1、定義解釋:
虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality,簡稱VR)
簡單的說,虛擬現(xiàn)實是使用計算機模擬現(xiàn)實的場景,使參與者獲得與現(xiàn)實一樣的感覺,因此最顯著的一點就是它是由計算機生成的。
綜合的說,是使用電腦模擬産生一個三維空間的虛擬世界,提供使用者關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬,讓使用者如同身曆其境一般,可以及時、沒有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物。
VR是一項綜合集成技術(shù),涉及計算機圖形學、人機交互技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能等領(lǐng)域! ∷糜嬎銠C生成逼確實三維視、聽、嗅覺等感覺,使人作爲參與者通過適當裝置,自然地對虛擬世界進行體驗和交互作用。使用者進行位置移動時,電腦可以馬上進行複雜的運算,將精確的3D世界影像傳回産生臨場感。
該技術(shù)集成了計算機圖形(CG)技術(shù)、計算機仿真技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)、網(wǎng)絡並行處理等技術(shù)的最新發(fā)展成果,是一種由計算機技術(shù)輔助生成的高技術(shù)模擬系統(tǒng)。
2、虛擬現(xiàn)實的基本特征
1)多感知性(Multi-Sensory)
所謂多感知是指除了一般計算機技術(shù)所具有的視覺感知之外,還有聽覺感知、力覺感知、觸覺感知、運動感知,甚至包括味覺感知、嗅覺感知等。理想的虛擬現(xiàn)實技術(shù)應該具有一切人所具有的感知功能。
一般來說,一個完整的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)由虛擬環(huán)境、以高性能計算機爲核心的虛擬環(huán)境處理器、以頭盔顯示器爲核心的視覺系統(tǒng)、以語音識別、聲音合成與聲音定位爲核心的聽覺系統(tǒng)、以方位跟蹤器、數(shù)據(jù)手套和數(shù)據(jù)衣爲主體的身體方位姿態(tài)跟蹤設備,以及味覺、嗅覺、觸覺與力覺反饋系統(tǒng)等功能單元構(gòu)成。
2)浸沒感(Immersion)
又稱臨場感,指用戶感覺作爲主角存在于模擬環(huán)境中的真實程度。理想的模擬環(huán)境應該使用戶難以辨別真假,使用戶全身心地投入到計算機創(chuàng)建的三維虛擬環(huán)境中,該環(huán)境中的一切看上去是確實,聽上去是確實,動起來是確實,甚至聞起來、嘗起來等一切感覺基本上確實,如同在現(xiàn)實世界中的感覺一樣。
3)交互性(Interactivity)
指用戶對模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境獲得反饋的自然程度(包括實時性)。例如,用戶可以用手去直接抓取模擬環(huán)境中虛擬的物體,這時手有握著東西的感覺,並可以感覺物體的重量,視野中被抓的物體也能立刻隨著手的移動而移動。
4)構(gòu)想性(Imagination)
強調(diào)虛擬現(xiàn)實技術(shù)應具有廣闊的可想像空間,可拓寬人類認知範圍,不僅可再現(xiàn)真實存在的環(huán)境,也可以隨意構(gòu)想客觀不存在的甚至是不也許發(fā)生的環(huán)境。
由于浸沒感、交互性和構(gòu)想性三個特征的英文單詞的第一個字母均為“I ”,因此這三個特征又通常被統(tǒng)稱為3I
特征。
全息技術(shù)
全息投影
1、定義解釋
全息技術(shù)是一種使用幹涉和衍射原理記錄並再現(xiàn)物體真實的三維圖像的記錄和再現(xiàn)的技術(shù)。
