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1.2虚拟现实的本质特性

虚拟现实可以定义为对现实世界进行五维时空的仿真,即:除了对三维空间和一维时间的仿真外,还包含对自然交互方式的仿真。一个完整的虚拟现实系统包含一个逼真的三维虚拟环境和符合人们自然交互习惯的人—机交互界面,分布式虚拟现实系统还要包含用于共享信息的人—人交互界面。虚拟现实技术是建立在集成诸多学科如心理学、人类工程学(Ergonomics)及人工智能技术、控制学、计算机图形学、数据库设计、实时分布系统、电子学、机器人及多媒体技术等之上的。它具有以下四个重要特征:

(1)沉浸感(Immersion)

沉浸感又称临场参与感,使用者完全沉浸于计算机所创造的仿真环境中,产生一种身临其境的真实感,使用者的感觉与行动都与人在自然状态下的情形相似。要实现这种沉浸感,必须使计算机能对人的视、听、触、嗅、味觉进行模拟。这就要有一些最新发展起来的计算机软硬件技术的支持,如立体头盔(Head Mounted Display)、数据手套(Data Glove)、数据衣(Data Suit)等。借助这些技术,用户可以沉浸在一种人工的虚拟环境里,通过虚拟现实软件及有关外部设备与计算机进行充分的交互与构思,完成所希望的任务。

(2)交互性(Interactivity)

这是虚拟现实技术最主要的特征。虚拟现实程序提供了丰富的接口用于接收操作输入和与浏览器通讯,网络的交互性是由互联网媒体本身决定的,客户不仅可以控制虚拟环境中的3D对象,甚至还可以相互通讯。

(3)构想性(Imagination)

强调虚拟现实技术应具有广阔的可想象空间,可拓宽人类的认知范围,不仅可再现真实存在的环境,还可以随意构想客观上不存在的甚至是不可能发生的环境。

(4)多感知性(Multi-Sensory)

理想的虚拟现实技术应该具有一切人所有的感知功能,然而,由于技术,特别是传感器技术的限制,目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种,从感知范围到感知的精确成度都还无法与真实环境相比拟。