理论教育 虚拟现实技术的产生与发展解析

虚拟现实技术的产生与发展解析

时间:2023-11-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:1993年的11月,宇航员利用虚拟现实系统的训练,成功完成了从航天飞机的运输舱内取出新的望远镜面板的工作。若进入世界最大的虚拟现实技术软件公司之一的英国“超景”公司的网站,计算机屏幕上将出现“超级城市”的立体图像,并可以看到其中散步的人们。

虚拟现实技术的产生与发展解析

1956年,美国的Morton Heileg开发了一个被称为Sensorama(传感景院)的摩托车仿真器,具有以下功能:三维视频及立体声效果、振动风吹的感觉、城市街道的气味,用户可以坐在仿真器的座位上经历一种开摩托车漫游美国纽约曼哈顿的感觉。

1965年,美国ARPA信息处理技术办公室主任Ivan Sutherland发表了一篇名为“The Ul-timate Display”(终极的显示)的文章。首次指出,应该将计算机显示屏幕看做观察虚拟世界的一个窗口,计算机系统将使该窗口中的景象、声音乃至物体的行为都非常逼真。Ivan Sutherland的这篇文章给计算机界提出了一个具有挑战性的目标,人们把这篇论文称为是研究虚拟现实的开端。

1968年,Ivan Sutherland在哈佛大学组织开发出第一个计算机图形驱动的头盔显示器(Helmet-Mounted Display,HMD),并开发了与HMD相配的头部位置跟踪系统。

与此同时,M W Kruger对其构想的头盔显示器和双目全景式观察器(Binocular Omni-Oriented Monitor,BOOM)做了原理性描述。悬挂起来的BOOM像个有活动支臂的潜望镜,实际上是一个跟踪装置,观察者透过观察孔能够观察到虚拟世界各个方向的内容。此后,M.W.Kruger基于图像处理方法提出了人工现实(Artificial Reality)的概念。

随着计算机软硬件水平的提高,实时生成逼真的三维虚拟场景已成为可能。另外,人们还开始研究逼真的听觉、触觉和味觉等人体的多种感知生成方法,以及多种感知的整合,以便生成一种视、听、触觉一体化的多维化信息空间。

基于20世纪60年代以来所取得的一系列成就,美国的VPL公司的创始人Jaron Lanier在20世纪80年代初正式提出了“Virtual Reality”一词,简称VR,中文译为“虚拟现实”或“灵境”。(www.daowen.com)

1984年,美国宇航局(NASA)Ames研究中心虚拟行星探测实验室的Michael McGreevy和J Humphries博士组织开发了用于火星探测的虚拟世界视觉显示器VIEW系统,将火星探测器发回的数据输入计算机,为地面研究人员构造了火星表面的三维虚拟世界。当1985年VIEW系统的雏形在美国NASA Ames研究中心完成时,该系统以低廉的造价,让参与者有“真实体验”的效果引起有关专家的注目。

1993年的11月,宇航员利用虚拟现实系统的训练,成功完成了从航天飞机的运输舱内取出新的望远镜面板的工作。

1996年12月,世界第一个虚拟现实环球网在英国投入运行,因特网用户可以在一个由立体虚拟现实世界组成的网络中遨游,身临其境般地欣赏各地风光、参加博览会和到大学课堂听讲座等。

若进入世界最大的虚拟现实技术软件公司之一的英国“超景”公司的网站,计算机屏幕上将出现“超级城市”的立体图像,并可以看到其中散步的人们。用户可以从“市中心”出发参观超级市场、游艺室、图书馆和大学等地。

进入20世纪90年代,迅速发展的计算机硬件技术与不断改进的计算机软件系统极大地推动了虚拟现实技术的发展,虚拟现实技术已经成为计算机科学中一个十分活跃的研究方向,并已逐步应用于军事、设计、教育、娱乐等诸多领域。研究方向也从传统的单用户集中式虚拟现实扩展到多用户虚拟现实、分布式虚拟现实、扩展现实等。

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