⚡️VR ✙ 深入浅出⚡️ | VR 简单介绍说明

呆呆敲代码的小Y 发表于 2022/03/31 19:39:52 2022/03/31
【摘要】 @TOC 🍒VR(虚拟现实) 🍉VR起源早在20世纪40年代,美国就已开始了飞行模拟器的设计。随着计算机技术尤其是计算机图形技术的发展,这种模拟器又发展为大屏幕显示器和全景式情景产生器。1965年,Ivan Sutherland(被称为计算机图形学之父)发表论文《TheUltimate Display(终极的显示)》,描述了一种把计算机屏幕作为观察虚拟世界窗口的设想,这被看作是虚拟现实技...

@TOC


🍒VR(虚拟现实)

🍉VR起源

早在20世纪40年代,美国就已开始了飞行模拟器的设计。随着计算机技术尤其是计算机图形技术的发展,这种模拟器又发展为大屏幕显示器和全景式情景产生器。

1965年,Ivan Sutherland(被称为计算机图形学之父)发表论文《TheUltimate Display(终极的显示)》,描述了一种把计算机屏幕作为观察虚拟世界窗口的设想,这被看作是虚拟现实技术研究的开端。

1968年,Ivan Sutherland又提出了头盔式三维显示装置的设计思想,并给出一种设计模型,这奠定了三维立体显示技术的基础。之后此领域一直没有突破性的发展,直到20世纪80年代初,才由Jaron Lanier正式提出“Virtual Reality”这一名词,同时一系列的更完善的仿真传感设备(如头盔式j维显示器、数据手套、数据衣、立体声耳机等)以及相应的计算机软硬件系统也被研制出来了。

到了90年代,对VR技术的研究更加普遍,发展也更为迅速。


🍓VR概念

VR(Virtual Reality,即虚拟现实,简称VR),是由美国VPL公司创建人拉尼尔(Jaron Lanier)在20世纪80年代初提出的。

其具体内涵是:综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备,在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术。其中,计算机生成的、可交互的三维环境成为虚拟环境(即Virtual Environment,简称VE)。虚拟现实技术实现的载体是虚拟现实仿真平台,即(Virtual Reality Platform,简称VRP)。其中,计算机生成的、可交互的三维环境成为虚拟环境(即Virtual Environment,简称VE)。

2014年3月26日,美国社交网络平台Facebook宣布,将斥资20亿美元收购沉浸式虚拟现实技术公司Oculus VR。 Fackbook 首席执行官Mark Zuckerberg坚信虚拟现实将成为继智能手机和平板电脑等移动设备之后,计算平台的又一大事件。并计划将Oculus的应用拓展到游戏以外的业务,在此之前,Oculus主要用于为人们在游戏过程中创造身临其境的感觉。Facebook收购Oculus,使得虚拟现实这个科技行业小众的名词,开始为更多业外的人们所熟悉。业内人士称,虚拟现实时隔70多年,又迎来了春天。

其实不止是提出了这样的一个概念,早在上世纪80年代就已经有VR了。不过在当时的孱弱的图形处理能力,你无法想象在30赫兹刷新率的显示屏上,20度的视场角将带来多大的眩晕;更糟的是,这些VR设备可能会通过它们沉重的CRT显示器压弯你的颈椎,甚至可能烧伤你的视网膜。

那时候在主机上插进一个卡带,屏幕上唯一的指示只有“请按开始键”——这与如今复杂精巧的游戏格格不入。那时候,我们只是一些除了在Atari上玩《Adventure》就没啥其他乐子的蠢小孩,还要装作眼前那个巨大的像素点是一个地牢勇士。(以上的评语来自名嘴George Plimpton/乔治·普林顿)

VR实际上是一种可创建和体验虚拟世界(Virtual World)的计算机系统, 是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。它利用计算机生成一种模拟环境,是一种多源信息融合的交互式三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。(完全可以忽视这段话,其实是为了装B)

简单的说,就是所见即所得。
带上VR头盔,里面的画面是随着你头部动作的摆动而相对应的体现不同的画面。

那么有人可能会问了,那跟我平时不戴眼镜看到的画面有什么不一样呢?没错,简单的来讲,就是你平时展现的画面。但是,你可能是一只鸟,你看到的是不同角度的天空;你也可能是一条鱼,看到海底的每个角落;甚至,你可以看到人体内部的组织结构,也能看到宇宙中的每颗恒星。

画面是全息的,立体的,跟二维的平面和3D展现完全是两个概念。你可以简单的理解为“全息”。

简单的来说,VR就是把完全虚拟的世界通过各种各样的头戴显示器(如下图所示)呈现给用户,一般是全封闭的,给人一种沉浸感。所以说,在VR的世界里所有的东西都是虚拟的、假的。

在这里插入图片描述


🍇VR特点

虚拟现实被认为是多媒体最高级别的应用。它是计算机技术、计算机图形、计算机视觉、视觉生理学、视觉心理学、仿真技术、微电子技术、立体显示技术、传感与测量技术、语音识别与合成技术、人机接口技术、网络技术及人T智能技术等多种高新技术集成之结晶。
其逼真性和实时交互性为系统仿真技术提供有力的支撑。虚拟现实技术有以下几个特点。

