高海涵

摘 要 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)衍生出來(lái)的高端技術(shù)，利用圖形顯示技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)，生成三維的逼真環(huán)境，使得參與者得以和虛擬現(xiàn)實(shí)中的各種對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)交互感知和操作，達(dá)到身臨其境的效果。近年來(lái)這項(xiàng)技術(shù)在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，尤其是游戲領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞 虛擬現(xiàn)實(shí)；游戲中的應(yīng)用；交換性

中圖分類(lèi)號(hào) TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2018）203-0083-02

1 概述

1.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念

虛構(gòu)理想技術(shù)使人無(wú)論怎樣轉(zhuǎn)動(dòng)視角其所看到的場(chǎng)景均為電腦預(yù)先設(shè)定的虛擬場(chǎng)景，從而使使用者感到身在其中，產(chǎn)生極強(qiáng)的沉浸感與參與感。盡管玩家內(nèi)心清楚游戲中的人物與場(chǎng)景全是假的，但環(huán)繞視野與聲光觸覺(jué)模擬器使他的潛意識(shí)認(rèn)為自己處于真實(shí)的世界，電腦能夠立即中止簡(jiǎn)單的運(yùn)算，將準(zhǔn)確的3D世界影像傳回爆發(fā)臨場(chǎng)感，達(dá)到人在房中但心游天下的效果。

這項(xiàng)技術(shù)相比傳統(tǒng)顯示技術(shù)最大的不同是以一個(gè)360°無(wú)死角的屏幕代替了有限的二維屏幕，給人以身臨其境之感，與3D技術(shù)的結(jié)合和傳感器的使用更減少了的傳統(tǒng)游戲無(wú)法避免的人機(jī)隔閡，具有廣闊的市場(chǎng)前景與應(yīng)用價(jià)值。

1.2 歷史的回顧

1）提出。

20世紀(jì)80年代由美國(guó)VRP公司提出。

2）發(fā)展歷史。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)演變發(fā)展史大體可分為3個(gè)階段，虛擬現(xiàn)實(shí)（VitualReality）是20世紀(jì)90年代開(kāi)始興起的一項(xiàng)新技術(shù)，是計(jì)算機(jī)技術(shù)與藝術(shù)設(shè)計(jì)相結(jié)合后產(chǎn)生的一種能夠呈現(xiàn)實(shí)物模型，并為人們體驗(yàn)理解某一情景、環(huán)境帶來(lái)更真實(shí)感的一種創(chuàng)新。使人們對(duì)某一種事物的認(rèn)知與理解不單單停留于想象層次更給人一種身臨其境的真實(shí)感。它的視、聽(tīng)、觸等方面得到新體驗(yàn)已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域上產(chǎn)生新的影響。

它結(jié)合了數(shù)字圖像處理，多媒體技術(shù)，傳感器技術(shù)等將傳統(tǒng)的二維層次的多媒體游戲技術(shù)變成三維立體的虛擬數(shù)字化游戲設(shè)備，創(chuàng)造了一種新型游戲方式。總之，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代化游戲應(yīng)用中具有重大影響。

2 主要特點(diǎn)及應(yīng)用前景

2.1 主要特點(diǎn)

1）多感知性。

多感知性（muliti-sensory）給予以寬闊的想象空間，充分調(diào)動(dòng)用戶(hù)構(gòu)想，無(wú)論是真實(shí)存在的還是自發(fā)想象到的，都可以被構(gòu)建出并呈現(xiàn)在使用者眼前，這種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在各個(gè)方面解決了人們內(nèi)心的想象，在視、聽(tīng)、觸等方面給人以逼真地情景。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的多感知性離不開(kāi)傳感器與模擬器的應(yīng)用，他使使用者產(chǎn)生了多維度的感覺(jué)體驗(yàn)，突破了傳統(tǒng)顯示技術(shù)只有視覺(jué)刺激的弱點(diǎn)，給人以更加真實(shí)的體驗(yàn)。

