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虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展歷程及發(fā)展趨勢分析
虛擬現(xiàn)實的概念和特性
虛擬現(xiàn)實(Viaual Reality，簡稱VR)作為一種綜合計算機圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)、人機交互技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、立體顯示技術(shù)以及仿真技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù)而發(fā)展起來的計算機領(lǐng)域的新技術(shù)，目前所涉及的研究應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)包括軍事、醫(yī)學(xué)、心理學(xué)、教育、科研、商業(yè)、影視、娛樂、制造業(yè)、工程訓(xùn)練等。VR技術(shù)已經(jīng)被公認(rèn)為是21世紀(jì)重要的發(fā)展學(xué)科以及影響人們生活的重要技術(shù)之一。虛擬現(xiàn)實是利用電腦模擬產(chǎn)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，讓使用者如同身歷其境一般，可以及時、沒有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物。虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種新的技術(shù)，主要有三個特性，分別是沉浸性、交互性和構(gòu)想性。
1. 沉浸性，是指利用計算機產(chǎn)生的三維立體圖像，讓人置身于一種虛擬環(huán)境中，就像在真實的客觀世界中一樣，能給人一種身臨其境的感覺。
2. 交互性，在計算機生成的這種虛擬環(huán)境中，人們可以利用一些傳感設(shè)備進行交互，感覺就像是在真實客觀世界中一樣，比如：當(dāng)用戶用手去抓取虛擬環(huán)境中的物體時，手就有握東西的感覺，而且可感覺到物體的重量。
3. 構(gòu)想性，虛擬環(huán)境可使用戶沉浸其中并且獲取新的知識，提高感性和理性認(rèn)識，從而使用戶深化概念和萌發(fā)新的聯(lián)想，因而可以說,虛擬現(xiàn)實可以啟發(fā)人的創(chuàng)造性思維。 二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展歷程
虛擬現(xiàn)實技術(shù)演變發(fā)展史大體上可以分為四個階段：1963 年以前，蘊涵虛擬現(xiàn)實技術(shù)思想的**階段；1963年~1972 年，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的萌芽階段；1973 年~1989 年，虛擬現(xiàn)實技術(shù)概念和理論產(chǎn)生的初步階段；1990 年至今，虛擬現(xiàn)實技術(shù)理論的完善和應(yīng)用階段。
**階段：虛擬現(xiàn)實技術(shù)的前身。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是對生物在自然環(huán)境中的感官和動作等行為的一種模擬交互技術(shù)，它與仿真技術(shù)的發(fā)展是息息相關(guān)的。中國古代戰(zhàn)國時期的風(fēng)箏，就是模擬飛行動物和人之間互動的大自然場景，風(fēng)箏的擬聲、擬真、互動的行為是仿真技術(shù)在中國的早期應(yīng)用，它也是中國古代人試驗飛行器模型的**早發(fā)明。西方人利用中國古代風(fēng)箏原理發(fā)明了飛機，發(fā)明家 Edwin A. Link 發(fā)明了飛行模擬器，讓操作者能有乘坐真正飛機的感覺。1962 年，Morton Heilig的“全傳感仿真器”的發(fā)明，就蘊涵了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的思想理論。這三個較典型的發(fā)明，都蘊涵了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的思想，是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的前身。
第二階段：虛擬現(xiàn)實技術(shù)的萌芽階段。1968 年美國計算機圖形學(xué)之父 Ivan Sutherlan 開發(fā)了**個計算機圖形驅(qū)動的頭盔顯示器 HMD 及頭部位置跟蹤系統(tǒng)，是虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展一個重要的里程碑。此階段也是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的探索階段，為虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基本思想產(chǎn)生和理論發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
第三階段：虛擬現(xiàn)實技術(shù)概念和理論產(chǎn)生的初步階段。這一時期出現(xiàn)了 VIDEOPLACE 與 VIEW兩個比較典型的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。由 M.W.Krueger 設(shè)計的 VIDEOPLACE系統(tǒng)，將產(chǎn)生一個虛擬圖形環(huán)境，使參與者的圖像投影能實時地響應(yīng)參與者的活動。由 M.MGreevy 領(lǐng)導(dǎo)完成的VIEW 系統(tǒng)，在裝備了數(shù)據(jù)手套和頭部跟蹤器后，**語言、手勢等交互方式，形成虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。
第四階段：虛擬現(xiàn)實技術(shù)理論的完善和應(yīng)用階段。在這一階段虛擬現(xiàn)實技術(shù)從研究型階段轉(zhuǎn)向為應(yīng)用型階段，廣泛運用到了科研、航空、醫(yī)學(xué)、軍事等人類
生活的各個領(lǐng)域中，如美軍開發(fā)的空軍任務(wù)支援系統(tǒng)和海軍特種作戰(zhàn)部隊計劃和演習(xí)系統(tǒng)，對虛擬的軍事演習(xí)也能達(dá)到真實軍事演習(xí)的效果，浙江大學(xué)開發(fā)的虛擬故宮虛擬建筑環(huán)境系統(tǒng)和 CAD&CG國家重點實驗室開發(fā)出桌面虛擬建筑環(huán)境實時漫游系統(tǒng)，北京航空航天大學(xué)開發(fā)的虛擬現(xiàn)實與可視化新技術(shù)研究室的虛擬環(huán)境系統(tǒng)。
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