第一步是使用幹涉原理記錄物體光波信息,此即拍攝過程:被攝物體在激光輻照下形成漫射式的物光束;另一部分激光作爲參考光束射到全息底片上,和物光束疊加産生幹涉,把物體光波上各點的位相和振幅轉(zhuǎn)換成在空間上變化的強度,從而使用幹涉條紋間的反差和間隔將物體光波的全部信息記錄下來。記錄著幹涉條紋的底片經(jīng)過顯影、定影等處理順序後,便成爲一張全息圖,或稱全息照片。
第二步是使用衍射原理再現(xiàn)物體光波信息,這是成象過程:全息圖猶如一個複雜的光柵,在相幹激光照射下,一張線性記錄的正弦型全息圖的衍射光波一般可給出兩個象,即原始象(又稱初始象)和共軛象。再現(xiàn)的圖像立體感強,具有真實的視覺效應。全息圖的每一部分都記錄了物體上各點的光信息,故原則上它的每一部分都能再現(xiàn)原物的整個圖像,通過多次曝光還可以在同一張底片上記錄多個不同的圖像,同時能互不幹擾地分別顯示出來。
2、全息技術(shù)的優(yōu)勢
1)再造出來的立體影像有利于保存珍貴的藝術(shù)品資料進行收藏。
2)拍攝時每一點都記錄在全息片的任何一點上,一旦照片損壞也關(guān)系不大。
3)全息照片的景物立體感強,形象逼真,借助激光器可以在各種展覽會上進行展示,會獲得非常好的結(jié)果。
3、全息技術(shù)衍生國產(chǎn)產(chǎn)品
全息投影
全息投影是一種無需配戴眼鏡的3D技術(shù),觀衆(zhòng)可以看到立體的虛擬人物。這項技術(shù)在一些博物館、舞臺之上的應用較多,而在日本的舞臺上較爲流行。全息立體投影設備不是使用數(shù)碼技術(shù)實現(xiàn)的,而是投影設備將不同角度影像投影至一種國外進口的全息膜上,讓你看不到不屬于你自身角度的其他圖像,因而實現(xiàn)了真正的全息立體影像。
360度幻影成像系統(tǒng)
360度幻影成像是一種將三維畫面懸浮在實景的半空中成像,營造了亦幻亦確實氛圍,結(jié)果奇異,具有強烈的縱深感,真假難辯。形成空中幻象中間可結(jié)合實物,實現(xiàn)影像與實物的結(jié)合。也可配加觸摸屏實現(xiàn)與觀衆(zhòng)的互動。
可以根據(jù)要求做成四面窗口,每面最大2-4米?勺龀扇⒒糜拔枧_,國產(chǎn)產(chǎn)品立體360度的演示;真人和虛幻人同臺表演;科技館的夢幻舞臺等。
適合表現(xiàn)細節(jié)或內(nèi)部結(jié)構(gòu)較豐富的個體物品,如名表、名車、珠寶、工業(yè)國產(chǎn)產(chǎn)品、也可表現(xiàn)人物、卡通等,給觀衆(zhòng)感覺是完全立體的。
虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實與全息技術(shù)的概念區(qū)分
增強現(xiàn)實是虛擬現(xiàn)實的技術(shù)延伸,增強現(xiàn)實是虛擬現(xiàn)實、現(xiàn)場互動的結(jié)合。它需要配合特定的頭戴式顯示器才能夠看到,因此在現(xiàn)場的觀衆(zhòng)是不能夠直接觀看到影像。
全息技術(shù)本質(zhì)上是一種投影技術(shù),在現(xiàn)場的觀衆(zhòng)是可以直接看到影像的。
全息技術(shù)必須要通過一定的介質(zhì),將影像投射到上面,才能顯現(xiàn)出來。最理想的介質(zhì)是空氣,由于空氣受到溫度、濕度等影響,會降低畫面的精度和結(jié)果,因此現(xiàn)在使用的一般是紗幕等介質(zhì)。
該技術(shù)集成了計算機圖形(CG)技術(shù)、計算機仿真技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)、網(wǎng)絡並行處理等技術(shù)的最新發(fā)展成果,是一種由計算機技術(shù)輔助生成的高技術(shù)模擬系統(tǒng)。