2）浸沒(méi)感。

沉浸感（immersion）指用戶(hù)可以隔入一個(gè)與虛擬環(huán)境，在這個(gè)高真實(shí)化的虛擬環(huán)境中，用戶(hù)很難有對(duì)真假辨知所帶來(lái)的不適感，在這個(gè)環(huán)境中用戶(hù)從看、聽(tīng)、觸三感上完全融入對(duì)環(huán)境中物體的體會(huì)與認(rèn)知，以各個(gè)角度分析信息，數(shù)據(jù)，使用戶(hù)對(duì)外物得到新的認(rèn)識(shí)。

盡管用戶(hù)內(nèi)心知道虛擬環(huán)境是電腦模擬產(chǎn)生，但他的潛意識(shí)中卻十分認(rèn)同這是真實(shí)存在的，現(xiàn)實(shí)感極為強(qiáng)烈。

3）交互性。

交互性（interactivity）指用戶(hù)對(duì)虛擬環(huán)境下事物的可操作程度與真實(shí)環(huán)境下的程度相似，這樣就更能增強(qiáng)虛擬環(huán)境的真實(shí)性。當(dāng)你身處虛擬環(huán)境中，用手或抓舉外物時(shí)，它帶來(lái)的質(zhì)感，可操作感會(huì)使你有全身心融入的感覺(jué)，它會(huì)隨著你的操作而改變位置方向?？傊?，給用戶(hù)很強(qiáng)的真實(shí)感

2.2 主要技術(shù)

1）顯示技術(shù)。

這里的圖像不同于日常生活中的二維平面圖像，而是抓住用戶(hù)雙眼對(duì)物體的視差并利用運(yùn)動(dòng)的圖像或可以給大腦帶來(lái)錯(cuò)覺(jué)的特殊結(jié)構(gòu)的圖像使呈現(xiàn)在人們面前的圖像表現(xiàn)為立體三維的，能隨客戶(hù)的觀(guān)察角度的變化而變化。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最主要的就是提高精度的傳感器，聲音傳感器可以將平面聲音立體化利用時(shí)間差與人耳聽(tīng)力的特性是環(huán)境更真實(shí)；視覺(jué)傳感器，多方位的視覺(jué)點(diǎn)利用人眼觀(guān)察物體時(shí)產(chǎn)生的誤差造成三維空間的假象人機(jī)交互，將人體運(yùn)動(dòng)信號(hào)通過(guò)傳感器傳入計(jì)算機(jī)中，使其對(duì)人的行為作為與現(xiàn)實(shí)狀況相同或相似的反應(yīng)。

2）跟蹤系統(tǒng)。

每個(gè)物體相對(duì)于系統(tǒng)的球極座標(biāo)都是被事先設(shè)定好的，而跟蹤頭部運(yùn)動(dòng)的虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔是用戶(hù)的視覺(jué)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)感知系統(tǒng)之間聯(lián)系起來(lái)。

3）聲音技術(shù)。

人們之所以能很好地判定聲音的方向，是因?yàn)槁曇舻竭_(dá)耳朵的時(shí)間和距離有所不同，因而產(chǎn)生的相位差和強(qiáng)度差來(lái)確定聲音的方向。常見(jiàn)的立體聲效果就是靠左右耳聽(tīng)到在不同位置錄制的不同聲音來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

2.3 應(yīng)用前景

近日，美國(guó)空軍宣布將斥巨資打造一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中心，以期利用這項(xiàng)技術(shù)提高美軍的實(shí)戰(zhàn)戰(zhàn)斗力。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正逐漸走入我們的生活在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用日益廣泛。

1）醫(yī)學(xué)應(yīng)用。

在我國(guó)的醫(yī)學(xué)院校實(shí)踐操作用具十分短缺，如果能夠采用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)進(jìn)行醫(yī)學(xué)培訓(xùn)學(xué)習(xí)和研究。

2）工業(yè)仿真。

已經(jīng)被世界上的許多大型企業(yè)廣泛的應(yīng)用的工業(yè)生產(chǎn)中，提高了企業(yè)的開(kāi)發(fā)效率，增強(qiáng)了企業(yè)的數(shù)據(jù)采集分析處理能力。

