科普教育VR虚拟现实沉浸式安全教育场景

随着时代的发展，虚拟现实技术已经越来越深入人们的生活。但是人们对于虚拟现实的了解还很欠缺，接下来我们就一起了解下，虚拟现实都涉及哪些技术？

虚拟现实中的“现实”是泛指在物理或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境，它可以是实际上可实现的，也可以是实际上难以实现或根本无法实现的。而”虚拟”是计算机生成的意思。因此，虚拟现实是指用计算机生成的一种特殊环境，人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中，并操作、控制环境，实现特殊的目的，即人是这种环境的主宰。

虚拟现实是多种技术的综合，包括实时三维计算机图形技术、广角（宽视野）立体显示技术、立体声、触觉力觉反馈等。

一、实时三维计算机图形技术

相比较而言，利用计算机模型产生图形图像并不是太难的事情。如果有足够准确的模型和足够的时间，我们就可以生成不同光照下各种物体的精确图像。但是如果要求实时的话，就会有一的困难。例如在飞行模拟系统中，图像的刷新相当重要，同时图像质量的要求也很高，加上非常复杂的虚拟环境，问题就变得相当困难。

二、广角（宽视野）的立体显示

人看周围的世界时，由于两只眼睛的位置不同，得到的图像也会略有不同。这些图像在大脑融合起来，形成了一个关于周围世界的整体景象，这个景象中也包括了距离远近的信息。当然，距离信息也可以通过眼睛焦距的远近、物体大小的比较等方法获得。

在VR系统中，双目立体视觉起了很大作用。用户的两只眼睛看到的不同图像是分别产生并显示在不同的显示器上。有的系统采用单个显示器，但用户带上特殊的眼镜后，一只眼睛只能看到奇数帧图像，另一只眼睛只能看到偶数帧图像，也能使视差产生立体感。

在用户与计算机的交互中，键盘和鼠标是目前较常用的工具，然而对于三维空间来说，它们都不太适合。因为在三维空间中有六个自由度，我们很难找出比较直观的办法把鼠标的平面运动映射成三维空间的任意运动，目前已经有一些设备可以提供六个自由度，如3Space数字化仪和SpaceBall空间球等。但是应用更多的设备是数据手套和数据衣。

三、立体声

由于声音到达两只耳朵的时间或距离有所不同，在水平方向上，我们可以靠声音的相位差及强度的差别来确定声音的方向。常见的立体声就是靠左右耳听到在不同位置录制的不同声音来实现的，因此会有方向感。现实生活里，当头部转动时，听到的声音的方向也会发生改变。在VR系统中，声音的方向与用户头部的运动无关。

四、触觉与力觉反馈

在一个VR系统中，用户可以看到一个虚拟的杯子。你可以设法去抓住它，但是你的手没有真正接触杯子的感觉，并有可能穿过虚拟杯子的“表面”，而这在现实生活中是不可能的。解决这一问题的常用装置是在手套内层安装一些可以振动的触点来模拟触觉。