VR虛擬現實技術, 作為新興的技術種類, 利用計算機技術和傳感器技術營造虛擬真實的場景, 通過與仿真技術、計算機圖形技術進行有機結合, 能夠模擬人們對真實環境的感知, 除了可以模擬真實的場景之外, VR技術還能夠通過最真實的觸覺、聽覺、嗅覺等感官進行反饋, 增強真實的情境體驗。
一、VR工作的機理分析
(一) VR技術的主要概念
VR作為一種最新的前沿學科通過將多媒體技術、網絡技術、傳感器技術、計算機圖形技術等進行有效的融合, 能夠幫助參與者利用特制的傳感器來感受聽覺、視覺、觸覺等方面的刺激, 達到模擬真實的體驗。參與者還能夠根據自己的實際要求進行操作, 保證自己沉浸其中增強體驗[1]。
(二) VR的構成要素
看VR的構成要素包括傳感設備、自然技能、感知與計算機模擬環境。傳感設備就是指三維交互設備, 包括使用者所穿戴的設備, 例如數據手套、顯示器等, 這些數據設備能夠幫助參與者對周邊的環境進行實時的監控與分析, 做出相應的反饋。感知則是在理想狀態下通過模擬人的感知來進行的反饋, VR的感知主要包括視覺、聽覺、觸覺、運動等, 在味覺和觸覺嗅覺方面還存在一定的發展空間。自然技能就是指在使用VR技術, 十人的活動不受限制, 例如頭部運動, 眼球運動和手部運動能夠通過計算機感知系統, 對人體的技能動作進行實時的監控, 并且處理, 對人體機能所產生的信息進行全面的分析, 保證使用者自身的感受, 得到及時的反饋[2]。模擬環境則是指通過利用計算機信息技術來生成的三維立體圖像, 為參與者營造一種真實的環境。
(三) 工作的主要流程
在VR工作的過程中, 包括運動跟蹤、全息投影和展示等主要的流程運動跟蹤就是指在參與人員環顧四周的過程中, 顯示的頭盔能夠以亞毫米的精度隨著參與者的動作而不斷運動, 這樣的操作主要是通過傳感器來進行探測。通過這些傳感器提供的實時數據支持能夠保證顯示頭盔隨著頭部做出任何的運動。全息投影就是通過在現實的場景中創造一個虛擬的空間, 并且將虛擬抽象的信息轉換成具體的影像展示, 則是通過虛擬空間中通過參與者改變自己的位置, 而周邊的環境也會發生改變, 例如在看到堅硬物體時, 那么他伸手觸摸也會感受到一種堅硬的感覺[3]。
(四) VR技術的特征
VR技術包括許多的特征, 例如多感知性、沉浸性、交互性、想象性等特點, 就是指在計算機的使之下能夠營造一種三維圖像, 創造出虛擬的環境與真實的世界一樣, 讓人產生一種身臨其境的感覺, 交互性則是指基于計算機生成的模擬環境下, 可以通過傳感器設備, 對人的動作和行為進行監控, 并且讓人能夠在虛擬的世界中做出與真實世界相同的行動操作, 而想象性則是通過利用計算機技術營造真實世界所不存在的虛擬環境通過對人們的理解與認知來模擬不同的操作。
二、虛擬現實技術包含的關鍵技術
(一) 計算機圖形技術
所謂的計算機圖形技術, 就是通過計算機生成繪制圖形的技術。計算機的圖形可以數據的形式進行展現, 并且能夠將圖形進行繪制打印, 通過將數據轉換成線條, 能夠保證制作出大量的運動圖形和三維圖形, 這也突破了傳統繪圖技術的局限[4]。立體顯示技術是虛擬現實最主要的實現方式, 立體顯示包括真三維立體顯示, 立體投影設備顯示, 以及更高級的設備顯示視覺跟蹤與視點感應技術, 就是指通過對圖像序列中的運動目標進行檢測提取識別, 獲得運動物體的參數。加速度等能夠加強對于目標下一步的動作行為進行分析和處理, 減少三維圖形的傳輸時間。
(二) 語音輸入輸出技術
語音識別技術作為一門交叉的學科, 取得了非常明顯的進步, 而且在各行各業中都得到了廣泛的應用, 語音識別技術包括信號處理、而是識別人生分析以及人工智能等相關技術。
(三) 聽力觸覺感知技術
在虛擬現實技術發展的過程中。通過對眼球手勢語音進行控制, 能夠實現自動感知的功能。從目前來看, 面部識別以及接觸式手術控制得到了廣泛的運用, 而眼球運動追蹤技術和非接觸式手勢控制技術也得到了較大的突破, 通過在虛擬現實中的應用, 能夠對人的面部表情進行全面的分析和整合。
(四) 解決VR眩暈的關鍵技術
在體驗頭盔式虛擬現實設備時, 時間久了就會出現頭暈的感覺。為, 一些技術瓶頸造成的延遲可能是造成眩暈的最主要因素, 人看到的畫面與行動不同步。這可能涉及圖像處理、交互以及延遲的問題。因此實時精準定位、跟蹤技術、屏幕顯示延時、場景色調等是這方面的研究重點。由于當前VR技術發展還不夠完善, 所以在純凈的環境里隨著畫面的快速轉動, 很容易導致大腦在長時間的畸變圖像中產生眩暈的情況, 造成體驗者不舒適的問題, 所以為了能夠有效的解決VR眩暈的。弱點最主要的就是提高反畸變的矯正[5]。在實際的物理世界中, 由于我們人體的整個頭部以及薄鏡中心為軸進行旋轉, 所以眼睛會始終處于旋轉加平移的組合運動中, 視線會不斷的進行變化, 而通過構建三維場景投影形成一個成像平面, 可以形成一個全新的視點。并且對缺失的視覺信息進行補充, 通過利用桶形畸變圖像經過折射之后形成虛像, 這樣就能夠使得人眼觀察到的圖像不在畸變。
三、結論
本文通過對于VR工作機理以及關鍵技術進行分析, 能夠進一步促進我國VR技術的快速發展, 從而推動VR技術的廣泛應用。
摘要：隨著社會經濟發展水平的不斷提高, 各種新技術、新方法也層出不窮。VR技術就是利用信息技術向用戶模擬虛擬環境的技術, 受到人們的廣泛關注。盡管VR虛擬現實技術受到社會各界的熱捧, 但是在不斷發展的過程中, 還有許多關鍵技術必須逐一突破, 這樣才能夠促進VR技術全面發展, 為人們創造更加真實的虛擬體驗。本文就對VR虛擬現實技術的工作機理以及關鍵技術進行深入的分析, 促進VR虛擬現實技術的快速發展。
關鍵詞：VR技術,工作機理,關鍵技術
參考文獻
[1] 李峰, 楊琛, 李興達.IPTV架構下VR業務關鍵技術與解決方案[J].電信科學, 2018 (11) :119-125.
[2] 黃煦桐.VR工作機理與關鍵技術分析[J].科技傳播, 2018 (21) :122-123.
[3] 張偉.基于VR的健美操仿真系統設計關鍵技術[J].電子設計工程, 2015 (19) :83-84.