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VR的组成（vr的基本构造和工作原理）

发布时间：2023-04-07 15:24:18 稿源：创意岭阅读： 111

大家好！今天让创意岭的小编来大家介绍下关于VR的组成的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。

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本文目录:

1、虚拟现实由哪两部分组成,其核心是什么
2、VR是什么？
3、虚拟现实概念
4、关于虚拟现实的科技论文1400字

VR的组成（vr的基本构造和工作原理）

一、虚拟现实由哪两部分组成,其核心是什么

从现阶段来说，虚拟现实由硬件与软件组成，其核心是通过软件硬件模拟出让人难分真假的环境。

往大了方面说，虚拟现实的两大部分就是“虚拟”和“现实”，通过虚拟的场景让人们体会到如同现实一般的感受。

(｡・`ω´･)公众号：vrbuluo

二、VR是什么？

VR(Vibration Reduction) 相机防抖技术是一种可改善因相机振动而导致的影像模糊的光学技术，并可在将快门速度降低三档时进行快速拍摄，允许使用长焦镜头拍摄清晰的照片。在摄影者拍摄运动物体时，系统甚至会自动进行检测相机的移动，VR操作只能在较新款的尼康相机上执行。时至今日，尼康VR防抖系统和佳能IS防抖系统被众多消费者认为全球开发最早、影响力最为广泛的两大光学防抖系统。不仅被大量运用于专业单反镜头中，也时常可以在消费级数码相机中见到它的身影。这也奠定了尼康VR防抖系统在光学防抖领域中的专业地位。

尼康VR防抖原理和佳能的IS防抖系统基本相同，都是利用镜头中的浮动镜片来纠正“光轴偏移”，由检测部分、补偿振动镜片组和驱动控制部分等组成，镜头中的电子减震系统侦测到镜头的轻微震动，实时修正镜头内部的镜片位置，有效减少外部振动对最终相机成像造成的影响。尼康VR防抖系统最大能将安全快门降低三档。

相机的安全快门是以镜头焦距的倒数为标准，比如焦距为50mm时，其安全快门就是1/50s，如果低于这个快门速度，从理论上讲，就比较容易产生抖动。从这一点我们可以了解到，焦距越长，那么其安全快门就越短，如果长焦镜头焦距达到300mm，它的安全快门就是1/300s，如果拍摄时光照条件不理想的情况，那么就很难达到安全快门，手持拍摄抖动就很难避免。VR减震技术可以降低2-3档快门速度，因此更有利于在光线条件不理想同时无法使用三脚架等设备的情况下拍摄清晰的照片。因此相比专业高端单反镜头，在家用数码相机中普及VR防抖减震技术显得刻不容缓。尤其是在长焦数码相机上，防抖功能变得更加重要.

