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[原创]虚拟现实技术的发展和分类

查看: 2701| 评论: 2 2016-9-8 01:16 PM| 发布者: obuil |原作者: obuil

首先需要说明的是,虚拟现实技术很早就有,最早发源于美国军事领域,然后传到国内的军事领域,然后是房地产等行业,本人作为传统虚拟现实行业的参入者,对虚拟现实做一个简单梳理。
按照传统虚拟现实的发展,和最新的流行趋势,我们也可以把各种类型的虚拟现实技术划分四类: 

1、浏览式虚拟现实
桌面虚拟现实利用个人计算机和低级工作站进行仿真,将计算机的屏幕作为用户观察虚拟境界的一个窗口。通过各种输入设备实现与虚拟现实世界的充分交互,这些外部设备包括鼠标,追踪球,力矩球等。它要求参与者使用输入设备,通过计算机屏幕观察360度范围内的虚拟境界,并操纵其中的物体,但这时参与者缺少完全的沉浸,因为它仍然会受到周围现实环境的干扰。桌面虚拟现实最大特点是缺乏真实的现实体验,但是成本也不低,在中国90年代之后,在很多行业应用比较广泛。

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三通道投影浏览式虚拟现实系统


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千万级花费的CAVE系统,具有视角追踪和双投影立体显示功能,沉浸感也很强


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三面cave系统,有视角跟踪和立体显示功能


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工程机械训练,训练人员如何操控机械


2、沉浸式虚拟现实 
也就是现在特别火的虚拟现实头盔系统,特点是沉浸感有大大由于之前的投影式虚拟现实系统,使用户有一种置身于虚拟境界之中的感觉。它利用头盔式显示器(见图)或其它设备,把参与者的视觉、听觉和其它感觉封闭起来,并提供一个新的、虚拟的感觉空间,并利用位置跟踪器、数据手套、其它手控输入设备、声音等使得参与者产生一种身临其境、全心投入和沉浸其中的感觉。 

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htc vive虚拟现实头盔


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oculus的头盔


3、增强现实性的虚拟现实 
增强现实性的虚拟现实不仅是利用虚拟现实技术来模拟现实世界、仿真现实世界,而且要利用一些实物来增强参与者对真实环境的感受,也就是增强现实中无法感知或不方便的感受。这种系统在专业领域有个名词叫做 半实物仿真,最早应用于军事领域,典型的实例是各种军事模拟器,它既有视觉上的带有很强沉浸感的投影或者头盔系统,也可以有安装很多真实的辅助设施,例如:飞机的真实仪表,真实操作台和座椅。 

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典型的飞行模拟机器布局,上图还没有运动支撑平台


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上图是带有六自由度运动平台的,一套这样的系统在千万级别花费

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上图都是有真实座舱和仪表的,只是运行逻辑是被改造的。


这种增强型 并带有半实物仿真的模拟训练系统早已有之,最早应该开始于20世纪六七十年代的美军军事仿真项目,旨在对部队提供军事模拟训练,减少实际训练成本,提高训练效果。

4、分布式虚拟现实 
分布式虚拟现实 旨在将上述虚拟系统和其他系统(可以包含真实系统,也可以包含半实物系统),组成一个严格的联网标准,例如,一辆在训练场地上的真实坦克和一个坦克模拟器系统 联网,虚拟的和真实的进行对战演练,也是可以的。
       多个系统通过计算机网络连接在一起,同时参加一个虚拟空间,共同体验虚拟经历,那虚拟现实则提升到了一个更高的境界,这就是分布式虚拟现实系统。在分布式虚拟现实系统中,多个用户可通过网络对同一虚拟世界进行观察和操作,以达到协同工作的目的,在这个系统中,美军很早就制订了严格的网络成员遵循标准体系,这个标准叫HLA。
HLA 是1995年美国国防部(DOD)发布的建模与仿真大纲(DOD M&S Master Plan) 中第一个目标开发建模和仿真通用技术框架中的首要内容,其主要目的是促进仿真应用的互操作性和仿真资源的可重用性。1996年10月美国防部正式规定HLA为国防部范围内仿真项目的标准技术框架,开始推行HLA,并以之作为替代原有的 DIS、ALSP等标准。同时提交IEEE,作为IEEE1516发布。
目前最典型的分布式虚拟现实系统是SIMNET,SIMNET由坦克仿真器通过网络连接而成,用于部队的联合训练。通过SIMNET,位于德国的仿真器可以和位于美国的仿真器一样运行在同一个虚拟世界,参与同一场作战演习。
在现今的消费者领域,当然不必像军事仿真那么严格,多人联网虚拟现实游戏,就是一个小号的民用分布式虚拟现实模型。


该文章由obuil撰写于52VR.COM,部分图片来源于网络,转载请保留来源!

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