由于沉浸性、交互性和构想性三个特性的英文单词的第一个字母均为I,这三个特性又通常被统称为3I特性

🏳️‍🌈沉浸性(immersion)

又称临场感,指用户对虚拟世界中的真实感。
理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假,使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中,该环境中的一切看上去是真的,听上去是真的,动起来是真的,甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的,如同在现实世界中的感觉一样。

🏳️‍🌈交互性( interaction)

指用户对虚拟世界中的物体的可操作性。例如,用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体,这时手有握着东西的感觉,并可以感觉物体的重量,视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。

🏳️‍🌈构想性(imagination)

又称自主性,指用户在虚拟世界的多维信息空间中,依靠自身的感知和认知能力可全方位地获取知识,发挥主观能动性,寻求对问题的完美解决。


🍋VR应用领域

VR(虚拟现实)技术可广泛的应用于城市规划、室内设计、工业仿真、古迹复原、桥梁道路设计、房地产销售、旅游教学、水利电力、地质灾害、教育培训等众多领域,为其提供切实可行的解决方案。

🌻 娱乐领域

丰富的感觉能力与3D显示环境使得VR成为理想的视频游戏工具。由于在娱乐方面对VR的真实感要求不是太高,故近些年来VR在该方面发展最为迅猛。如Chicago(芝加哥)开放了世界上第一台大型可供多人使用的VR娱乐系统,其主题是关于3025年的一场未来战争;
近几年推出的Oculus Rift是一款为电子游戏设计的头戴式显示器,以虚拟现实为用户提供更好的体验,并推出了开发者版本,如今已有许多游戏对其支持。

🌻军事航天领域

军事领域的研究一直是推动虚拟现实技术发展的原动力,目前依然是主要的应用领域。
如模拟训练一直是军事与航天工业中的一个重要课题,这为VR提供了广阔的应用前景。美国国防部高级研究计划局DARPA自80年代起一直致力于研究称为SIMNET的虚拟战场系统,以提供坦克协同训练,该系统可联结200多台模拟器;美国空军技术研究所( Air Force Institute of Technology)也在利用VR开发培养实际空军操作人员的环境;美国宇航局( NASA)目前已建立了航空、卫星维护VR训练系统,空间站VR训练系统,并建立了能够供全国使用的VR教育系统,用以模拟实际环境培养训练宇航员。

🌻医学领域

虚拟现实技术可以弥补传统医学的不足,主要应用在解剖学、病理学教学、外科手术训练等方面。
在教学中,虚拟环境可以建立虚拟的人体模型,借助于跟踪球、HMD、感觉手套,学生可以很容易了解人体各器官结构,这比现有的采用教科书的方式更加有效。在医学院校,学生可在虚拟实验室中,进行“尸体”解剖和各种手术练习。
同样,外科医生在真正动手术之前,可以通过虚拟现实技术的帮助,在显示器上重复地模拟手术,完成对复杂外科手术的设计,寻找最佳手术方案,这样的练习和预演,能够将手术对病人造成的损伤降至最低。

🌻艺术领域

虚拟现实技术作为传输显示信息的媒体,在艺术领域有着巨大的潜力应用。
例如,VR技术能够将静态的艺术(如绘画、雕塑等)转化为动态的,可以提高用户与艺术的交互,并提供全新的体验和学习方式。

🌻教育领域

针对教育,虚拟现实技术应用是教育技术发展的一个飞跃。虚拟学习环境、虚拟现实技术能够为学生提供生动、逼真的学习环境。
亲身去经历的“自主学习”环境比传统的说教学习方式更具说服力。虚拟实验利用虚拟现实技术,可以建立各种虚拟实验室,如物理、化学、生物实验室等等,利用VR能够极有效地降低实验室成本投入,并让学生获得与真实实验一样的体会,得到同样的教学效果。

🌻文物古迹

利用虚拟现实技术,可以对文物古迹的展示和保护带来更大的发展。将文物古迹通过影像建模,更加全面、生动地展示文物,提供给用户更直观的浏览体验,使文物实时实现资源共享,而不需要受地域所限制,并能有效保护文物古迹不被过度游客的游览所影响。同时使用三维模型能提高文物修复的精度、缩短修复工期。

🌻生产领域

利用虚拟现实技术建成的汽车虚拟开发工程,可以在汽车开发的整个过程中,全面采用计算机辅助技术来缩短设计周期。
例如,福特官方公布过一项汽车研发技术——3D CAVE虚拟技术。设计师戴上3D眼镜坐在“车里”,就能模拟“操控汽车”的状态,并在模拟的车流、行人、街道中感受操控行为,从而在车辆未被生产出来之前,及时、高效地分析车型设计,了解实际情况中的驾驶员视野、中控台设计、按键位置、后视镜调节等等,并进行改进,这套系统能够有效控制成本地进行汽车开发。


🍍VR相关设备图片样例

在这里插入图片描述

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💬总结

  • VR概念从提出到现在已经过去好多年了,但是目前依旧没有达到一个人们预期想象的那样
    成为类似智能手机的出现一样,轰动世界的一个效果。

  • 都说近几年是VR领域高速发展的时期,尤其是5G的到来,对于VR领域也是一个新的突破口。
    不知道何时才能玩上类似刀剑神域那样的游戏,慢慢期待VR的进一步辉煌发展吧!!

  • 以上部分信息来自百度百科~

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