中国沉浸式虚拟现实设备专题汇总.docx

中国沉浸式虚拟现实设备专题研究报告 1、虚拟现实技术定义 虚拟现实技术(VirtualReality,VR)是指采用计算机技术为核心的现代高科技手段生成一种虚拟环境，用户借助特殊的输入/输出设备，与虚拟世界中的物体进行自然的交互，从而通过视觉、听觉和触觉等获得与真实世界相同的感受。 ①现代高科技手段 计算机图形技术 计算机仿真技术 人机接口技术 多媒体技术 传感技术 ②虚拟环境 模拟真实世界中的环境 模拟人类主观构造的环境 模拟真实世界中人类不可见的环境 ③输入/输出设备 输出设备：虚拟现实头戴设备、3D立体显示器、洞穴式立体显示系统 输入设备：游戏手柄/摇杆、3D数据手套、位置追踪器、眼动仪、动作捕捉器（数据衣）等 ④自然的交互 用户采用自然的方式对虚拟物体进行操作并得到实时立体的反馈。如：语音、手的移动、头的转动、脚的走动等 2、虚拟现实技术发展历程 20世纪50年代至70年代 虚拟现实技术的萌芽阶段：此阶段虚拟现实技术没有形成完整的概念，处于探索阶段。 1956年，具有多感官体验的立体电影系统Sensorama被开发。 1965年，“虚拟现实之父”美国科学家Lvan Sutherland提出感觉真实、交互真实的人机协作新理论。 1968年， Lvan Sutherland研发出视觉沉浸的头盔式立体显示器和头部位置跟踪系统。 1973年，Myron Krurger提出“Virtual Reality”概念。 1974年-1989年 虚拟现实技术从实验室走向系统化实现阶段：此阶段虚拟现实技术的概念逐渐形成和完善，出现了一些比较典型的虚拟现实应用系统。 20世纪80年代初，美国国防部研发出虚拟战场系统SIMNET，宇航局开发用于火星探测的虚拟环境视觉显示器。 1986年，“虚拟工作台”的概念被提出，裸视3D立体显示器被研发。 1988年，VPL公司研制出第一款民用虚拟现实产品EyePhone。 1989年， VPL公司创始人正式提出了“Virtual Reality”并被正式认可和使用。 1990年-至今 虚拟现实技术快速发展和完善阶段：此阶段与虚拟现实技术密切相关的计算机软件、硬件系统迅速发展，从而推动了虚拟现实技术在各行业领域广泛应用。 1992年，Sense8公司开发“WTK”软件开发包，极大缩短虚拟现实系统的开发周期。 1993年，波音公司使用虚拟现实技术设计出波音777飞机。 1994年，虚拟现实建模语言、建模语言出现，为图形数据的网络传输和交互奠定基础。 随着时间推移，越来越多输入输出设备进入市场，人机交互系统设计不断创新，推动了虚拟现实技术的行业领域应用。 3、虚拟现实技术价值 虚拟现实技术是人机交互内容、交互方式的革新。 ①人机交互内容的革新 Before:?从最早的数值计算到处理字符串、文本、图像、声音等多种媒体信息。 Now:?以多媒体信息的“环境”作为计算机处理的对象和人机交互的内容。 ②人机交互方式的革新 Before:?传统计算机使用显示器、键盘、鼠标等接口设备进行交互，用户需要学习设备的操作方法。 Now:?采用的语音识别、动作识别等技术，可使用户利用自己的感觉与“环境”交互。 ③人机交互效果的革新 Before:?用户能明显地区分现实世界与虚拟世界。 Now:?用户通过基于自然的交互技术，得到身临其境的视觉、听觉、触觉感知效果. 4、虚拟现实技术分类 移动互联网、智能手机产业快速发展推动虚拟现实技术的智能硬件化，沉浸式虚拟现实（VR）设备因最能展现虚拟现实效果备受关注。 桌面式虚拟现实——最易实现、应用最广泛 采用立体图形技术，在计算机屏幕中产生三维立体空间的交互场景；用户通过输入设备与虚拟世界交互。 相关设备：计算机、初级图形工作站、投影仪、键盘、鼠标、力矩球等。 分布式虚拟现实——具有广泛的应用前景 是虚拟现实技术与网络技术结合的产物，将多个用户通过计算机网络连接在同一个虚拟世界，共同观察和操作。 相关设备：图形显示器、通信和控制设备、处理系统等。 沉浸式虚拟现实——最能展现虚拟现实效果 将用户的听觉、视觉和其他感觉封闭起来，提供完全沉浸的体验，使用户有一种置身于虚拟境界之中的感觉。 相关设备：头盔式显示器、洞穴式立体显示装置、数据手套、空间位置跟踪器等。 增强式虚拟现实——具有较大的应用潜力 将真实世界的信息叠加到利用虚拟现实技术模拟、仿真的世界中，使真实世界与虚拟世界融为一体。 相关设备：穿透式头盔式显示器、投影仪、摄像头、计算与储存设备、移动设备等。 ?5、沉浸式VR设备构成 消费级沉浸式虚拟现实（VR）设备分为输出设备和输入设备，目前输出设备是主要产品，由三种沉浸式VR头戴设备组成。 ①输出设备 外接式头戴显示器：外接个人电脑、智能手机、游戏机等设备作为计算与存储设备，具备独立屏幕。产