環境(jing)(jing)中(zhong)體(ti)驗真實的環境(jing)(jing)。

4、自主性

是(shi)指虛(xu)(xu)擬(ni)環(huan)境中物(wu)體依據物(wu)理定律(lv)進行動作(zuo)的(de)(de)(de)程(cheng)度。虛(xu)(xu)擬(ni)現(xian)實(shi)(shi)系統(tong)的(de)(de)(de)關鍵技術(shu)(shu)主要(yao)(yao)由動態環(huan)境建(jian)模技術(shu)(shu)、實(shi)(shi)時三(san)維圖(tu)形生(sheng)成(cheng)技術(shu)(shu)、立(li)(li)體顯(xian)(xian)示(shi)和(he)傳感器技術(shu)(shu)、應用(yong)系統(tong)開(kai)發工具(ju)和(he)系統(tong)集成(cheng)技術(shu)(shu)等(deng)五個方面組成(cheng)。其中動態環(huan)境建(jian)模技術(shu)(shu)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是(shi)根據應用(yong)的(de)(de)(de)需(xu)要(yao)(yao)獲(huo)取實(shi)(shi)際環(huan)境的(de)(de)(de)三(san)維數據， 并(bing)利用(yong)獲(huo)取的(de)(de)(de)三(san)維數據建(jian)立(li)(li)相應的(de)(de)(de)虛(xu)(xu)擬(ni)環(huan)境模型(xing)。而三(san)維圖(tu)形的(de)(de)(de)生(sheng)成(cheng)技術(shu)(shu)關鍵是(shi)如何(he)實(shi)(shi)現(xian)“實(shi)(shi)時”生(sheng)成(cheng)。立(li)(li)體顯(xian)(xian)示(shi)和(he)傳感器技術(shu)(shu)是(shi)虛(xu)(xu)擬(ni)現(xian)實(shi)(shi)中實(shi)(shi)施交(jiao)互(hu)能力的(de)(de)(de)關鍵。