三、虚拟现实概念

此种虚拟世界由计算机生成，可以是现实世界的再现，亦可以是构想中的世界，用户可借助视觉、听觉及触觉等多种传感通道与虚拟世界进行自然的交互。它是以仿真的方式给用户创造一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维虚拟世界,并通过头盔显示器（HMD）、数据手套等辅助传感设备，提供用户一个观测与该虚拟世界交互的三维界面，使用户可直接参与并探索仿真对象在所处环境中的作用与变化，产生沉浸感。VR技术是计算机技术、计算机图形学、计算机视觉、视觉生理学、视觉心理学、仿真技术、微电子技术、多媒体技术、信息技术、立体显示技术、传感与测量技术、软件工程、语音识别与合成技术、人机接口技术、网络技术及人工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。它同时具有沉浸性（immersion）、交互性（interaction）和构想性（imagination），使人们能沉浸其中，超越其上，出入自然，形成具有交互效能多维化的信息环境。沉浸性是指用户对虚拟世界中的真实感，此种真实感将使用户难以觉察、分辨出其自身正处于一个由计算机生成的虚拟环境中；交互性是指用户对虚拟世界中的物体的可操作性；构想性是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。研究和开发VR技术的根本目的旨在扩展人类的认知与感知能力，建立和谐的人机环境。VR技术是系统仿真中新兴技术之一，它实际上是一种采用计算机技术制作仿真的假想世界的技术，采用计算机产生一个被仿真世界的动态、三维视觉环境，使操作者产生一种身临其境的感觉。采用此项新技术，参与者使用硬件，如键盘、数据手套、三维鼠标器、跟踪球、操纵杆、空间球、眼球跟踪装置、超声波头部跟踪器、头盔显示器、摄录像设备、大屏幕彩色投影机、立体护目镜、音响、耳机、语音识别与合成装置、工作站及数据服等以获得所需的感知，来体验计算机世界境况。一、VR系统的构成VR环境系统包括建模、控制和媒体数据源三大部分。建模系指利用物理的或数学的方法，对需要仿真的实际系统进行描述获得近似的数学模型。这是进行数字仿真或半实物仿真必不可少的步骤。地物的几何建模技术是虚拟地景仿真中最为重要的研究领域之一。虚拟地形环境（Virtual Terrain Environment）是应用VR技术在数字地图的基础上建立起来的，逼真地描述地球表面及其现象的实时、交互的地形场景。虚拟地形环境的研究，提供了一种新的空间环境认知手段，必将促进地图学、地理学等相关信息科学理论的发展与深入；它是未来数字化战场测绘的保障方式；它的研究将会促进VR技术进一步的研究与发展，提高VR技术的应用水平，为诸如数字化城市、数字化社会及数字化地球的实用化提供有效的技术积累。基于图像的建模（Image-Based Modeling,IBM）技术近来发展迅速，它采用一组采样图像来建立VR环境的模型，而不是使用传统基于几何建模所采用的几何图元，从而使VR技术能在个人计算机（PC）上得到应用与推广。其技术包括：场景的采样；VR环境的表示；由场景的采样转化为VR环境表示的建模技术。VR系统是一种由计算机局部或全部生成的多维虚拟感觉环境，给参与者产生各种感官信息，如视觉、听觉、手感、触感、味觉及嗅觉等，能体验、接受并认识客观世界中的客观事物。三维立体显示是其一项必不可少的关键设备，它是系统向用户输出反馈信息的主要手段。双眼视觉对产生VR系统环境至关重要。VR系统可由如下各部分构成：①高性能计算机系统、计算机图像的特征采样与图形交互作用技术。②虚拟环境生成器，军事训练模拟中的视景生成技术是当前研究的一个重要内容。智能虚拟环境（IVE）是VR、人工智能及人工生命技术的有机结合，目前，有关IVE的研究工作在国外亦刚刚起步，有众多关键技术仍需作进一步的研究。现从事IVE研究的人员大多来自人工智能和知识工程领域，随着对IVE技术研究的深入，该领域必将会得到重大的突破，具有高度行为真实感的、支持多个参与者的、具有生命特征的智能虚拟世界将会日趋涌现。当前VR研究中的一个热门课题是分布式虚拟环境（DVE）。③计算机网络。④三维视景图像生成及立体显示系统，基于图像的视景生成技术需解决的问题是显示的模型及如何在模型上产生出图像。这主要有柱面模型和球面模型两种，战场环境仿真是作战仿真的重要内容，逼真的战场环境实时仿真是作战仿真之基础，因此充分利用VR及计算机图形学最新研究成果的战场可视化系统便应运而生。⑤立体音响生成与扬声系统，它是虚拟环境多维信息中的一个重要组成部分。听觉是仅次于视觉的感知途径，它向用户提供的辅助信息，可增强视觉的感知，弥补视觉效果之不足，增强环境的逼真性。利用不同声源到达某一特定位置的时间差、相位差及声压差等进行虚拟环境的声音跟踪是实

四、关于虚拟现实的科技论文1400字

虚拟现实即Virtual Reality ,简称VR,是一门崭新的综合性信息技术,下面是我为大家精心推荐的关于虚拟现实的科技论文1400字，希望能够对您有所帮助。

关于虚拟现实的科技论文1400字篇一

虚拟现实技术初探

【摘要】本文通过定义、系统构成、特征、应用及发展前景等几个方面对虚拟现实技术做了一个的简要介绍。

【关键词】虚拟现实 3I 应用

虚拟现实即Virtual Reality ,简称VR,这个名词始创于上个世纪八十年代,由美国发明家Jaron Lanier提出,是一门崭新的综合性信息技术,而且已经成为当今计算机科学界最振奋人心的研究课题之一。

一、什么是虚拟现实

VR是指利用多媒体计算机技术生成一个具有逼真的视觉、听觉、触觉及嗅觉等的模拟现实环境,利用人的自然技能对这一虚拟出来的现实环境进行交互体验,体验的结果(即该虚拟的现实反应)与在相应的真实现实中的体验结果相似或完全相同。

二、虚拟现实技术的系统构成

如图所示,VR的系统由以下模块构成:

1.检测模块:检测用户的操作指令,并通过传感器模块作用于虚拟环境。

2. 反馈模块:接受来自传感器模块的信息,为用户提供动感、触觉、力觉等多方面感受的实时反馈。

3. 传感器模块:一方面接受来自用户的操作指令,并将其作用于虚拟环境;另一方面将操作后产生的结果以各种反馈的形式提供给用户。

4. 控制模块:对传感器进行控制,使其对用户、虚拟环境和现实世界产生作用。

5. 建模模块:运用知识库、模式识别、人工智能等技术,获取现实世界组成部分的三维表示,通过音响制作实现对现实世界的声音模拟,并由此构成对应的虚拟环境。

6. 三维模块:通过三维技术实现对虚拟环境的视觉模拟。

此外,在开放式的虚拟现实系统中,还可以通过传感装置与现实世界构成反馈闭环,在用户控制下,利用虚拟环境对现实世界进行直接操作或遥控操作。

三、虚拟现实技术的特征

虚拟现实技术具有如下四个特征,即:多感知性、沉浸感、交互性、想象性。

1. 多感知性(Multi-Sensory)――所谓多感知性,是指通过多种媒体,产生视觉、听觉、触觉、力觉、和运动等的感知。理想的虚拟现实技术应该实现人所具有的一切感知功能。由于科技发展的局限性和不成熟,目前的虚拟现实技术所开发的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。