3 虛擬顯示技術(shù)在游戲中的應(yīng)用

3.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在游戲中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)

1）人機(jī)交互技術(shù)。

人機(jī)交互技術(shù)（human computer interaction technology）是通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入輸出設(shè)備，以有效的方式實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)對(duì)話(huà)的技術(shù)。它是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的核心。計(jì)算機(jī)通過(guò)傳感器感知的人類(lèi)的反應(yīng)，也就是輸入信號(hào)，在通過(guò)預(yù)先設(shè)置好的程序，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理，并調(diào)控系統(tǒng)內(nèi)的圖像聲音等輸出信號(hào)，給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)賦予生命。

2）立體顯示技術(shù)。

我們對(duì)客觀(guān)的世界的認(rèn)知是三維的，我們通過(guò)感知器官如眼睛獲取三維世界的圖像并傳輸?shù)酱竽X，顯示出來(lái)。立體顯示技術(shù)通過(guò)特定的成像設(shè)備，向大腦中傳輸模擬世界的圖像使人產(chǎn)生對(duì)模擬世界的認(rèn)識(shí)。2014年世界杯運(yùn)用了三維成像技術(shù)，場(chǎng)外裁判在觀(guān)看比賽時(shí)可以通過(guò)大屏幕將是否進(jìn)球是否犯規(guī)的行為判斷出來(lái)。

3）計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中通過(guò)對(duì)模擬世界聲音畫(huà)面的模擬，達(dá)到以假亂真的目的。通過(guò)對(duì)人眼視覺(jué)體驗(yàn)的模擬，產(chǎn)生立體感。

3.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電腦游戲中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

1）有利于提高游戲的交互性與真實(shí)性。自從電腦游戲誕生，以來(lái)人們一直都渴望電腦游戲中的場(chǎng)景能變得更加真實(shí)、更加逼真。為此早期的電腦游戲設(shè)計(jì)師不斷地對(duì)游戲中的場(chǎng)景進(jìn)行優(yōu)化來(lái)達(dá)到這個(gè)目的，但是無(wú)論場(chǎng)景多么真實(shí)，電腦屏幕存在使用給人一種置身事外的感覺(jué)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)很好的解決了這個(gè)缺點(diǎn)，人機(jī)交互技術(shù)保障人和游戲之間能夠不斷溝通，仿真技術(shù)給人以身臨其境之感，可以料想到，今后的游戲攝影師，大可不必將精力放在提高游戲的真實(shí)性上，而是提高游戲畫(huà)面上。

2）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)改變了游戲行業(yè)發(fā)展的方向。傳統(tǒng)的游戲是通過(guò)設(shè)置某游戲場(chǎng)景，人對(duì)于這個(gè)游戲場(chǎng)景，只是一個(gè)參與者，好像游客一樣。然而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)游戲使娛樂(lè)者變?yōu)橛螒虻闹鲃?dòng)參與者甚至參與游戲場(chǎng)景的設(shè)置。就像著名游戲《我的世界》一樣，在游戲中并沒(méi)有復(fù)雜的情節(jié)，設(shè)計(jì)者通過(guò)創(chuàng)造虛擬世界的方式，使玩家在其中自由發(fā)揮，通過(guò)移動(dòng)方塊構(gòu)建具有自己特色的世界，使人樂(lè)此不疲。

3.3 不足

1）設(shè)備過(guò)于昂貴而且十笨重。虛擬現(xiàn)實(shí)社備發(fā)展到這個(gè)階段，價(jià)格仍然居高不下，而且需要數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的支持，所以只能在特定空間的使用，并沒(méi)有發(fā)展出便攜式設(shè)備。

2）讓人感覺(jué)疲勞。由于虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備具有沉浸性的特點(diǎn)，難以避免的有少數(shù)玩家沉迷其中，甚至無(wú)法區(qū)分虛擬與現(xiàn)實(shí)社會(huì)。

4 展望

1）發(fā)展無(wú)線(xiàn)設(shè)備及便攜式設(shè)備。

2）設(shè)立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。endprint