5.5.4  虚拟现实
1．虚拟现实的概念
虚拟现实的英文名为Virtual Reality，简称VR技术。这一名词是由美国VPL公司创建人Jaron Lanier在20世纪80年代初提出的，也称灵境技术或人工环境。作为一项尖端科技，虚拟现实集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由计算机生成的高技术模拟系统，它最早源于美国军方的作战模拟系统，20世纪90年代初逐渐为各界所关注并且在商业领域得到了进一步的发展。这种技术的特点在于计算机产生一种人为虚拟的环境，这种虚拟的环境是通过计算机图形构成的三维数字模型，并编制到计算机中去生成一个以视觉感受为主，也包括听觉、触觉的综合可感知的人工环境，从而使得在视觉上产生一种沉浸于这个环境的感觉，可以直接观察、操作、触摸、检测周围环境及事物的内在变化，并能与之发生“交互”作用，使人和计算机很好地“融为一体”，给人一种“身临其境”的感觉。
虚拟现实是发展到一定水平上的计算机技术与思维科学相结合的产物，它的出现为人类认识世界开辟了一条新途径。虚拟现实的最大特点是：用户可以用自然方式与虚拟环境进行交互操作，改变了过去人类除了亲身经历，就只能间接了解环境的模式，从而有效地扩展了自己的认知手段和领域。另外，虚拟现实不仅是一个演示媒体，还是一个设计工具，它以视觉形式产生一个人性化的多维信息空间，为我们创建和体验虚拟世界提供了有利的支持。
由于虚拟现实技术的实时三维空间表现能力、人机交互式的操作环境以及给人带来的身临其境的感受，它在军事和航天领域的模拟和训练中起到了举足轻重的作用。近年来，随着计算机硬件软件技术的发展以及人们越来越认识到它的重要作用，虚拟技术在各行各业都得到了不同程度的发展，并且越来越显示出广阔的应用前景。虚拟战场、虚拟城市甚至“数字地球”无一不是虚拟现实技术的应用。虚拟现实技术将使众多传统行业和产业发生革命性的改变。
一般的虚拟现实系统主要由专业图形处理计算机、应用软件系统、输入设备和演示设备等组成。虚拟现实技术的特征之一就是人机之间的交互性（Interaction）。为了实现人机之间充分交换信息，必须设计特殊输入工具和演示设备，以识别人的各种输入命令，且提供相应反馈信息，实现真正的仿真效果。不同的项目可以根据实际的应用有选择地使用这些工具，主要包括：头盔式显示器、跟踪器、传感手套、屏幕式、房式立体显示系统、三维立体声音生成装置。
2．虚拟现实建模语言VRML
VRML是Virtual Reality Modeling Language的缩写，即虚拟现实建模语言。使用VRML，可以在Internet上设计三维虚拟空间。VRML最主要的特点是：能够在Internet上创建动态的世界和感觉丰富的虚拟环境。VRML被称为继HTML之后的第二代Web语言，它本身是一种建模语言，也就是说，它是用来描述三维物体及其行为的，可以构建虚拟境界（Virtural World），可以集成文本、图像、音响、MPEG影像等多种媒体类型，还可以内嵌用Java、ECMAScript等语言编写的程序代码。VRML的基本目标是建立互联网上的交互式三维多媒体，基本特征包括分布式、三维、交互性、多媒体集成、境界逼真性等。
目前，互联网上有很多VRML站点，使用搜索引擎就可以查到。需要说明的是：在浏览VRML站点前，要安装VRML的插件，常见的VRML的插件有CosmoPlayer、Blaxxun Contact、Cortona和WorlView等。
3．VRML的应用
VRML在电子商务、教育、工程技术、建筑、娱乐、艺术等领域的广泛应用将会促使它迅速发展，并成为构建网络虚拟现实应用系统的基础。虚拟现实作为一种全新的人机接口技术，必须研究用户和计算机之间的协调关系问题，这样一个问题只有通过大量的使   用才能逐步解决，VRML以互联网作为应用平台，最有希望成为构筑虚拟现实应用的基本构架。
例如在教育上，VRML不仅仅是HTML功能更强的替代品，其潜在意义在于突破上述基于WWW的教学模型建立更自然、更真实的虚拟教育环境。在这种环境中学生可以以浏览探索的方式汲取知识，如进入虚拟太空学习天文知识，利用虚拟地球学习地理知识，穿过历史长廊与历史人物交流，进入分子世界游历化学殿堂等，这些曾经是梦想中的学习方式都可以逐步实现。在这个虚拟教育世界中，甚至可以有利用VRML制作的动画人物扮演教师，其面部表情和形体动作利用动作跟踪系统捕捉下来，这样得到的讲课节目将是三维的，更重要的是它不像视频节目那样需要大量的存储量和网络带宽，用户通过Modem和电话线即可收看这种节目，其有关试验最近已经取得成功。如果把这种方式扩大到教、学双方，则可实现具有实时交互性的虚拟教学——教师控制的虚拟教师和学生控制的虚拟学生就可以在一个虚拟教室中相互交流。
VRML将创造一种集多媒体、三维图形、网络通信、虚拟现实为一体的新型媒体，兼具先进性和普及性，是关心三维图形、多媒体、新一代网页开发和虚拟现实技术的人士应密切注意的。

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