2. 沉浸感(Immersion)――又称临场感,指用户感到作为主角存在于虚拟环境中的真实程度。理想的虚拟环境应该达到使用户难以分辨真假的程度。当用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中时,眼睛看到的、耳朵听到的、鼻子闻到的、嘴巴尝到的、还有身体触摸到的等等,都跟在现实世界里体会到的感觉是一样的。

3. 交互性(Interactivity)――指用户对虚拟环境内的物体进行操作时,对象将给用户以感觉上的反馈。例如,在虚拟环境中参加足球比赛,当用户用脚去踢虚拟环境中的足球时,会产生触觉和力的反馈。

4. 构想性(Imagination)――强调虚拟现实技术应具有广阔的可想象空间,可拓宽人类认知范围,不仅可再现真实存在的环境,也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。

一般来说,“身临其境”般的沉浸感,友好亲切的人机交互性,和发人深思的构想性是虚拟现实的三大主要特征,亦即我们常说的“3I”特性。

四、虚拟现实技术的应用

虚拟现实技术创建伊始,就承载着巨大的应用价值,它涉及科研、军事、航天、医学、教育、工程技术、影视娱乐等众多领域。典型的应用领域有:

1. 医学方面

虚拟现实技术在医学上的应用大致分为两类,一类是虚拟人体,也就是数字化人体,可用于构造人体模型,便于医生对人体构造和功能的辨识;另一类是虚拟手术系统,可用于指导高难度手术的进行。

2. 教育方面

在教育领域,虚拟现实技术具有广泛的作用和影响。基于虚拟现实技术带来的崭新的教育模式,使我们的教育理念和教育方法也在随之变革,授课内容以大量详实、生动、直观的虚拟情节出现,寓教于乐。

3. 娱乐方面

娱乐领域是虚拟现实技术的一个重要应用领域。它能够提供更为逼真的虚拟环境,借助于头盔显示器、数据服、立体声耳机、数据手套等传感装置,使人们能够享受到强烈的感官刺激,带来更好的娱乐感觉。

4.军事科研领域方面

军事和科研都是需要巨额资金投入的领域,而且难度大、危险系数高,在某种情况下,利用虚拟现实技术进行虚拟实验,既可以节省人力物力资源,打破时间和空间的限制,又可以缩短开发周期、提高生产效率、削减项目经费。

五、虚拟现实技术的发展前景

虚拟现实技术是许多相关学科领域集成、交叉的产物,它融合了人工智能、电子学、数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术、心理学等多个技术分支,大大推进了计算机科学软硬件技术的全面发展。虚拟现实技术的发展,从根本上改变了人们的工作方式和生活方式,将劳逸真正结合了起来,而且虚拟现实技术与美术、音乐等文化艺术的结合,将诞生出人类的第九大艺术,前景一片光明。而且虚拟现实技术继理论分析、科学实验之后,成为人类探索客观世界规律的又一手段和方式。

虽然虚拟现实领域的技术潜力是巨大的,应用前景也是很广阔的,但仍存在着许多尚未解决的理论问题和尚未克服的技术障碍。客观而论,目前虚拟现实技术所取得的成就,绝大部分来说,还只是扩展了计算机的接口能力,刚刚开始涉及到人的感知系统、肌肉系统与计算机的集合作用问题。只有当真正开始涉及并找到针对这些问题的技术实现途径时,人和信息处理系统间的隔阂才有可能被彻底地克服。

六、小结

综上所述,无论是现在还是将来,虚拟现实技术在各行各业都将得到不同程度的发展,并且越来越显示出广阔的应用前景。虚拟城市、虚拟战场、虚拟校园、甚至“数字地球”都会不断涌现,带给我们一种全新的视觉、身心体验。虚拟现实技术将使众多传统行业和产业发生颠覆性的变革,给我们的生产和生活带来巨大的经济效益。

参考文献

[1] 刘锦德,敬万钧. 关于虚拟现实 ― 核心概念与工作定义. 计算机应用,1997.5

[2] 刘惠芬. 什么是虚拟现实. 父母必读

[3] 周炎勋. 虚拟现实技术综述. 计算机仿真,1996.1

[4] 曾建超,俞志和. 虚拟现实的技术及其应用. 清华大学出版社,1996

[5] 周红军,王选科. 虚拟现实系统概述. 航空计算技术,2005(1)

[6] 谢晶妮,张茂军. 虚拟现实发展趋势展望. 计算机工程,2002 (7)

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