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2022-11-25
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ipad 售楼：神奇的虚拟现实技术
一.什么是虚拟现实技术
虚拟现实技术（国内又译做灵境技术，英文名为Virtual Reality），是一门信息
领域的前沿技术。到现在为止，世界上还没有关于它的普遍适用的定义，但一般可以认为：
它利用各种人机交互技术为人类在现实空间之外创造了另一个尽可能真实的互动的虚幻世
界，使人类可以漫游其中，体验最真实的虚拟空间，不受任何限制地在自己的梦想里散步。
虚拟现实技术已经广泛应用于航天、军事、工程等各种尖端科技领域中，并将作为一种先进
的技术手段更为广泛的应用于并影响我们的日常生活。由于虚拟现实在人机交互中使用的显
示器大多是头盔式增强型随身看显示系统，所以，他是随身看显示系统最有前景的应用领域
之一。
虚拟现实系统一般包括用户控制系统（如人体运动监测、控制杆、键盘、鼠标等控
制设备）和视觉、听觉、触觉、嗅（味）觉等人类感觉方面的仿真反馈系统，处理系统，以
及人类感知的信息显示系统（包括如：显示器，音响，三维座椅等等）。其中，视觉、听觉
的控制和仿真是目前虚拟现实技术较为主要的发展方向，而头盔式增强型随身看显示系统则
是用户使用的主要产品形式。以下我们将着重对此进行介绍。
虚拟现实技术是依赖于大量的计算机软件技术如AI（人工智能），PR（模式识别），图形
学、底层接口等技术和新型显示技术、场传感器技术、力量反馈系统、无线、有线通讯等技
术综合应用的一门边缘学科。
·从本质上讲，虚拟现实技术是对现实世界的再现和梦境的实现；
·从技术角度讲，它是软件、硬件领域的前沿技术综合应用和面对对象的综合技术开发。
虚拟现实技术将可以使人们在头戴一个头盔式增强型随身看系统的情况下，身临其
境的体验一把梦幻似的虚拟现实。美国于上世纪90 年代末研制的基于点集运算的虚拟现实
场景照片，所用的就是随身看。
二、虚拟现实技术简介
其实，这些虚拟现实场景，就是使用复杂的软件技术，预先在计算机中构造一个真
正的三维空间，（实际是一个多维空间，例如，虚拟空间中的每一个点都具有 X、Y 、Z 坐标、
色彩、法线、逻辑关系等众多维度的信息），计算机再通过传感器、操纵杆、鼠标等用户输
入设备确定虚拟场景中人的六个自由度（6D0F）位置，最后通过计算机将画面再现（一般用
RAYTRACE 方式将三维空间反算成平面图形）到用户眼前、从而创造出虚拟空间。这样的一
系列工作如果能够连贯起来，并且整个系统一个周期的运算时间小于人的视觉暂留时间，用
户就会在头戴式增强型随身看显示系统的大型虚象显示屏幕上拥有身临其境地在虚拟现实
世界中漫游的感觉了。
虚拟现实场景的构建是进行虚拟现实制作工作的第一步。上面讲到计算机内部通过程序构造
了一个三维空间，空间中每个点具有多维度信息，在实际应用中，点集（空间中点的集合）
的形式处理数据是较少应用的（一般只是在场景被显示之前才会用到），在数据处理过程中
一般采用矢量化模型（即空间是由有限个平面组成，每个平面由不共线三点组成，每个平面
具有具有三套 X、Y、Z 坐标、色彩、法线、逻辑关系等众多维度的信息）。矢量化模型的使
用极大地避免了海量数据的处理和存储。例如，在北京前一段展示的某住宅小区虚拟现实场
景中，小区面积大约为 2 平方公里，建筑面积 20 万平米，通过点集方式处理的场景数据量
大约为 15G，需要一台 4 至强工作站支持才能勉强运行；而北京中棠大地科技有限公司开发
的软件，在一台价值8000 元的普通 PC 上，完好地再现了场景，经过动态内存优化，场景的
数据量大约为 15M，运行时内存占用不超过 30M，并且实现了实时场景调整、实时反射、镜
头眩光、等众多以前只在三维动画中才看的见的特殊效果。
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